JP6053299B2 - 航空機構造体の雷撃評価システム - Google Patents

Description

本発明は、航空機構造体への雷撃のモニタリング計測や、航空機構造体の供試体に雷撃を加える雷撃模擬試験を行うことのできる雷撃評価システムに関する。

航空機においては、防爆のための落雷対策を万全に期す必要がある。航空機が被雷して主翼等を構成する部材に大電流が流れ、その電流値が各部における通過許容電流値を超えると、サーマルスパークと呼ばれる放電が発生する。このスパークは、多くの場合、落雷電流による急激な温度上昇により生じるホット・パーティクルと呼ばれる溶融物の飛散を伴う。翼の内部空間は燃料タンクを兼ねているため、スパークやホット・パーティクルが燃料蒸気に接触して発火しないように、スパークの発生を抑えるか、スパークを封止することによって耐雷性を確保する必要がある。

耐雷性を確認するために、航空機構造体の落雷モニタリング計測や、航空機構造体の供試体に雷撃を加える雷撃摸擬試験が行われる。モニタリング計測や雷撃模擬試験の際には、スパークがフィルムカメラにより検出されるほか、落雷時の電流、電圧、磁界が各計器により検出される。
モニタリング計測や模擬試験は、絶縁を確保し高電圧ノイズによる影響を避けるために、航空機構造体や供試体、それを検出対象とするカメラや計器（以下、計器類）から、検出データを確認、評価する装置が空間的に隔てられている。雷撃時に、供試体および計器類と評価装置との電位差が大となるため、通常の電気ケーブルで両者を接続するのは困難である。
したがって、典型的には、計器類は、検出データの評価装置とは接続されていない独立した機器として構成される。そして、シールド部材で囲んだ計器類を航空機構造体やその供試体に保持させ、雷電流を印加した後、接地してから計器類を取り外し、その検出データを確認および評価する。

一方、被雷をコイルにより検出する記録装置と、記録装置に対して遠隔地に配置される制御装置とが光ファイバおよび電話線で接続された遠隔式雷監視装置が知られている（特許文献１）。この遠隔式雷監視装置では、コイルに生じる電圧を光信号に変換した上で光ファイバケーブルを介して伝送し、光信号を電気信号に戻してから電話線を通じて制御手段に取り込んでいる。
また、光ファイバに局部的に屈曲を与えると光の伝送損失が変化することを利用して、光ファイバ上の各測定位置における歪量を測定するセンサ測定システムも知られている（特許文献２）。

米国特許４１０５９６６号 特許第３９９９６９５号

スパークや電圧、電流、磁界の計器類と、検出データの評価装置とが接続されていない場合、検出データを評価するには、まず雷電流を印加して検出を行い、その後検出データを評価装置に取り込んでデータの確認、評価を行い、さらに次の雷電流を印加して検出した後、また検出データを取り込んで確認、評価を行うといったように、雷撃・検出作業と検出データの確認、評価の作業とが交互に繰り返し行われる。このように、各作業を区切って順次、バッチ処理するほかなく、雷撃・検出作業と検出データの確認、評価作業とを並行して行うことはできないので、効率良く評価を行えない。
また、雷撃のタイミングに合った検出データを得ないと、正確な評価が行えないが、そのタイミング合わせが難しい。
以上から、本発明者らは、耐雷性の評価に重要なスパークの有無を含め、雷撃時に検出されるデータを雷撃のタイミングに合わせて適切にトリガーさせた検出データを得た上で、その検出データを光ファイバケーブルによって計器類から評価装置に伝送することを望んだが、それを満足しうるシステムの構成例は見当たらなかった。

