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摘要
雷电放电伴随短时间内高功率、大库伦量的电荷转移，可在电-磁-热-力等效应下造成结构壳体烧蚀甚至穿孔。由于雷电主放电阶段存在强烈的光辐射和电磁辐射，且耦合激波和等离子体现象，在模型描述和实验诊断方面难度大。放电过程物理机制研究的不深入，制约了结构防护设计优化。本文基于棒（高压）-板（接地）间隙大电流脉冲放电系统，研究了对壳体雷击的主放电过程的物理模拟和诊断技术，对放电过程的电物理参数、光辐射参数进行联合测量，实现了强光辐射下的自辐射和阴影法高速摄影，从多空间角度获取了放电等离子体的时空演化细节，建立了放电电磁过程和等离子体动力学行为之间的关联性。实验发现，雷电流破坏效应主要来源于接触点附近的传热过程以及面电流集肤效应导致的焦耳加热现象，激波则主要来源于电爆炸等离子体早期膨胀过程。最后从损伤来源角度为雷电防护设计提供一定建议。
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单位北京宇航系统工程研究所; 首都航天机械有限公司; 北京理工大学
