[发明专利]复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法

说明书

本发明公开一种复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法，包括：S1，建立复合材料机翼油箱的雷击仿真模型；S2，采用从吸收边界到复合材料油箱的理想导线来模拟所述雷电流流动方向，对雷电流进行仿真；S3，设置监视点，在所述监视点位置设置磁场探针，得到所述监视点位置的磁场曲线图；S4，根据屏蔽效率的定义，得到复合材料油箱蒙皮的屏蔽效能；S5，在设定的部分监视点位置设置电场探针，得到油箱受雷击后表面电场分布；S6，根据表面电场分布得到电场探针处的电场峰值，估算两点间的电势差；S7，根据直接效应得到雷电流注入点处的作用积分；S8，根据升温公式得到油箱表面材料雷击温度上升值，判断所述温度上升值的安全情况。

技术领域

本发明属于燃油箱雷击仿真领域，涉及复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法。

背景技术

飞机燃油系统的安全非常重要，这是因为该系统与许多飞机雷电事故有关。油箱内部温度很高，可达200华氏度(约93摄氏度)，而油箱又相对较空，残余燃油就会挥发为燃油蒸汽，燃油蒸汽和空气混和，就形成了极易爆炸的可燃气体，这时一旦有火星，就会点燃，从而引起爆炸。当飞机遭遇雷击时，结构传送的电流达到几千安培，注入飞机复合材料油箱表面的雷电流也很难在短时间内泄放，小于一安培的微小火花就可以在油箱中释放足够能量点燃燃油蒸汽，引起爆炸。

通常，飞机燃油油箱爆炸是很少见的。但NTSB公布的1996年环球航空公司800号班机空难原因就是老化飞机的中央燃油油箱内部零件变形，引发油箱爆炸。目前，

多数雷击仿真只是针对复合材料结构本身展开，没有涉及燃油箱等具体的飞机部件。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法，填补了现有技术中对复合材料油箱的仿真方法的空缺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明为复合材料机翼油箱雷击直接效应仿真方法，所述方法包括以下步骤：

S1，建立复合材料机翼油箱的雷击仿真模型，设置复合材料属性；

S2，将雷击程度作简化处理，采用从吸收边界到复合材料油箱的理想导线来模拟所述雷电流流动方向，对雷电流进行仿真；

S3，设置监视点，在所述监视点位置设置磁场探针，得到所述监视点位置的磁场曲线图；

S4，根据屏蔽效率的定义，得到复合材料油箱蒙皮的屏蔽效能；

S5，在设定的部分监视点位置设置电场探针，得到复合材料油箱雷击后探针处的电场曲线图，得到油箱受雷击后表面电场分布；

S6，根据表面电场分布得到电场探针处的电场峰值，取其中两个探针处的电场峰值差与两个探针之间距离的乘积，定性的估算两点间的电势差；

S7，根据直接效应得到雷电流注入点处的作用积分；

S8，根据升温公式得到复合材料机翼油箱表面材料雷击温度上升值，判断所述温度上升值的安全情况。

进一步的，所述复合材料属性为取相对介电常数实数部分ε_r＝2，磁导率μ_r＝1，电导率σ＝50000S/m。

进一步的，所述监视点按照以下方式设置：