本発明は、上記のような課題に基づいてなされたもので、耐雷性の評価を効率良くかつ正確に行える雷撃評価システムを提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の航空機構造体の雷撃評価システムは、中空部材である導電性の雷撃対象部材に、雷撃に伴って生じるスパーク、電流、電圧、および磁界の少なくともいずれかを検出し、雷撃対象部材の内部に配置される検出装置と、雷撃対象部材への雷撃に同期された検出データを得るためのトリガー信号を発するトリガー装置と、雷撃対象部材から空間を隔て、検出データに基づいて雷撃対象部材の耐雷性を評価する評価装置と、を備え、検出装置は、接地接続されておらず、検出装置と評価装置とは、検出データが光電変換された光信号を伝送する光ファイバケーブルを介して接続され、トリガー装置と検出装置とは、トリガー信号が光電変換された光信号を伝送する光ファイバケーブルを介して接続されることを特徴とする。

この発明によれば、検出装置により検出された信号の伝送手段として光ファイバケーブルを採用することにより、高電圧場にある検出装置から評価装置に、検出信号を漏電等の危険なくリモートで確実に取り出せる。これにより、従来のバッチ処理に代えて、雷撃時のデータ検出作業と、データ評価作業との並行処理を実現できる。これによって作業効率良く耐雷性評価を行える上、高電圧に起因するノイズによる影響が少ない検出データに基づいて、耐雷性を適切に評価することができる。
その上、トリガー装置により発せられるトリガー信号に基づいて、落雷に同期された検出データが得られる。このように落雷を確実に捉えた検出データに基づいて、耐雷性を正確に評価することができる。

本発明の航空機構造体の雷撃評価システムでは、雷撃対象部材が、中空部材とされ、雷撃対象部材の内部に検出装置が配置される。
この発明によれば、中空部材とされる雷撃対象部材に、検出装置を保護する電磁シールドの役割を持たせることができるので、雷撃による検出装置の誤作動や損傷を防止できる。
また、検出装置が画像センサである場合には、この雷撃対象部材は、撮像される画像への外光の混入を防止する暗箱としても機能する。
中空部材は、航空機の主翼を模擬したものであることが好ましい。

本発明の航空機構造体の雷撃評価システムでは、検出装置により得られる時系列の検出結果を蓄積するとともに、検出結果から検出データを選定するデータ保存処理装置を備え、トリガー装置は、雷撃に伴って生じるスパーク、電流、電圧、および磁界の少なくともいずれかを検出装置により連続して検出している状態で、雷撃を検知するとトリガー信号を発生し、データ保存処理装置は、トリガー信号が入力されると、入力時よりも前の時点に対応する検出データの先頭をマークし、先頭のデータから、雷撃の終了よりも後の時点に対応するデータまでを検出データとして選定することが好ましい。
この発明によれば、検出装置による時系列の検出結果をデータ保存処理装置に蓄積しておき、トリガー装置から発せられるトリガー信号に基づいて検出結果からの検出データ選定が行われる。したがって、雷撃のタイミングでの検出データを確実に得ることができ、その検出データに基づいて耐雷性の評価を正確に行える。

トリガー装置が、雷撃を検知する上記の雷撃評価システムによれば、雷撃を検知する手段により、落雷のタイミングを検知できるので、そのタイミングに同期された検出データに基づいて、耐雷性を正確に評価することができる。

本発明の航空機構造体の雷撃評価システムでは、トリガー装置が、予め決められた雷撃待機時間を計時する第１計時装置と、雷撃待機時間に応じた検出待機時間を計時する第２計時装置と、を備えることが好ましい。
この発明では、トリガー信号を基準として、雷電流を印加するタイミングと、検出装置を動作させるタイミングとを制御する。このようにしても、雷撃を確実に捉えた検出データが得られるので、それに基づいて耐雷性を正確に評価することができる。
そして、本発明の航空機構造体の雷撃評価システムにおいては、検出装置が、雷撃対象部材に雷撃に伴って生じるスパークを検出することが好ましい。

