飛機在空中被閃電擊中會墜毀嗎？
01
被嫌棄的雷神索爾
隨著7、8月即將到來，我國絕大多數地區，尤其是東南沿海地區即將進入雷雨季。其實不止我國，雷電活動在全球範圍內都是常態。下面這張圖就是雷電活動的熱力圖，其實和南半球相比，北半球的雷電活動還算是相對溫和的啦。
全球雷電活動熱力圖
但不論如何，電閃雷鳴，暴雨傾盆，估計就是未來兩三個月中經常會見到的情況。需要在這種壞天氣中還得硬著頭皮撐著傘出門結果還是身上差不多半濕的上班族們此時是不是特別想把下面這個傢伙給滅了？
雷神索爾是不是挺遭人嫌的？
不過與此相比，每次雷雨肆虐的時候，航班的大面積延誤和取消可能對大家的出行造成的影響更大。旅客們無奈的被困在各大機場，而航空公司職員們的內心更是崩潰的——你問我啥時候可以飛？我還想問雷神索爾這廝呢！
這種現象似乎給大家一個映像——飛機很怕打雷，要是飛行中被閃電擊中那就完蛋了。有一張在百度上流傳甚廣的GIF動圖顯示的就是一架飛行中的飛機被閃電擊中瞬間的情況。而且，還被好事者配上了「再生」的評語。說的好像是飛機上的人大難不死，重獲新生似的。
飛機被閃電命中的瞬間
其實，類似的圖片還能找出很多，比如下面這些都是。只不過，由於沒有「標題黨」帶節奏，因此這些圖片傳播的廣度卻遠沒有上面這張多。
A380被閃電擊中
再來一架
事實上，飛機在飛行中被閃電擊中（或者說「遭雷擊」）發生的概率可能遠比你想像中要多。按照波音公司的統計數據，全球範圍內，大約平均每3000個飛行小時就會發生一次飛機飛行中遭雷擊的事件，其中短途飛行的飛機遭受雷擊的概率比這個還要再大那麼一丟丟。基本上這麼說吧，一架飛機平均不到一年就會被雷神索爾揍一次。
看到這裡，你是否會感到毛骨悚然？是不是覺得太危險了？那麼下面旋翼君就和你聊聊到底危險不危險。
02
飛機遭雷擊其實並不危險
前面說到過，飛機平均下來每年都會遭受一次飛行中的雷擊。但大家聽說過因為飛機被閃電擊中導致墜機的新聞嗎？相信絕大多數人都沒有吧。有些聽說過的，估計其中還有一多半是聽到那些以訛傳訛的消息。
事實上，根據正式的統計，自從1988年來，沒有一起空難被確認為是由於遭雷擊所致的。也就是說，已經整整有三十年沒有發生過雷擊導致飛機墜毀的事故了。
好吧，我知道這麼說其實你還是不放心：上面那個只是統計數據，並不能說明為啥不危險吧。那下面旋翼君就說說這背後的原理。
首先，大家都知道飛行中的飛機是一個密封大金屬罐子。啥？你說787是複合材料的。這個我們稍後就解釋。
那麼大家都知道金屬是電的良好導體吧，不過大家知道「法拉第籠」這個神器嗎？（看成「法拉利」的同學請自覺面壁去）
法拉第籠和特斯拉磁暴線圈
法拉第籠（Faraday Cage）是一個由金屬或者良導體形成的籠子。是以電磁學的奠基人、英國物理學家邁克爾·法拉第的姓氏命名的一種用於演示等電勢、靜電屏蔽和高壓帶電作業原理的設備。
其實很簡單，法拉第籠就是一個由金屬絲組成的全包圍的籠子。人待在這個法拉第籠里，就可以完全免疫外界的閃電攻擊。嗯，防火防盜還能防磁暴步兵楊永信。
防火防盜防楊永信
至於法拉第籠的原理，「等勢體」的概念等大家有興趣的可以自行度娘，這裡就不展開說了。這裡要說的是：飛行中的飛機其實也可以看作是一個法拉第籠。在遭受雷擊的時候和法拉第籠演示的情形一樣，其內部的人員也是受到飛機的金屬外殼的保護的。閃電電流會直接在飛機外面流動，並釋放到空氣中，並不會進入飛機內部。
