當(dāng)閃電擊中飛機(jī)時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

黃光德

飛機(jī)會(huì)被閃電擊中嗎？

梅雨季節(jié)一過(guò)，雷雨天氣即將來(lái)臨，喜怒無(wú)常的老天爺經(jīng)常會(huì)突然放電。很多人會(huì)問(wèn)，在飛行過(guò)程中，飛機(jī)會(huì)不會(huì)被閃電擊中？如果被閃電擊中，會(huì)對(duì)飛機(jī)造成什么程度的影響。

答案是肯定是，無(wú)論是飛機(jī)在飛行過(guò)程中，還是安穩(wěn)地停在機(jī)場(chǎng)，都不能免受閃電的襲擊。

飛機(jī)被閃電擊中會(huì)發(fā)生什么？

幸運(yùn)的是，現(xiàn)代民航飛機(jī)都裝有完善的雷達(dá)及避雷系統(tǒng)，航空氣象部門(mén)也會(huì)密切關(guān)注航班運(yùn)行過(guò)程中的天氣變化，如果探測(cè)到強(qiáng)雷暴天氣，會(huì)要求飛機(jī)繞開(kāi)。

實(shí)際上，在飛行過(guò)程中，飛機(jī)雷擊事故的發(fā)生與飛行高度密切相關(guān)。高于3000米的雷擊事故通常是云內(nèi)或云間的閃電造成的，這種閃電事故在數(shù)量上占了多數(shù);低于3000米的閃電事故通常是云和地之間的閃電造成的，這種閃電能量更大，導(dǎo)致的后果也更為嚴(yán)重。

波音公司發(fā)布了一份關(guān)于雷擊對(duì)飛機(jī)造成什么影響的詳細(xì)解釋。如果發(fā)生雷擊，閃電會(huì)直接擊打到飛機(jī)的某個(gè)較邊緣的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的電離作用會(huì)形成強(qiáng)大的撞擊力，像一把無(wú)形的原力光劍。這也是為什么被閃電擊中時(shí)，擊中的部分也能會(huì)形成強(qiáng)光點(diǎn)，這是周?chē)目諝怆婋x化導(dǎo)致的。

如何保護(hù)飛機(jī)免受雷電的危害？

如何防止雷電造成的危害，就是要讓飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)電壓等勢(shì)體，讓機(jī)身的電壓相等。因?yàn)殚W電擊打的原理是在飛機(jī)蒙皮結(jié)構(gòu)的局部邊緣瞬間釋放大量的電荷，如果電荷不能被及時(shí)的分散，那么就會(huì)形成灼熱點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)可以擊穿飛機(jī)的結(jié)構(gòu)，引起局部爆炸，危害到整個(gè)飛機(jī)的安全。

在早期飛機(jī)閃電防護(hù)還不是那么完善的時(shí)候，就發(fā)生了一起嚴(yán)重的因閃電導(dǎo)致的事故。1967年，泛美航空214號(hào)班機(jī)從波多黎各圣胡安路易斯·穆尼奧斯·馬林國(guó)際機(jī)場(chǎng)起飛，前往美國(guó)費(fèi)城國(guó)際機(jī)場(chǎng)。這架波音707-121飛機(jī)從巴爾的摩起飛后，在美國(guó)馬里蘭州埃爾克頓上空遭遇強(qiáng)烈雷擊，瞬間集聚的電荷擊穿了機(jī)翼中的燃油箱，點(diǎn)燃了燃油，導(dǎo)致飛機(jī)在空中爆炸。

此次空難造成了機(jī)上81乘客全部罹難，這也是吉尼斯紀(jì)錄中因?yàn)槔讚粼斐傻乃劳鋈藬?shù)最多的事件。

在此次事件后，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局強(qiáng)制命令所有的商用飛機(jī)進(jìn)行閃電防護(hù)測(cè)試，并在后續(xù)的適航審查中專(zhuān)門(mén)加入閃電防護(hù)條例，這些條例分別涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)閃電直接效應(yīng)，針對(duì)燃油箱的閃電防護(hù)和關(guān)注機(jī)載電子電氣設(shè)備間接效應(yīng)的防護(hù)。

回到疏散電荷的問(wèn)題，采用金屬機(jī)身結(jié)構(gòu)的老式客機(jī)實(shí)際上都足以抵抗閃電，因?yàn)闄C(jī)身的導(dǎo)電性和厚度都很大，防止了瞬間暴漲的電磁能力擊穿機(jī)身，危機(jī)線纜，引起火花，進(jìn)而使飛機(jī)的內(nèi)部電子部件得到了保護(hù)。

三層屏障，確保不受雷電影響

而現(xiàn)代商用飛機(jī)越來(lái)越多使用復(fù)合材料機(jī)身結(jié)構(gòu)，這就需要制造商在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到更多的防護(hù)設(shè)計(jì)。一般而言，現(xiàn)代飛機(jī)閃電防護(hù)方式根據(jù)適航審查條例的規(guī)定，分別在設(shè)備級(jí)，系統(tǒng)級(jí)和飛機(jī)級(jí)都提供了隔離阻絕手段。

首先，機(jī)載設(shè)備自身需要引入防雷元器件，作為第一層屏障，以抵擋突如其來(lái)的電子集聚。比如飛機(jī)上的液壓控制盒，燃油惰化系統(tǒng)控制盒，都會(huì)裝在一個(gè)具有防雷功能的盒子中。供應(yīng)商在交付時(shí)會(huì)提供材料證明這個(gè)盒子的抗雷擊性。

其次，飛機(jī)上都會(huì)通過(guò)在設(shè)備線纜外另外增設(shè)屏蔽層，來(lái)構(gòu)建第二層阻隔，大大降低空間中的電荷粒子匯入設(shè)備線纜的強(qiáng)度。同時(shí)，還要對(duì)關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行功能備份，增設(shè)冗余系統(tǒng)方式單個(gè)設(shè)備被雷擊下失效。

最后，在整個(gè)飛機(jī)級(jí)上，會(huì)進(jìn)行機(jī)身屏蔽、布線設(shè)計(jì)、電磁隔離等措施來(lái)完成對(duì)閃電產(chǎn)生的空間電磁場(chǎng)能量的第三層阻隔，從而有效優(yōu)化機(jī)身內(nèi)部的閃電瞬態(tài)環(huán)境。

現(xiàn)代客機(jī)都不懼閃電

所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)三層保護(hù)外加嚴(yán)格的審查，確保了現(xiàn)代飛機(jī)在被閃電擊中后不受影響。一般而言，飛機(jī)被閃電擊中后，所有系統(tǒng)可繼續(xù)正常工作，飛行員不會(huì)收到任何警報(bào)。但是，如果接到雷擊警報(bào)，那么機(jī)組人員就需要確定是否有部件發(fā)生了故障。

如果真的發(fā)生了雷擊事故，即使飛機(jī)安全降落，地面技術(shù)人員還是會(huì)對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，以確保不會(huì)有任何異常情況發(fā)生。