本発明によれば、航空機構造体や供試体への落雷時のスパーク有無や落雷に伴う諸量の検出データに基づいて、耐雷性の評価を効率良くかつ正確に行える。

第１実施形態に係る雷撃評価システムの構成概略図である。 雷撃と撮像のタイミング合わせを説明するために、各タイミングを模式的に示す図である。 締結構造を有する供試体を雷撃対象部材とする雷撃評価システムの構成概略図である。 検出装置として電圧センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 検出装置として電流センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 検出装置として磁界センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 雷撃検知手段として電流センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 雷撃検知手段として電圧センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 雷撃検知手段として光センサを備える雷撃評価システムの構成概略図である。 第２実施形態に係る雷撃評価システムの構成概略図である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。なお、以降の説明において、それ以前に説明した構成と同様の構成については、同じ符号を付し、その説明を簡略または省略する。
〔第１実施形態〕
本実施形態の雷撃評価システム１は、航空機構造体の供試体１００に雷電流を印加したときのスパーク発生の有無に基づいて耐雷性を評価する。
雷撃評価システム１は、大略、供試体１００に高周波で高電圧の雷電流を印加する雷電流印加装置３と、供試体１００の内部に配置される画像センサ４と、画像センサ４に接続されるデータ保存処理装置５と、雷撃を検知するコイル６Ａを有するトリガー装置６と、画像センサ４による検出データに基づいて耐雷性を評価する評価装置７とを備えている。

供試体１００は、航空機の主翼を模擬した中空の導電性の箱体であり、アース接地されている。この供試体１００は、画像センサ４により撮像される画像への外光の混入防止と、内部に配置される装置を雷サージから保護する電磁シールドの役割を果たしている。
供試体１００の内部には、データ保存処理装置５により送信される画像データ（電圧信号）を光信号に変換する光電変換装置８が設けられており、この光電変換装置８は、供試体１００および雷電流印加装置３から空間を隔てた評価装置７に接続された光電変換装置９に光ファイバケーブル１０によって接続されている。
また、トリガー装置６とデータ保存処理装置５も、同様に光ファイバケーブル１１を介して接続されており、トリガー装置６に接続される光電変換装置１２と、データ保存処理装置５に接続される光電変換装置１３とが光ファイバケーブル１１によって接続されている。
以上のように光ファイバケーブル１０，１１を介して接続される各装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）を構成しており、光ファイバケーブル１１はＬＡＮ信号を伝送する。

雷電流印加装置３は、異なる電流波形パターンを生成可能な複数の回路からなり、複数の回路の各スイッチを切り替えることにより、単一の電流波形パターンあるいは複数の電流波形パターンからなる雷電流を印加することができる。この雷電流印加装置３は、供試体１００から離間した位置に設置される図示しない雷撃制御手段に接続されており、各スイッチのオンオフが遠隔制御によって切り替えられる。

画像センサ４は、供試体１００内部において供試体１００の内壁に向けて設置されている。供試体１００の内部にスパークが発生したときに、画像センサ４がスパークの閃光を受光して電子的に撮像することにより、スパークの画像が取得される。この画像センサ４には、例えばディジタルカメラを用いることができる。
画像センサ４のシャッタは、所定時間（例えば、０．１ｍｓ〜１０ｓ）開放される。これにより、シャッタ開放時間分の積算画像データが得られる。
画像センサ４による撮像は、供試体評価の目的に応じた長さの連続した時間（例えば、０．１ｍｓ〜８時間）に数回から数百回繰り返し行われる。
画像センサ４により撮像（連写）された画像は、データ保存処理装置５に取り込まれて時系列に蓄積される。撮像画像は、少なくとも評価装置７に取り込まれるまでの間、データ保存処理装置５に一時保存される。こうして得られる時系列の撮像画像から、トリガー装置６により入力される落雷トリガー信号が示すタイミングに対応する画像データがデータ保存処理装置５によって選定される。選定された画像データは、光ファイバケーブル１０によって供試体１００の外部に取り出され、評価装置７に送信される。

供試体１００の外周面に対向するコイル６Ａは、供試体１００に雷電流が印加されたことを磁束変化に基づいて検知する。トリガー装置６は、このコイル６Ａと、コイル６Ａに鎖交する磁束の変化により生じる誘導電圧をモニタするとともに、誘導電圧に基づいて落雷トリガー信号を生成し、データ保存処理装置５に送るトリガー信号生成部６Ｂとを有している。

