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俄航飞机起火都是雷电的“锅”? 来源:中国bet36体育在线报 日期:2019年05月08日17:26

    中国bet36体育在线报记者 崔国辉

  5月5日,俄航一架飞机在莫斯科谢列梅捷沃机场迫降后烧毁,多位目击者证实飞机迫降前曾遭雷击,许多媒体和公众也都猜测这次飞机失事得由雷电“背锅”。那么,事情果真如大家猜测的那样吗——

  飞机遭雷击情况并不少见

  很可能并非俄航事故主因

  俄罗斯官方机构5月5日表示,当天一架载有78人的客机在莫斯科谢列梅捷沃机场迫降后烧毁,其中41人遇难,37人生还。

  据俄罗斯媒体报道,当日傍晚,莫斯科地区突降阵雨,事故飞机机组人员表示,飞机在飞行时被闪电击中,导致机上无线电设备出现故障。遭遇雷电一事也被多位乘客证实。

  雷电果真是这次事故的“罪魁祸首”?飞机如何才能避免雷电影响?记者就相关问题采访了知名雷电防护专家关象石,中国bet36体育在线科学研究院灾害天气国家重点实验室副主任、雷电研究团队首席专家吕伟涛,以及一位民航老机长。

  据民航老机长介绍,飞机遭雷击概率在万分之一以下,但这并不意味着飞机遭雷击事件的总量少。

  “可以说,飞机遭雷击的情况经常出现。”关象石介绍,根据美国联邦航空管理局的报告,在一条航线上,每年有几百架飞机遭雷击,每架正常飞行的飞机几乎每年都要遭到一次雷击。具体来说,飞机日利用率若达到7小时,每12个月就可能被雷电击中一次;飞机日利用率若达到10小时,每10个月可能被击中一次。另据我国相关部门统计,飞机平均每飞行1万小时就有可能被雷电击中一次。

  飞机遭雷击多发生于起飞和降落阶段,多发的高度范围在3500米至5000米之间。当处于-5℃至0℃的温度层、浓积云和积雨云附近,云中伴有中度颠簸或遇到降水时,飞机遭受雷击的可能性较大。

  虽然70%的雷暴事件发生在降雨期间,但飞机也可能会在距离云雨中心8000米以外遭受雷击。据统计,在约42%的飞机遭雷击事故中,飞机在飞行区域并没有收到雷暴警告。

  从某种程度上来说,飞机本身也容易“诱发”雷电。吕伟涛介绍,大多数(90%)击中飞机的雷电都是由飞机触发的,且剩下的10%(自然起始的雷电)在击中飞机的过程中,飞机自身导致的电场畸变也起到关键作用,它会促使放电更易产生,从机体上起始的“先导”会朝向云中起始的“先导”发展,进而导致最后的雷击。

  “不过,在这么多飞机遭雷击事件中,少有飞机受损以及人员伤亡的报告。”关象石介绍,飞机遭雷击大多不会导致灾难性后果。一方面,雷电的物理冲击波以及电效应、热效应对民用客机没有太大影响。客机的大部分外部部件都是金属结构,其厚度足以抵抗雷击。“就像拿小锤子敲击汽车引擎盖那样,雷电只会在飞机机身上留下小的凹坑或小圆孔,通常连一层铝合金都无法击穿,更何况现如今民用客机机身由多层铝合金材料组成。”关象石说。另一方面,飞机机体大部被金属外壳包裹,能够形成“法拉第笼”。“‘法拉第笼’对雷电具有良好的屏蔽效果,飞机内部的人员相对比较安全。” 吕伟涛说。同时,即便金属外壳不会阻止所有电磁能量进入电线,但它可以将能量控制在安全的范围内。

  目前,失事飞机的黑匣子已经找到,事故原因还在调查中,不过关象石等人推测,雷电很可能不是造成事故的主因。“本次事故中,飞机起火应该是发动机、油箱起火造成的。”关象石说,“现在大型客机的油箱都在飞机‘肚子里’,不像过去战斗机外挂油箱易被雷电击破,引起爆炸。所以,雷击起火可能性较小。”

  此外,飞机上电子设备受雷电干扰引发火灾的可能性也不大。“相比汽车,飞机的玻璃面积更小,‘法拉第笼’效应更为显著,电流会经由机身流过,大多数电荷只存在于机身表面,机内电子设备受到干扰的可能性不大。”关象石说。

  另据失事航班的机长丹尼斯·叶夫多基莫夫向媒体透露的部分事故细节,飞机飞行过程确实遭遇了雷电,但飞机在降落过程中较为平稳,着陆时不知什么原因机身后部起火。起火原因或许与满载燃油迫降,导致飞机在着陆过程中发生多次弹跳,并导致机体油箱损坏有关。

  总结起来,“不能把雷击当成‘筐’,发生事故都往这个‘筐’里装。”俄航飞机很可能遭遇了雷击,但因雷击造成事故的可能性很小。当然,一切还需以最终调查结果为准。

  遇雷暴飞机以绕行为主

  辅以完善的“避雷”措施

  据一位民航部门退休的老机长介绍,客机遇有雷暴通常绕行,绕行目的不仅是为了躲避闪电,更重要的是躲避其中的冰雹、低空风切变等强天气,同时避免飞机积冰和剧烈颠簸等情况出现。

  退一步说,即便遭到雷击,客机也有完善的“避雷”措施。通过了解雷击的影响,飞机制造商一直致力于设计飞机雷击保护装置,包括电线束屏蔽、接地带、复合结构扩展箔、金属丝网、嵌入式金属丝以及转向条等。

  针对飞机本身,目前采取的避雷方式主要有两种:一种是采用良导体把机壳不良导体的部分加以连接或遮盖,以疏导电流。由于飞机是由轻质金属构成,且机体面积很大,在与空气摩擦以及带电体感应下,很容易成为巨型静电储电体。在空中飞行时,飞机由于静电屏蔽,电荷聚集在机壳表面,这些电荷必须设法释放,否则到了地面容易造成损害。这就需要第二种方式,利用机身或机翼伸出的放电刷放电。放电刷安装在飞机表面外型尖端部分。电荷集中在飞机外表比较尖、薄的边缘区域,如果没有放电刷,在电荷积累到一定能量时将导致机体与空气之间的击穿放电。

  针对燃料系统,工程师采取极端预防措施,确保电流不会在飞机燃油系统的任何部分产生火花。所有结构接头和固件必须设计紧密,以防止火花产生;所有燃料输送管线以及发动机本身必须有防雷装置。

  不过,避免雷击危害最有效的办法还是绕行、躲避。据老机长介绍,雷暴内部气流升降强烈,bet36体育在线雷达能远距离发现雷暴,然后按照一定规则从风的上游绕行(避免下游抛出的冰雹)。

  目前我国的绕飞规则是,航班距离雷暴的距离至少为20公里。机长根据机载雷达探测资料、管制员提供的雷雨信息、前机危险天气飞行员报告、bet36体育在线部门发布的各类雷暴天气预警等,综合分析提出绕飞路线。管制员根据飞行员的请求,做好协调工作。机组人员也要根据雷雨发展状况、移动速度,适当增加绕飞距离。如果雷暴云的范围过大,强度没有减弱趋势降落机场正在被雷暴区域覆盖,绕飞成本过高,或根本绕不开,那么航班只能返航或备降。

(来源:《中国bet36体育在线报》2019年5月8日三版  责任编辑:苏杰西)



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