系留气球的雷电防护的验证方法技术

本发明专利技术公开了一种系留气球雷电防护的验证方法。其中，该方法包括：选取待验证的系留气球的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型；搭建用于验证系留气球缩比模型的验证平台，验证平台包括：放电电路、控制电路和测量电路；利用控制电路控制放电电路，使得放电电路向系留气球缩比模型注入指定波形的雷电流；利用测量电路测量注入了雷电流的系留气球缩比模型的电击情况，并得到测量结果；根据测量结果确定系留气球的雷电防护效果。本发明专利技术实施例针对系留气球采取的防雷措施，提供了试验室条件下防雷系统的试验技术和方法，能够准确地、系统地评估系留气球防雷系统的理论防雷效果。

Verification Method of Lightning Protection for Tethered Balloon

The invention discloses a verification method for lightning protection of tethered balloon. Among them, the method includes: selecting the preset scale model of tethered balloon to be verified; setting up a verification platform for verifying the scale model of tethered balloon, which includes discharge circuit, control circuit and measurement circuit; using control circuit to control discharge circuit, the discharge circuit injects lightning current of specified waveform into the scale model of tethered balloon. The lightning protection effect of tethered balloon is determined according to the measured results. According to the lightning protection measures adopted by the tethered balloon in the embodiment of the present invention, the test technology and method of the lightning protection system under laboratory conditions are provided, and the theoretical lightning protection effect of the tethered balloon lightning protection system can be accurately and systematically evaluated.