評価装置７は、データ保存処理装置５から送信される画像データを記録する記録手段と、画像データを表示する表示手段とを有しており、図示しない制御室に設置されている。なお、評価装置７が設置されるのと同じ制御室内に、上述の雷電流印加装置３を制御する制御装置を設置することもできる。
これら評価装置７および雷電流印加装置の制御装置は、供試体１００および雷電流印加装置３から十分に空間をおいて設置されることにより、供試体１００および雷電流印加装置３に対して絶縁されている。

以上のように構成された雷撃評価システム１の作用について説明する。
本実施形態では、供試体１００への雷撃開始から終了までの全時間に亘り、スパークが生じないことを確認する。供試体１００の評価にあたっては、まず、画像センサ４によって撮像を開始し、データ保存処理装置５により、画像センサ４で撮像された画像データを保存する。
このような画像センサ４およびデータ保存処理装置５の動作と並行して、雷電流印加装置３により、雷の波形パターンを模擬した雷電流を供試体１００に印加する。
雷電流は、図２に示すように、所定の雷撃時間Ｔ_１印加される。雷電流印加が開始されると即、コイル６Ａに誘導電圧が生じ、トリガー信号生成部６Ｂは、この誘導電圧を受け取ると、データ保存処理装置５に落雷トリガー信号を入力する。電圧信号である落雷トリガー信号は、光電変換装置１２によって光信号に変換された上で、光ファイバケーブル１１を通じて伝送される。そして、供試体１００内部の光電変換装置１３で電圧信号に戻されて、データ保存処理装置５に入力される。

データ保存処理装置５は、落雷トリガー信号の入力を受けると、トリガー信号入力時から予め決められた時間Ｔ_２（例えば、１秒）だけ前に撮像された画像を選定データの先頭としてマークし、その先頭画像の撮像時から、雷撃時間Ｔ_１に余裕時間Ｔ_３を加えた時までの時間Ｔ_４内に撮像された画像データを選定する。このように、雷撃よりも前から雷撃時間Ｔ_１経過後にまで亘り、連続して撮像を行い、撮像された画像から雷撃のタイミングに対応する画像データを選定することにより、落雷タイミングに同期された画像データが取得される。
選定された画像データは、順次、光電変換装置８により光信号に変換された上で、光ファイバケーブル１０によって伝送される。そして、光電変換装置９により電圧信号（画像データ）に戻されて、評価装置７に取り込まれる。
なお、図２に示す雷撃時間や、各タイミングは一例に過ぎない。
ここで、雷電流の持続時間は典型的には１秒以内であり、連写時のシャッタ開放時間を１秒よりも十分長くとるとともに、連写間隔を１秒よりも短くすることにより、雷撃時間全体に亘って撮像することができる。

評価装置７に取り込まれた画像データは、評価装置７によって記録されるとともに表示される。供試体１００の耐雷性が不十分であると、画像にスパークの閃光が写るため、その閃光の有無や閃光の状態に基づいて、供試体１００の耐雷性を評価することができる。その評価は、評価装置７に表示される画像を目視することによって行えるほか、画像フィルタ等を用いて画像データを処理することによっても行える。

一方、雷電流印加装置３により、次の雷撃を供試体１００に対して実施すると、再度、コイル６Ａにより雷撃が検知されるとともに落雷トリガー信号が発せられ、これに基づいて上記と同様に、データ保存処理装置５が画像データを選定し、その画像データに基づいて評価装置７が耐雷性を評価する。

本実施形態では、画像センサ４による画像信号の伝送手段として光ファイバケーブル１０を採用することにより、高電圧場にある画像センサ４により撮像された画像信号を評価装置７に漏電等の危険なくリモートで確実に取り出せる。このことは、雷撃後、接地してから計器類が示す値を読み取ったり、検出結果を記憶手段に吸い上げたり、撮像されたフィルムを現像する必要のあった従来のバッチ処理に代えて、雷撃および検出（本実施形態では撮像）と、確認および評価との並行処理を実現する。これによって雷撃摸擬試験を作業効率良く行える上、高電圧に起因するノイズによる影響が少ない検出データが得られるので、それに基づいて、耐雷性を適切に評価することができる。

