最近,美國西雅圖兩架飛機被閃電擊中,但飛機和乘客都安然無恙。不少人說,飛機都有防雷裝置,所以不怕遭雷擊。真是這樣嗎?讓我們來探個究竟吧!
飛機防雷
事實上,飛機也怕遭雷擊。為了防雷,飛機制造廠商和飛機駕駛員可都想盡了辦法。總的來說,對于雷電,飛機主要采取這幾招。
一是“躲避”。客機一般飛行在云層之上,沒有哪個駕駛員愿意往云層中鉆,尤其是雷暴云,那可是個危險的地方。
另外,飛機上配有氣象雷達,加上地面的氣象預報,駕駛員能實時地獲得當地的氣候情況,讓飛機盡可能遠離雷暴云。遇到雷暴云,或者爬高,或者從旁邊繞過去。躲是第一位的,躲不過,就看運氣。
二是“泄”。建筑物要防雷,可以采用避雷針。同樣,飛機也裝有模樣類似避雷針的放電刷。只不過,建筑物上避雷針的作用是把閃電、空氣中積攢的電荷引到地下,而飛機上的放電刷則是把靜電和閃電引到大氣中。
飛機上的放電刷除了在遭受雷擊時會發揮作用外,在平時,它的主要功能是把飛機在飛行過程中產生的靜電釋放出去。
客機或戰機在高速飛行時,機身與大氣強烈摩擦,還有飛機各部件的運動摩擦,不可避免會產生大量靜電,若不及時釋放出去,積累到一定程度必然會帶來危險。而放電刷利用尖端放電原理,把靜電或電流釋放出去。
由于導體尖端的電荷特別密集,電場特別強,導致在尖端物體附近的空氣被電離成離子態,而離子態的分子擁有導電性,避雷針和放電刷都是依靠放電,將電荷引入地下或釋放到空氣中。
三是“導”。“導”就是把飛機上一些非金屬部件上的電流導出去。過去,大部分飛機都是一個大金屬罩,“導”的問題不是很大。但目前,很多客機采用復合材料,這些材料大多是不良導體,要是被閃電擊中,瞬間的大電流會帶來危險。所以,在飛機上的雷達罩、復合材料等非金屬結構中加入導電性很好的金屬條,金屬條與飛機金屬外殼連接,如此,就能把靜電和雷擊時遇到的強電流引導到飛機機身的金屬蒙皮上。
耐受雷擊
雷達一般安裝在戰斗機的頭部(也就是雷達罩)。雷達罩不能采用金屬蒙皮或金屬網,否則雷達波會被屏蔽而失去作用。因此,雷達罩在雷擊中很容易受傷,在飛機設計時需要格外關照,進行多次測試。
飛機內部的電子儀器是最脆弱的部件,大電流會讓其短路。在設計飛機時,需要根據飛機結構,把精密的電子儀器安裝在比較不容易受到傷害的位置,盡量遠離最容易被雷擊的區域。
幾乎每架正常運行的飛機每年都要遭到一次雷擊。中國的統計數字為,飛機平均每飛行1萬小時就有可能被雷擊中一次。而國外的統計數據則是,飛機日利用率7小時,每12個月就可能發生一次雷擊;如果飛機日利用率10小時,則每10個月就可能發生一次。
常在河邊走哪有不濕鞋,常常在天上飛,難免遭雷擊。所以,你也看到了,飛機被雷擊中絕不是一件概率極低的事件。甚至,飛機還曾被喻為雷電的“活靶子”,更有甚者,本來沒有閃電,或者說,云層中還不存在足以產生閃電的條件,但是飛機這個滿是電荷(摩擦起電)的大家伙一飛過,就能導致閃電的產生,這就是誘發閃電。
因此,完全杜絕被雷擊是不可能的。既然如此,飛機制造廠商只能在“耐雷擊”上狠下功夫才是正道。也正因為這樣,很多國家,比如美國明確規定:飛機必須能承受災難級閃電的襲擊,在任何可預見的情況下,飛機的設備、系統都能發揮其基本功用。
閃電擊中后的傷疤
飛機被閃電擊中后,會留下一些傷疤,有經驗的飛機工程師一眼就能判斷出這個傷疤是不是雷擊造成的。
乘客怎么辦
這個不用過于擔心。飛機被雷擊時,相對來說,乘客比飛機還要安全,而且是安全得多。甚至,很多時候,飛機被雷擊了,但乘客卻渾然不覺。
飛機就是一個大金屬籠子,機身大部分是由鋁制成的,可以防范千萬伏的閃電。而客艙內部與外面的金屬機身是絕緣的,這基本上就是一個法拉第籠。
綜上所述,飛機也怕遭雷擊。但是百余年來,飛機的防雷擊性能一直在提升,這也是新聞上常有報道飛機遭雷擊卻安然降落的原因。
而對于我們乘客,乘坐飛機時,也不必對此過于擔心。飛機的機身結構和材質決定了就算閃電來了,有飛機給我們“頂著”。