航空小知識:飛機害怕閃電嗎?
飛機怕雷擊嗎?
隨著夏季來臨,雷雨天氣在不斷的增多,每當(dāng)看到天空一道閃電劃破天空,即將要乘飛機出門旅行的人的你是否有過這樣的問題——飛機在飛行時遇到雷雨怎么辦?飛機怎么避雷哪?有避雷針嗎?今天就給大家講述一下民航飛機與雷擊的關(guān)系:
一.雷擊產(chǎn)生的原理
雷電是由于大氣層充電產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)充電到足夠高時就會擊穿空氣絕緣體從而發(fā)生雷擊。靜電現(xiàn)象主要是在積雨云(雷暴云)中產(chǎn)生,但有時也會在暴風(fēng)雪或天氣良好的情況下產(chǎn)生雷電。
雷電可以分成很多種類:云到云的,云間的,云到地的等等。大多數(shù)飛機遭遇雷擊都是云到地這一種類型的.
二.飛機與雷擊
飛機結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)電材料制成的(鋁合金),由于雷 擊的發(fā)展是由云層到地面,飛機結(jié)構(gòu)就提供了一個 “短路”的路徑,飛機成為了閃電路徑的一部分。當(dāng)然這種情況是很少遇到的,特別需要注意的是當(dāng)發(fā)生雷擊時,那么就至少有兩個雷擊點:一個進口,一個出口。由于飛機通常是在水平面上前進,所以進口通常在飛機的前部(機頭、發(fā)動機吊艙、翼尖等),出口在飛機的后部(翼尖、垂直和水平安定面的后部、起落架等)。由于在空中飛機是朝 前飛行的,那么每一次雷擊都是沿著機身或發(fā)動機吊艙向后走的,因此往往會留下多個雷擊點。
飛機的設(shè)計是基于防雷, 而不是避雷。
避雷針的原理是將雷電的能量引入地下,從而避免雷電對目標(biāo)的破壞。要實現(xiàn)有效避雷,避雷設(shè)備必須滿足兩個條件:
1. 在保護目標(biāo)前接觸雷電
2. 有效接地
由于飛機是在空中飛行,所以不可能將雷電引到地 下,因此也就不可能避雷.
美國聯(lián)邦航空局 (FAA) 制定的聯(lián)邦航空條例 (FAR), 其中 FAR25.581聲明, 飛機一定能受到災(zāi) 難級閃電的保護。關(guān)于飛機的設(shè)備、系統(tǒng)及安裝, 需要在任何能預(yù)計的情況下發(fā)揮其功用。“飛機在雷擊后,無論其損壞部份是電機設(shè)備、電子儀器或結(jié)構(gòu)上都不可以影響飛機繼續(xù)安全性飛行.
飛機的設(shè)計可以確保將雷擊的后果減少到最小,并 確保飛機在遭受雷擊后繼續(xù)飛行,安全著陸。所以大多數(shù)民航飛機設(shè)計時會采取了以下措施以確保飛機在雷擊后的安全:
1. 所有關(guān)鍵性的蓋板在雷擊后不會熔化
2. 在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中加入避雷條,如雷達罩上裝有 放電條.
3.飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計成良好的導(dǎo)通性(低電阻值),可以 避免雷擊時產(chǎn)
生過熱.
4. 對于雷擊產(chǎn)生的電磁干擾:
A.金屬的飛機外殼為內(nèi)部設(shè)備提供屏蔽保護(法拉 第效應(yīng)),使電荷分布在飛機外部.
B.對于最為關(guān)鍵的設(shè)備提供高等級的保護.如飛機電子儀器的電線包括電源通訊及控制線都加裝有接地金屬網(wǎng)保護,作用如STP線.感應(yīng)雷出現(xiàn)時,感應(yīng)電場就會經(jīng)金屬網(wǎng)到飛機的地線,防止各電線出現(xiàn)過壓現(xiàn)象,避免儀器損壞.
C.采取冗余技術(shù)(多套設(shè)備互為備份)
5.安裝密封性佳、防止火花引爆的結(jié)構(gòu)油箱。
三.如何避雷
雖然飛機的設(shè)計不能避雷,但可以通過探測雷區(qū), 進而饒過雷區(qū)從而實現(xiàn)避雷。
在實際飛行中,干雷暴的情況很少,一般以雷雨區(qū)的情況存在,所以可以使用氣象雷達探測雨區(qū)來確定雷區(qū)位置。
根據(jù)空客資料, 絕大多數(shù)雷擊事件發(fā)生在 15000 英尺以下, 因此起飛、著陸和保持階段是最容易發(fā)生雷擊的。在起降階段, 可以利用 ACARS(飛機通 信尋址與報告系統(tǒng)), 及時獲得最新的氣象信息,對于避雷可以起到一定作用.
四.放電刷的作用
民航飛機大多都裝有不同數(shù)量的放電刷。它的作用是將由于蒙皮和空氣摩擦產(chǎn)生的靜電釋放掉,以避免靜電對通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾。
如果放電刷失效過多,在某些情況下,通信系統(tǒng)將 變的充滿噪音。
放電刷與避雷/防雷沒有關(guān)系。放電刷與雷擊存在 這樣一種聯(lián)系:
發(fā)生雷擊后,放電刷往往發(fā)生損壞。這是放電刷的 形狀決定的:在機翼或操縱面后緣的尖銳元件往往 成為雷擊的出口。
五.維護工作
飛機維修工作者會開展換季工作,加強對飛機的維護力度。
1.作好雷達系統(tǒng)的維護
A.通過培訓(xùn),總結(jié)等手段,提高維護人員的維護水 平,及時準(zhǔn)確的排除雷達系統(tǒng)的故障
B.追蹤雷達發(fā)展信息,及時組織完成雷達設(shè)備的 改裝,消除被確認(rèn)的故障,保證雷達系統(tǒng)的可靠性 和精確性。
2.對于出現(xiàn)的雷達罩放電條,搭鐵線等的破損,及 時修復(fù),使飛機保持良好的防電水平。
3.由于雷擊可能發(fā)生在飛機的任何部位,所以重要的是在雷擊后,嚴(yán)格按照工作單完成雷擊后的檢查,測試和修理,嚴(yán)格按照手冊標(biāo)準(zhǔn)放行飛機.
4.對客機的油箱進行嚴(yán)格的測試,以確保它們在閃電擊中后不會產(chǎn)生危險的火花??蜋C上的所有電子元件以及導(dǎo)航設(shè)備也都需要做特殊的處理。
5.不斷總結(jié)雷擊維護經(jīng)驗,提高雷擊維護水平.
六.處理工作
為了避免雷擊,除了地面雷達進行預(yù)警以外,飛機本身也有預(yù)警雷達,提前知曉前方的天氣情況,如果前方有大片的烏云,飛行員一般會繞過該云區(qū),而如果降落機場上方有異常天氣,指揮中心則會要求飛機臨時降落到其他機場。
所以通常情況下,閃電不會對客機造成損壞,在美 國國家運輸安全局記錄的14萬起飛行事故中,只有 24起同閃電有關(guān),其中大部分是私人飛機或直升機 ,而且只有5起造成了人員傷亡。
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