その上、本実施形態によれば、データ保存処理装置５に蓄積された画像から、コイル６Ａを備えるトリガー装置６が発する落雷トリガー信号に基づいて、雷撃時の画像データの選定が行われるので、雷撃のタイミングに同期された画像データを得ることができる。したがって、雷撃を確実に捉えた画像データに基づいて耐雷性を正確に評価することができる。
また、撮像された画像のうちデータ保存処理装置５により選定されたデータのみを評価装置７に送信することにより、撮像された画像のすべてを評価装置７に送信する場合よりも通信時間を短縮できるので、画像データの確認、評価を迅速に行える。
さらに、本実施形態によれば、中空部材とされる供試体１００が暗箱および電磁シールドとして機能するので、外光が混入しない鮮明な画像に基づいて正確に評価できるとともに、雷撃による画像センサ４およびデータ保存処理装置５の誤作動や損傷を防止できる。以下で述べる各構成においても、供試体１００内部に配置される各種装置を供試体１００による電磁シールド効果によって保護できる。

図１には、中空部材とされる供試体１００を雷撃対象部材として例示したが、図３に示すように、板状の供試体１０１であってもよい。この供試体１０１は、詳しい図示を省略するが、翼パネルと、それを支持する構造部材とがファスナで締結された構造とされている。このように中空部材でない供試体１０１を用いる場合には、画像センサ４およびデータ保存処理装置５の絶縁を確保するために、それらを収容する非導電性の箱体１０２を使用し、その箱体１０２に締結などの任意の手段によって供試体１０１を固定する。箱体１０２は、上述の供試体１００と同様に暗箱としても機能する。
なお、以下に示す各構成においても、供試体１００に代えて、供試体１０１および箱体１０２を用いることができる。

供試体１０１が雷撃を受けると、供試体１０１の締結部を介して箱体１０２内部に落雷電流が到達するので、箱体１０２内部の画像センサ４により、雷撃により生じうるスパークを捉えられる。このスパークの有無に基づいて、供試体１０１における締結が十分かどうかを評価できる。
このような図３に示す構成によっても、光ファイバケーブル１０を介して画像センサ４およびデータ保存処理装置５が評価装置７に接続されるとともに、光ファイバケーブル１１を介してトリガー装置６がデータ保存処理装置５に接続されるため、図１に示す構成と同様に、雷の影響を示すものとして重要なスパーク有無を確実に検出できるとともに、耐雷性の評価を効率良くかつ正確に行える。

＜検出装置の変形例＞
以下では、画像センサ４に代わる各種の検出装置を備える雷撃評価システムを示す。
以下に示すように、雷撃を受けた際に供試体に流れる電流や、供試体に生じる電圧あるいは磁界に基づいて耐雷性評価を行うこともできる。

図４に示す例では、供試体１００の内部に電圧センサ（電圧プローブ）４１およびオシロスコープ４２が配置されている。
電圧センサ４１は、供試体１００内部に生じる電圧変化を二点間の電位差により検出するものであり、供試体１００において接地側に位置する底面２Ａと上面２Ｂとの間に設けられている。電圧センサ４１が接続される供試体１００の部位に応じて、供試体１００内部の任意の箇所の電圧を検出できる。
電圧センサ４１により検出される電圧信号は、オシロスコープ４２によって増幅、整形等の波形処理がされた後、光電変換装置８により光信号に変換された上で光ファイバケーブル１０によって伝送される。
図４に示す構成によれば、雷撃により供試体１００に生じる電圧を検出できるので、それに基づいて、耐雷性を確認、評価することができる。

