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電閃雷鳴 高空飛機上有避雷針嗎?

2016-06-15
隨著夏季來臨,雷雨天氣在不斷的增多,每當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?飛機結(jié)構(gòu)是由導電材料
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 隨著夏季來臨,雷雨天氣在不斷的增多,每當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?

飛機結(jié)構(gòu)是由導電材料制成的(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。當然這種情況是很少遇到的,特別需要注意的是當發(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是在保護的目標前接觸雷電,2是有效接地。

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 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),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。感應雷出現(xiàn)時,感應電場就會經(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。

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,及時獲得最新的氣象信息,對于避雷可以起到一定作用。

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。

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,總結(jié)等手段,提高維護人員的維護水平,及時準確的排除雷達系統(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,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,嚴格按照工作單完成雷擊后的檢查,測試和修理,嚴格按照手冊標準放行飛機。

4.對客機的油箱進行嚴格的測試,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。

處理工作

為了避免雷擊,除了地面雷達進行預警以外,飛機本身也有預警雷達,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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