飛機上為何沒有避雷針?
或許有的同學會產生疑問:一架經常在空中出沒的飛機難道連避雷針都沒有嗎?大家知道避雷針的作用是將空中云層的靜電荷通過導線引到地面,使正負電荷中和,而不發生放電現象。而飛機是在天上飛的,飛行時和地面不產生接觸,所以飛機上沒有安裝避雷針。但是飛機都裝有放電刷,可以將飛行時與空氣摩擦產生的靜電釋放到大氣中,從而保護飛機的安全。
飛機的放電刷實質是一種冠狀放電時使用的金屬凸起物,飛機飛行時與空氣摩擦產生的靜電,可以通過放電刷隨時釋放,若遭雷電亦可利用放電刷放電。飛機落地或維修時,就用接地導線連接到接地栓上,將剩余電荷安全引導至地面,也可以使飛機與地面保持同一電位,避免感應放電或在地面遭受雷擊。如此一來,飛機就“天”不怕、“地”不怕了。但倘若飛機在起飛階段呢?此時,飛機與大氣的摩擦并不嚴重,不過因為不接地,萬一遭雷擊可是大大不妙的,所以此時的飛機是最脆弱的、也是最危險的!
夏天,隨著強對流空氣頻繁發生,雷電產生的概率也大大增加,但是由于技術的不斷改進,一般雷擊后也只是在機身上留下一些黑點,并不會影響整個飛機的安全。飛機在9146米(3000英尺)以上的高空飛行時,一般不會遇上雷雨。雷雨區都在幾千米以下的積雨云區。飛機在接近雷雨區時會發生顛簸現象,如果誤入雷雨區,應盡快離開,繞道而行。對飛機來說,雷雨區絕不是久留之地。目前,中型以上的飛機都裝有氣象雷達,加上地面的氣象預報和駕駛員的正確操縱,繞過雷雨區和迅速脫離雷雨區是很容易做到的。
每飛萬小時 遭霄擊一次
一般飛機平均每飛行1萬小時就有可能被雷擊中一次,但由于機殼大部分皆是導體,因此這些強大的電流只會平順地流過機身或機翼表皮,留下小小的燒蝕洞或缺口,對飛機飛行并無大礙。現代新型的飛機都具有密封性佳、防止火花引爆的結構油箱,雷電不會進入導體內部傷害到里面的乘客。但強電流所形成的磁場,系統的影響會很大。
為了減少飛機被雷擊的機會及危害,目前的方式大概有兩種:1.采用許多從機身或機翼伸出的避雷針以放電。2.采用良導體把機殼不良導體的部分,加以連接或遮蓋,以疏導電流,減少傷害。由于飛機是由輕質金屬構成,且機體的表面積很大,在與空氣摩擦以及帶電體感應下,很容易成為巨型靜電儲電體。所幸飛機在空中飛行時,由于靜電屏蔽,電荷聚集在機殼表面,內部乘客與設備是安全的。不過,如果這些電荷不設法釋放,一旦飛機降落地面,又沒有及時安全釋放,有人員、油灌車靠近,這些電荷便會通過人和油車釋放,導致人員傷亡、器材設備損壞,甚至引燃油氣發生爆炸!
因此飛機飛行時,在空中就得盡量設法將電荷放掉。小型飛機,機身累積的電荷不會太多,飛行途中機翼尖端便可自行放電。但如果是大型飛機,就會在飛機主翼或尾翼上裝靜電釋放器,它能夠經由尖端放電將過量累積的靜電荷,在飛行時釋放到大氣中,有的飛機的放電刷甚至多達10個以上。
惡劣天氣 飛行大敵
雷雨是一種劇烈天氣現象,它發生時電閃雷鳴,并伴有疾風驟雨,有時還會夾雜著冰雹。雷雨的產生主要是由于強烈的大氣對流、擾動產生的。當發展旺盛的積雨云云頂達到10000米時,云團上升下降氣流的垂直速度可達20至30米每秒,并伴有強烈的湍流。如果飛機不慎進入積雨云中,強烈的氣流會造成飛機上下顛簸,有時甚至可以使飛機在瞬間上升或下降幾十米甚至幾百米。這時,由于飛機的劇烈震動,飛機上的儀表指示往往滯后,不能準確地反映飛機瞬間的飛行狀態,飛行員的操作稍有不慎,飛行事故便可能發生。同時,積雨云中的雷電對飛機的威脅更大。監測發現,當閃電發生時,積雨云中的電場強度可達到每米20000伏特以上,飛機一旦進入,輕則無線電羅盤失靈、電源損壞,重則機毀人亡。
面對雷雨天氣,人們也并非束手無策。首先可以加強預報,避免在雷雨影響時段和區域起降飛行。氣象中心每天不間斷地通過各種手段收集來自世界各地的氣象資料,運用現代預報手段做出天氣預報的結論。有了準確的預報,就可以有意識地調整飛行計劃,最大程度地減少損失。其次,有針對性地對飛行員進行雷雨等氣象知識的學習和培訓,加強對雷暴等危險天氣的認識,不斷提高面對雷雨時的應變能力。當飛機突然遭遇雷雨時,飛行員應該仔細確認雷暴的預報時間、位置、范圍、強度等信息,以提前做好應變的準備工作。空管人員也必須根據多普勒氣象雷達提供的氣象信息,及時調整飛行計劃,正確指揮飛機合理飛行,避免飛機因情況不明而誤入積雨云,造成危險。
目前,飛機都裝有完善的雷達及避雷系統,航空氣象部門也在密切關注天氣變化,出現雷暴天氣時,雷達回波非常強,此時機場會向航線上的飛機發出警報,要求備降其他機場或繞開雷暴區。如果是弱的雷暴,飛機也可安全穿過。