また、図５に示すように、供試体１００内部に電流センサ４３を設けることにより、供試体１００に流れる落雷電流に基づいて耐雷性を確認、評価することもできる。電流センサ４３は、例えば、カレトトランスフォーマー、あるいはロゴスキーコイル等の大電流の検出に対応するものを採用できる。この電流センサ４３も、接続される供試体１００の部位に応じて、供試体１００内部の任意の箇所の電流を検出できる。
電流センサ４３により検出される電流信号は、上記と同様に、オシロスコープ４２によって増幅、整形等の波形処理がされた後、光電変換装置８により光信号に変換された上で光ファイバケーブル１０によって伝送される。そして、評価装置７により、雷撃に伴って供試体１００に生じる電流に基づいて、耐雷性を確認、評価することができる。

さらに、図６に示すように、供試体１００内部に磁界センサ４４を設けることにより、供試体１００を落雷電流が流れるのに伴って生じる磁界に基づいて耐雷性を確認、評価することもできる。磁界センサ４４は、例えば、鎖交磁束の変化に応じて誘導起電力が生じるサーチコイルや、磁束密度に比例した電圧を出力するホール素子を利用したガウスメータ等を採用できる。この磁界センサ４４も、接続される供試体１００の部位に応じて、供試体１００内部の任意の箇所の磁界を検出できる。
磁界センサ４４により検出される磁界信号は、上記と同様に、オシロスコープ４２によって増幅、整形等の波形処理がされた後、光電変換装置８により光信号に変換された上で光ファイバケーブル１０によって伝送される。そして、評価装置７により、雷撃により供試体１００に生じる磁界に基づいて、耐雷性を確認、評価することができる。

なお、上記で示した画像センサ４、電圧センサ４１，電流センサ４３、および磁界センサ４４の２つ以上を供試体１００の内部に設け、それらセンサの検出信号をそれぞれ光電変換した上で光ファイバケーブル１０を介して評価装置７に伝送することもできる。このようにすると、例えば、スパーク有無と電圧等、複数の特性に基づいて耐雷性をより適切に評価できる。

＜雷撃検知手段の変形例＞
以下では、上記第１実施形態におけるコイル６Ａを他の雷撃検知手段に変えた例を示す。
図７に示す例では、コイル６Ａに代えて、落雷による電流変化を検知する電流センサ６１が設けられている。電流センサ６１は、上記の電流センサ４３と同様の構成を採用できる。供試体１００に流れる落雷電流を電流センサ６１が検知すると、その検知信号を受け取ったトリガー信号生成部６Ｂは、光ファイバケーブル１１を介してデータ保存処理装置５に落雷トリガー信号を入力する。そして、上記と同様に、データ保存処理装置５による画像データの選定、光ファイバケーブル１０による評価装置７へのデータ取り込みが行われる。
図７に示す構成によれば、第１実施形態と同様に、落雷トリガー信号に基づいて、供試体１００への雷撃のタイミングに応じた画像データを取得することができる。その画像データに基づいて、耐雷性を正確に評価することができる。

また、図８に示すように、落雷による電圧変化を検知する電圧センサ６２を設けることもできる。電圧センサ６２が雷撃を検知すると、上記と同様に、落雷トリガー信号に基づいて、データ保存処理装置５による画像データの選定、光ファイバケーブル１０による評価装置７へのデータ取り込みが行われるので、落雷のタイミングに同期された画像データに基づいて、耐雷性を正確に評価することができる。電圧センサ６２は、上述の電圧センサ４１と同様のものを採用しうる。

さらに、図９に示すように、落雷による光強度の変化を検知する光センサ６３を設けることもできる。光センサ６３には、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子を用いることができる。光センサ６３が雷撃を検知すると、上記と同様に、落雷トリガー信号に基づいて、データ保存処理装置５による画像データの選定、光ファイバケーブル１０による評価装置７へのデータ取り込みが行われるので、落雷に同期された画像データに基づいて、耐雷性を正確に評価することができる。

