碳纤维复合材料飞机静电放电研究与数值仿真

本文主要关注于"对复合材料飞机上静电放电的研究"，由作者张珺、谢拥军和傅焕展在西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室进行。碳纤维复合材料作为现代飞机的主要结构材料，其独特的性质使得静电放电问题成为一个关键领域的研究课题。静电放电是由于飞机在飞行过程中，特别是在穿过云层时，与空间粒子摩擦导致电荷积累在机身上。随着电荷积累，表面电压上升，一旦超过静电放电起始电压，就会发生电晕放电现象，这种放电不仅影响飞机自身的安全，还可能干扰通信系统和导航设备。 文章首先探讨了复合材料飞机上静电放电的产生原理，强调了电荷积累和表面电场强度在放电过程中的作用。飞机表面的尖端区域，如机翼和尾翼尖端，是电晕放电的常见发生地。研究者们已经对飞机静电放电的干扰机制、电晕放电刷的设计、噪声影响以及对天线的干扰等方面进行了深入研究，包括利用等效电偶极子模型和解析方法来分析辐射电磁场。 然而，尽管对于金属飞机上的静电放电已有相当的研究，本文的重点在于碳纤维复合材料飞机，这方面的研究相对较少。作者通过数值模拟技术，如有限元方法，来分析复合材料飞机的电容，进而估算静电放电的能量。这不仅涉及到材料特性对放电性能的影响，还可能涉及到新型复合材料对静电防护设计的挑战和优化策略。 这篇论文不仅填补了复合材料飞机静电放电研究的空白，也为航空航天领域的静电管理提供了新的理论支持和实践指导，对于确保复合材料飞机的飞行安全以及维护其电子系统的正常运行具有重要意义。