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雨季即将来领,当飞机突遇雷电该如何去应对? – 飞行员
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雨季即将来领,当飞机突遇雷电该如何去应对?

夏日炎炎,一场暴雨无疑最令人心旷神怡,正所谓“长风卷地驱炎暑,暴雨翻空送晚凉”~然而,雨水不但给人带来清凉,还常常伴有恼人的雷电。当大气中某部分的电荷及相应的电场强度过大时,便会击穿空气形成雷电,它不仅威胁地面上的人类活动,也着实影响天上的飞行安全。

据统计,全世界每秒钟会产生40至50次闪电,全年闪电发生次数可达14亿次,一架固定航线的飞机平均每年都会遭遇一次雷击。在飞机的各种空难事故中,源自气象问题的空难约占一半,而其中雷电致灾的占比更是高达60%。

朋友们一定会觉得怪异:雷击一般产生于空气对流层的积雨云中,而大型客机大多数在平流层航行,换句话,即便产生雷击,也是坐落于飞机场正下方,为什么仍会打中飞机场呢?没有错,飞机场在平流层定速巡航时的确十分踏实,殊不知,飞机在起飞和着陆阶段必须穿越对流层。 在这个时候,与雷电的相遇是不可避免的。飞机被雷声“温暖地拥抱”,经常引起严重的飞行事故。

雷电给飞机造成的破坏,最直观的表现是燃烧、熔蚀和结构变形。 雷电流流过飞机机体时,几微秒内就可以输送巨大的能量,材料熔化或汽化,零件破损或扭曲,真是“谈笑之间,灰飞烟灭”。如果燃料口中存在容易燃烧的石油和气体的混合物的话,情况会进一步恶化,那时很可能会发生起火现象。 如果火焰不幸侵入油箱,会导致剧烈的燃料爆炸。 1978年12月,美国的C-130运输机被燃料箱打雷,引起爆炸而机毁人亡。

雷电来袭,如何应对?

面对雷电的辣手摧花,难道飞机只能坐以待毙吗?当然不是。

对抗雷电,最有效的方法就是:躲避。飞机上的气象雷达可以实时勘测飞行环境,来自地面的气象预报也能帮助飞行员获知天气信息,从而使飞机尽量远离雷雨严重的区域。不过,常在河边走,难免不湿鞋,为保证飞机和机载设备的安全,还必须进行防雷电设计。

在雷电防护设计中,油箱无疑是重中之重。为避免油箱燃烧爆炸,燃油系统都被安置于放电电弧直接附着概率很低的区域。油箱及其内部可能带电的部件,也都被设计为低阻抗通路。如此一来,雷电电流在通过时生成的热量就不会过大,部件间隙之间也不易形成电火花。同理,飞机框架间,以及蒙皮与结构间,也都被设计成低阻抗通路。这一应对雷电的方法可以概括为一个字:导。

雷电电流流经飞机油箱的路径及可能引发故障的区域

有小伙伴或许会疑惑:“导”电固然不错,可电流仍存在于机身上,为何不直接将电放掉呢?别急,飞机设计师们早就想到了这一点。如今,在垂直安定面、翼尖等凸出飞机表面的位置都装有放电刷,它们会瞬间将流经的电流扫地出门,释放到机身外。不过,放电刷主要针对的是飞行时的情形,当飞机停放在地面时,就轮到避雷带出马了。避雷带通过与地面相接,能够将雷击电流导入大地。

近年来,美国麻省理工学院的研究者们认为,给飞机“充电”也可以降低其遭遇雷击的风险。研究发现,在遭遇雷击前,带电云层往往会首先使机身表面极化,导致飞机一侧带有更多正电荷,而另一侧则带有更多负电荷,进而形成双向电流。正是这股电流成了飞机引雷上身的罪魁祸首。于是,研究者们反其道而行之,给飞机装上一个充电系统,它能通过传感器感知机身及周围的电场,在电场达到雷击临界值前会及时充入反向电荷,从而将双向电流扼杀在摇篮里。

关于作者: 匿名


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