以上で示したように、コイル６Ａ、電流センサ６１，電圧センサ６２，および光センサ６３を備えるトリガー装置６により、雷撃のタイミングを検知することができると、任意のタイミングで生じる落雷時（自然落雷も含む）の供試体１００あるいは航空機構造体のモニタリング計測をも実現できる。このような任意のタイミングで生じる落雷のモニタリング計測を実施する目的においては、雷撃評価システム１が雷電流印加装置３を備えていなくてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図１０を参照して説明する。上記第１実施形態では、コイル６Ａ等によって落雷を検知することにより、雷撃のタイミングに同期された画像データを取得していたが、第２実施形態では、トリガー信号を基準として撮像、雷撃を順次行うことにより、雷撃のタイミングに同期された画像データを取得する。

第２実施形態の雷撃評価システム２が備えるトリガー装置２０は、トリガー信号発生源２０Ａと、トリガー信号発生源２０Ａおよび雷電流印加装置３の間に配置される第１ディレイ装置２１と、トリガー信号発生源２０Ａおよびデータ保存処理装置５の間に配置される第２ディレイ装置２２とを備えている。

トリガー信号発生源２０Ａは、遠隔の制御室に設置される制御装置に図示しない光ファイバケーブルを介して接続されている。その制御装置を通じて、雷電流印加装置３の動作のための雷電流印加の指示が手動または自動でトリガー信号発生源２０Ａに入力されると、トリガー信号発生源２０Ａは、トリガー指令信号を発する。
第１ディレイ装置２１は、トリガー信号発生源２０Ａからのトリガー指令信号を受け取ると、予め決められた雷撃待機時間Ｔａを計時する。
第２ディレイ装置２２は、トリガー信号発生源２０Ａからのトリガー指令信号を受け取ると、雷撃待機時間Ｔａに応じた検出待機時間Ｔｂを計時する。検出待機時間Ｔｂは、雷撃待機時間Ｔａよりも短い時間（例えば数秒短い時間）となるように、画像センサ４の起動時間等を考慮して決められる。

トリガー信号発生源２０Ａから発せられたトリガー指令信号は、第１ディレイ装置２１および第２ディレイ装置２２に入力される。すると、第１ディレイ装置２１によって雷撃待機時間Ｔａが計時されるとともに、第２ディレイ装置２２によって検出待機時間Ｔｂが計時される。
このとき、検出待機時間Ｔｂが経過すると、第２ディレイ装置２２は、トリガー指令信号を光電変換装置１２、光ファイバケーブル１１，および光電変換装置１３を介して画像センサ４およびデータ保存処理装置５に送信する。これによって画像センサ４による撮像、およびデータ保存処理装置５による処理が開始される。

次いで、雷撃待機時間Ｔａが経過すると、第１ディレイ装置２１は、トリガー指令信号を雷電流印加装置３に送信する。すると、雷電流印加装置３は供試体１００に対して雷撃を実施する。
このときの供試体２内部の画像が画像センサ４によって撮像される。画像センサ４のシャッタ開放時間は、雷電流が印加される雷撃時間Ｔ_１（図２）の前に、雷撃待機時間Ｔａに検出待機時間Ｔｂが先行する時間（図２のＴ_２に相当）を加え、雷撃時間Ｔ_１の後に、余裕時間（同Ｔ_３）を加えた時間（同Ｔ_４）とされる。
画像センサ４のシャッタ開放時間に応じた積算画像がデータ保存処理装置５に保存されると、データ保存処理装置５は、その画像データを光ファイバケーブル１０を介して評価装置７に送信する。
画像センサ４およびデータ保存処理装置５は、１回の雷撃の撮像および処理を終えると動作を停止する。
そして、次の雷撃時には、再度、トリガー信号発生源２０Ａからトリガー指令信号が発せられ、これに基づいて上記と同様に画像センサ４およびデータ保存処理装置５が動作する。

以上のように、トリガー指令信号を基準として、雷電流印加装置３を動作させるタイミングと、画像センサ４およびデータ保存処理装置５を動作させるタイミングとを制御する第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、雷電流が供試体１００に印加されている全時間に亘り、画像データに基づいてスパーク発生の有無を確認、評価することができる。すなわち、雷撃を確実に捉えた画像データに基づいて耐雷性を正確に評価することができる。
また、本実施形態においても、第１実施形態と同様、雷撃および撮像の作業と、データ確認および評価の作業とを区切る必要なく、並行して連続して行えるので、耐雷性評価を効率よく行える。