【技术实现步骤摘要】
系留气球的雷电防护的验证方法
本专利技术涉及系留气球雷电防护试验与测试的
，尤其是涉及一种系留气球雷电防护的验证方法。
技术介绍
随着航空技术的快速发展，对系留气球的研究也逐步增多。在对系留气球的试验试飞过程中，一些严重影响系留气球安全的因素也逐渐暴露出来。自然雷电天气就是一个非常重要的影响因素。系留气球的工作高度一般为海拔2000米左右。不同地域、不同季节的云底高度不同，就雷电领域的研究而言，一般认为云底高度为1500米，即系留气球处于云层中间，此处云层内部、云层间雷电活动频繁。低空系留气球的雷击事故会引起的财产损失和延误型号研制进度，系留气球的雷电防护设计验证成为了国内承研单位及使用部门关注的重点。申请人经研究发现：目前，系留气球的雷电防护试验技术是建立在飞机防雷试验的标准研究探索及理论分析基础上的，并未有成熟的系留气球雷电防护试验标准。由于雷击是一种自然现象，在外场进行雷电防护试验成本高，时间长，且仅经理论分析完成的雷电防护设计不能证明防雷系统的有效性及可靠性，会危及到设备和人员的安全，系留气球的雷电防护设计测试及试验不能在真实雷电环境下进行，只能先在试验室进行准确性较低的试验。如何针对系留气球采取的防雷措施，能够准确地、系统地评估系留气球防雷系统的理论防雷效果，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术中的至少一种技术问题，本专利技术提供了一种系留气球雷电防护的验证方法。该方法包括：选取待验证的系留气球的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型；搭建用于验证系留气球缩比模型的验证平台，验证平台包括：放电电路、控制电路和测量电路；利用控制电路控制放电电路，使得放电电路向系留气球缩比模型注入指定波形的雷电流；利用测量电路测量注入了雷电流的系留气球缩比模型的电击情况，并得到测量结果；根据测量结果确定系留气球的雷电防护效果。本专利技术实施例针对系留气球采取的防雷措施，提供了试验室条件下防雷系统的试验技术和方法，通过复现系留气球上所出现的雷电效应，间接的测试球上雷电防护系统的实际防雷效果，并对系留气球防雷系统设计进行完善。同时，开展配有防雷系统实物的系留气球的外场试验，研究、验证相关的试验、测试技术，以验证自然环境下防雷系统的实际防雷效果，切实保证系留气球在恶劣天气条件下的出勤率和安全性，为系留气球这一新领域的发展提供重要保证。能够准确地、系统地评估系留气球防雷系统的理论防雷效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型的试验示意图；图2是本专利技术一实施例的系留气球缩比模型的安装示意图；图3是本专利技术一实施例的地轴坐标系的示意图；图4是本专利技术一实施例的雷电流注入试验安装的示意图；图5是本专利技术一实施例的雷电流传导试验安装示意图；图6是本专利技术一实施例的雷电流注入试验安装台架示意图；图7是本专利技术一实施例的系留缆绳冲击电压试验的示意图；图8是本专利技术一实施例的避雷索雷电流溅落试验的示意图；图9是本专利技术一实施例的电晕流光试验的示意图；图10是本专利技术一实施例的避雷索支撑杆或囊体材料雷电冲击电压试验的示意图；图11是本专利技术一实施例的雷电流波形监测设备电路的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本专利技术造成不必要的模糊。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术一实施例的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型的试验示意图。如图1所示，验证平台可以包括：放电电路、控制电路和测量电路。该验证平台可以是用于验证系留气球缩比模型的验证平台。其中，放电电路可以包括：充电装置、保护球隙、组合电容、放电球隙、调波阻抗、电容分压器、冲击电压发生器、放电电极和接地平板。其中，充电装置、放电球隙、调波阻抗、电容分压器和冲击电压发生器依次串接；充电装置、保护球隙、组合电容分别并联在放电球隙和冲击电压发生器之间；放电电极分别与调波阻抗和电容分压器连接；接地平板分别与冲击电压发生器和电容分压器连接。其中，系留气球缩比模型应能反映系留气球的空间结构、导体或非导体材料和电场布置。采用实际囊体材料制作球体。试验前气囊内充好氦气，整流罩内放入任务设备缩比骨架。试验选取的系留气球缩比模型缩比尺寸分为1/20、1/25、1/30。另外，在满足试验室要求的情况下可选择一个小于1/20的缩比尺寸值模型。对与雷电流幅值，在1～200kA的区间选取数个典型值，如3、20、100、200kA，对应的击距分别为19.6m、70m、203m、322m，根据缩比模型的缩比比例进行相应的击距缩比。缩比模型雷电附着点试验采用雷电压波形取分量C及分量D进行考核，参数符合GJB3567-1999《军用飞机雷电防护鉴定试验方法的规定》。每个缩比尺寸的附着点试验都分成棒电极和平板电极试验两部分进行。预设缩比尺寸的系留气球缩比模型的试验可以包括如下步骤：S101，选取待验证的系留气球的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型；S102，搭建用于验证系留气球缩比模型的验证平台，验证平台包括：放电电路、控制电路和测量电路；S103，利用控制电路控制放电电路，使得放电电路向系留气球缩比模型注入指定波形的雷电流；S104，利用测量电路测量注入了雷电流的系留气球缩比模型的电击情况，并得到测量结果；S105，根据测量结果确定系留气球的雷电防护效果。图2是本专利技术一实施例的系留气球缩比模型的安装示意图.如图2所示，系留气球缩比模型放置在放电电极和接地平板之间。接地平板设置在2个支架之间。在一些实施例中，棒电极试验可以包括如下步骤：1)将某个缩比比例的缩比模型试验件安放在工装夹具上，并使模型处于棒电极和接地平板之间。2)使用棒电极模拟自然雷电先导对系留气球的接近，调整雷电流发生器，使其产生符合GJB3567-1999要求的雷电压C波形。3)调整模型姿态，使棒电极对准模型的方位应能反映飞行中可能出现的雷电先导接近系留气球的方位，棒电极端点与系留气球该姿态下的最高点间的距离分别选用不同的雷电击距缩比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系留气球雷电防护的验证方法，其特征在于，包括：选取待验证的系留气球的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型；搭建用于验证所述系留气球缩比模型的验证平台，所述验证平台包括：放电电路、控制电路和测量电路；利用所述控制电路控制所述放电电路，使得所述放电电路向所述系留气球缩比模型注入指定波形的雷电流；利用所述测量电路测量注入了所述雷电流的所述系留气球缩比模型的电击情况，并得到测量结果；根据所述测量结果确定所述系留气球的雷电防护效果。

【技术特征摘要】
1.一种系留气球雷电防护的验证方法，其特征在于，包括：选取待验证的系留气球的预设缩比尺寸的系留气球缩比模型；搭建用于验证所述系留气球缩比模型的验证平台，所述验证平台包括：放电电路、控制电路和测量电路；利用所述控制电路控制所述放电电路，使得所述放电电路向所述系留气球缩比模型注入指定波形的雷电流；利用所述测量电路测量注入了所述雷电流的所述系留气球缩比模型的电击情况，并得到测量结果；根据所述测量结果确定所述系留气球的雷电防护效果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放电电路包括：充电装置、保护球隙、组合电容、放电球隙、调波阻抗、电容分压器、冲击电压发生器、放电电极和接地平板，其中：所述充电装置、所述放电球隙、所述调波阻抗、所述电容分压器和所述冲击电压发生器依次串接；所述充电装置、所述保护球隙、所述组合电容分别并联在所述放电球隙和所述冲击电压发生器之间；所述放...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金华，彭平，彭敏，陈露，王朋辉，李冠霖，
申请(专利权)人：中国特种飞行器研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42