閃電不會停留在飛機上
在飛機遭到雷擊時，閃電通常會從飛機外表的一個點進入，然後再從外表的另外一個點離開。如果閃電釋放時間比較長，那麼進入點可能由於飛機在此期間的相對運動而形成一連串的打擊點。但不論如何，擊中飛機的閃電不會停留在飛機上，也不會進入飛機內部，會從另外一個點離開飛機重新釋放到空氣中。
那麼，閃電擊中飛機的那個點會有什麼問題嗎？要知道，單束閃電的電壓可高達百萬伏特，擊中飛機後產生的電流可達三萬安培。如此高的能量會導致被擊中的部位在瞬間產生高溫、磁化等等情況。不過好在飛機的金屬外表是電和熱的良好導體，因此即便在比較嚴重的雷擊的情況下，飛機外表的損傷也非常有限，基本上在金屬機身上，可以檢查出來的雷擊損傷就是這樣的：
雷擊損傷點
對的，就這麼一個小黑點。
雷擊損傷點
嚴重點的情況下，金屬會局部熔解，出現一個小小的穿孔。
一串雷擊損傷點
而在最嚴重的情況下，也就是遇到放電持續時間長的情況，那麼就會形成一串的打擊點。不過，也就僅此而已了。
不過，在網上還有另外一張圖片經常被拿來說事：
美航空CRJ-200事件，這個鍋雷擊不背
按照很多網站，甚至是某些「專業」的民航網站，都會說這架達美航空的損傷是雷擊造成的。
不過，事實上呢？根據NTSB（美國國家運輸安全委員會）的事故調查報告，這起發生在2009年2月28日的事故其實是飛機在地面上駕駛艙起火導致的。和雷擊根本沒有半毛錢關係好不好。
NTSB調查報告總結
事實上，美國宇航局在上世紀七十年代還專門做過飛機雷擊的實驗。他們使用一架F106截擊機故意飛到雷雨雲中，讓飛機持續遭到各種閃電攻擊。
NASA雷擊實驗
飛機著陸後，機身上遍布了上百個雷擊點。然而隨後的地面檢查發現，絕大多數的雷擊點僅僅損傷了飛機的漆層，真正造成飛機蒙皮損傷的少之又少。
NASA雷擊實驗著陸後的F106
上面說的是擊中金屬機身，那麼飛機上還有很多複合材料的部件呢。比如玻璃纖維的雷達罩，碳纖維的操作舵面。而且，最新的波音787、空客350等飛機都號稱是「全複合材料」飛機。那又是怎麼樣的情況呢？
複合材料基本上是不導電的，為了解決這個問題，在這些複合材料部件中會通過增加鋪設金屬網夾層、火焰噴塗金屬層、增加導電條等措施將其變成導體。雖然導電性不如全金屬的蒙皮，但是也足以保護飛機的這些部位在遭受雷擊時不至於產生嚴重的損傷。不過，由於複合材料的導熱性遠不如金屬，因此即便解決了導電的問題，飛機上的複合材料部分遭受雷擊時造成的損傷還是會略大於金屬部分。只不過，這種損傷還遠不到危及飛機安全的程度罷了。
不過，這也不是說雷擊對飛機完全沒有影響。
除了上述所說的，可能會造成機身蒙皮或者部件的局部損傷外。閃電對飛機最嚴重的影響在於其對於機載電子設備等敏感部位的影響。
前面說過，閃電巨大的能量在命中飛機的時候，除了對擊中點帶來高溫影響之外，還會釋放出強烈的電磁信號。如果飛機的機載電子設備在附近，就有可能會收到這個干擾，甚至在最嚴重的情況下，會造成機載電子設備的集成電路板短路燒毀。此外，強烈的電磁波在極端情況下也可能會在機身內部形成電弧跳火，如果接觸到燃油蒸汽等易燃易爆物質，就會產生災難性後果。這兩點也是造成人類早期航空史上數次空難的原因。