上記では、雷撃開始に撮像が遅れないように、雷撃開始よりも撮像開始を先行させることによって、雷電流が供試体１００に印加されている全時間に亘る画像データを取得するが、試験の目的によっては、一連の雷撃のうち最初の波形をなす雷撃時の画像検出を必要とせず、２つ目以降の波形をなす雷撃時の画像検出のみで足りる場合がある。したがって、雷撃待機時間Ｔａが検出待機時間Ｔｂよりも早く経過するように、雷撃待機時間Ｔａを検出待機時間Ｔｂよりも短い時間に設定してもよい。これにより、雷電流が確実に印加されている状態でのスパーク発生有無を検出することができる。

なお、図１０に示す構成では検出装置として画像センサ４を用いていたが、画像センサ４に代えて、上述した電圧センサ４１や電流センサ４３、磁界センサ４４等を用いることもできる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１，２ 雷撃評価システム
３ 雷電流印加装置
４ 画像センサ（検出装置）
５ データ保存処理装置
６，２０ トリガー装置
６Ａ コイル
６Ｂ トリガー信号生成部
７ 評価装置
８，９，１２，１３ 光電変換装置
１０，１１ 光ファイバケーブル
２０Ａ トリガー信号発生源
２１ 第１ディレイ装置（第１計時装置）
２２ 第２ディレイ装置（第２計時装置）
４１ 電圧センサ（検出装置）
４３ 電流センサ（検出装置）
４４ 磁界センサ（検出装置）
６１ 電流センサ（雷撃検知手段）
６２ 電圧センサ（雷撃検知手段）
６３ 光センサ（雷撃検知手段）
１００，１０１ 供試体（雷撃対象部材）
１０２ 箱体

Claims (5)

1. 中空部材である導電性の雷撃対象部材に、雷撃に伴って生じるスパーク、電流、電圧、および磁界の少なくともいずれかを検出し、前記雷撃対象部材の内部に配置される検出装置と、
   前記雷撃対象部材への雷撃に同期された検出データを得るためのトリガー信号を発するトリガー装置と、
   前記雷撃対象部材から空間を隔て、前記検出データに基づいて前記雷撃対象部材の耐雷性を評価する評価装置と、を備え、
   前記検出装置は、接地接続されておらず、
   前記検出装置と前記評価装置とは、前記検出データが光電変換された光信号を伝送する光ファイバケーブルを介して接続され、
   前記トリガー装置と前記検出装置とは、前記トリガー信号が光電変換された光信号を伝送する光ファイバケーブルを介して接続される、
   ことを特徴とする航空機構造体の雷撃評価システム。
2. 前記中空部材は、航空機の主翼を模擬したものである、
   請求項１に記載の航空機構造体の雷撃評価システム。
3. 前記検出装置により得られる時系列の検出結果を蓄積するとともに、前記検出結果から前記検出データを選定するデータ保存処理装置を備え、
   前記トリガー装置は、
   雷撃に伴って生じる前記スパーク、前記電流、前記電圧、および前記磁界の少なくともいずれかを前記検出装置により連続して検出している状態で、雷撃を検知すると前記トリガー信号を発生し、
   前記データ保存処理装置は、
   前記トリガー信号が入力されると、入力時よりも前の時点に対応する前記検出データの先頭をマークし、前記先頭のデータから、雷撃の終了よりも後の時点に対応するデータまでを前記検出データとして選定する、
   請求項１または２に記載の航空機構造体の雷撃評価システム。
4. 前記トリガー装置は、
   予め決められた雷撃待機時間を計時する第１計時装置と、前記雷撃待機時間に応じた検出待機時間を計時する第２計時装置と、を備える、
   請求項１または２に記載の航空機構造体の雷撃評価システム。
5. 前記検出装置は、前記雷撃対象部材に雷撃に伴って生じるスパークを検出する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機構造体の雷撃評価システム。

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