當閃電擊中飛機時會發(fā)生什么？

黃光德

飛機會被閃電擊中嗎？

梅雨季節(jié)一過，雷雨天氣即將來臨，喜怒無常的老天爺經(jīng)常會突然放電。很多人會問，在飛行過程中，飛機會不會被閃電擊中？如果被閃電擊中，會對飛機造成什么程度的影響。

答案是肯定是，無論是飛機在飛行過程中，還是安穩(wěn)地停在機場，都不能免受閃電的襲擊。

飛機被閃電擊中會發(fā)生什么？

幸運的是，現(xiàn)代民航飛機都裝有完善的雷達及避雷系統(tǒng)，航空氣象部門也會密切關(guān)注航班運行過程中的天氣變化，如果探測到強雷暴天氣，會要求飛機繞開。

實際上，在飛行過程中，飛機雷擊事故的發(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，導致的后果也更為嚴重。

波音公司發(fā)布了一份關(guān)于雷擊對飛機造成什么影響的詳細解釋。如果發(fā)生雷擊，閃電會直接擊打到飛機的某個較邊緣的結(jié)構(gòu)，強大的電離作用會形成強大的撞擊力，像一把無形的原力光劍。這也是為什么被閃電擊中時，擊中的部分也能會形成強光點，這是周圍的空氣電離化導致的。

如何保護飛機免受雷電的危害？

如何防止雷電造成的危害，就是要讓飛機結(jié)構(gòu)成為一個電壓等勢體，讓機身的電壓相等。因為閃電擊打的原理是在飛機蒙皮結(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的分散，那么就會形成灼熱點，嚴重時可以擊穿飛機的結(jié)構(gòu)，引起局部爆炸，危害到整個飛機的安全。

在早期飛機閃電防護還不是那么完善的時候，就發(fā)生了一起嚴重的因閃電導致的事故。1967年，泛美航空214號班機從波多黎各圣胡安路易斯·穆尼奧斯·馬林國際機場起飛，前往美國費城國際機場。這架波音707-121飛機從巴爾的摩起飛后，在美國馬里蘭州埃爾克頓上空遭遇強烈雷擊，瞬間集聚的電荷擊穿了機翼中的燃油箱，點燃了燃油，導致飛機在空中爆炸。

此次空難造成了機上81乘客全部罹難，這也是吉尼斯紀錄中因為雷擊造成的死亡人數(shù)最多的事件。

在此次事件后，美國聯(lián)邦航空管理局強制命令所有的商用飛機進行閃電防護測試，并在后續(xù)的適航審查中專門加入閃電防護條例，這些條例分別涉及飛機結(jié)構(gòu)閃電直接效應，針對燃油箱的閃電防護和關(guān)注機載電子電氣設備間接效應的防護。

回到疏散電荷的問題，采用金屬機身結(jié)構(gòu)的老式客機實際上都足以抵抗閃電，因為機身的導電性和厚度都很大，防止了瞬間暴漲的電磁能力擊穿機身，危機線纜，引起火花，進而使飛機的內(nèi)部電子部件得到了保護。

三層屏障，確保不受雷電影響

而現(xiàn)代商用飛機越來越多使用復合材料機身結(jié)構(gòu)，這就需要制造商在設計時考慮到更多的防護設計。一般而言，現(xiàn)代飛機閃電防護方式根據(jù)適航審查條例的規(guī)定，分別在設備級，系統(tǒng)級和飛機級都提供了隔離阻絕手段。

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

其次，飛機上都會通過在設備線纜外另外增設屏蔽層，來構(gòu)建第二層阻隔，大大降低空間中的電荷粒子匯入設備線纜的強度。同時，還要對關(guān)鍵系統(tǒng)進行功能備份，增設冗余系統(tǒng)方式單個設備被雷擊下失效。

最后，在整個飛機級上，會進行機身屏蔽、布線設計、電磁隔離等措施來完成對閃電產(chǎn)生的空間電磁場能量的第三層阻隔，從而有效優(yōu)化機身內(nèi)部的閃電瞬態(tài)環(huán)境。

現(xiàn)代客機都不懼閃電

所以，在系統(tǒng)設計三層保護外加嚴格的審查，確保了現(xiàn)代飛機在被閃電擊中后不受影響。一般而言，飛機被閃電擊中后，所有系統(tǒng)可繼續(xù)正常工作，飛行員不會收到任何警報。但是，如果接到雷擊警報，那么機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，即使飛機安全降落，地面技術(shù)人員還是會對飛機的系統(tǒng)進行全面的檢查，以確保不會有任何異常情況發(fā)生。