不過現代的飛機在設計製造時就已經考慮到了相關的防護措施。其中對於閃電造成的電磁干擾，現代的飛機都採取了所謂的「閃電和高能輻射場防護」。也就是對於閃電造成的電磁輻射和太陽黑子活動等宇宙高能輻射，都會對飛機的重要部位和重要部件進行額外的保護。大體做法就是將這些部位用額外的法拉第籠保護起來。不要覺得這個很簡單，事實上航空業是經歷了很久的發展，並在付出過數次慘痛代價之後才意識到需要對重要機載設備進行額外保護這一點的。對於那些灰暗的歷史，會在本文第4部分簡單的回顧一下。下面我們需要先回答另一個問題。
03
那為啥雷雨天航班會受影響啊？
按照上面的說法，雷擊並不會對飛機造成嚴重的影響，那麼為何每逢電閃雷鳴航班就會延誤或者取消呢？
首先，根據上面說的，閃電命中飛機雖然不會造成對飛行安全有影響的損傷。但是那些小穿孔、那些燒蝕還是需要進行妥善修理的。
不過更重要還是下面這個傢伙——雷雨雲！
閃電基本上都是從雷雨雲中釋放出來的，別看上面的圖片萌萌噠。其實雷雨雲是個非常狂暴的傢伙。
狂暴的雷雨雲
唐代詩人李賀的詩中說「山雨欲來風滿樓，黑雲壓頂欲摧城」。講的就是這個。雷雨雲的雲層厚，上下對流非常劇烈。飛機一旦陷入其中，那可就不是大家平時飛行時遭遇的那種氣流顛簸的那點程度了。狂暴的對流可能會造成飛機陷入無法控制的境地，是非常危險的。
黑雲壓頂欲摧城
同時，雷雨雲中可能還含有過冷的水滴。一旦接觸到飛機表面，會瞬間在飛機表面結冰，增加飛機的重量，更重要的是會破壞飛機的氣動外形以及造成操作舵面卡阻或者空速管被堵塞失靈。
因此，一旦有雷雨天氣，為了避免出現雷雨雲造成的狂暴氣流和結冰等危險情形出現，飛機惹不起只好躲著。這就是為何雷雨天氣總伴隨著大面積的航班和取消的原因。
04
被雷神統治的黑暗歷史
在前面說過，從1988年以來，還沒有一起空難是由於閃電擊中造成的。那麼之前呢？答案是：有的！而且還不止一起！
那麼我們就一起簡單回顧一下那一段航空業被雷神統治的黑暗歷史吧。以下這些空難的原因幾乎都是閃電造成飛機的機載設備失靈或者引發燃油箱爆炸所致。
1959年6月26日，美國環球航空執行891號航班的一架洛克希德明星式飛機被閃電擊中後墜毀，機上68人全部遇難。
球航空891航班空難
1963年8月12日，法國的Air Inter航空公司的一架Vickers 708 Viscount飛機被閃電擊中後墜毀，機上20人全部遇難。
Air Inter空難
1963年12月8日，美國泛美航空執行214號航班的一架波音707因閃電擊飛機後造成油箱爆炸，機上81人全部遇難。
泛美航空214航班空難
1971年12月24日，秘魯國家航空公司執行508號航班的一架洛克希德L-188A Electra被閃電擊中後墜毀，機上91人中僅有一個名叫Juliane Koepcke的女士倖存下來（圖為Juliane Koepcke多年後回到墜機現場拍攝的照片）
秘魯航空508航班空難
1976年5月9日，伊朗空軍的一架747-100貨機在西班牙馬德里起飛後遭雷擊後失控墜毀，機上17人全部遇難。
伊朗空軍747-100貨機空難
1980年9月9日，科威特空軍 一架洛克希德L-100-20 Hercules在 法國蒙特利馬兒遭雷擊墜毀，機上成員全部遇難。
科威特空軍空難
1988年2月8日，德國紐倫堡航空服務公司執行108包機航班的一架SA.227AC Metro 飛機，在遭到雷擊後失控撞山，機上21人全部遇難。這也是最後一起明確判定為由於閃電擊中造成的墜機。
紐倫堡航空108空難
在此之後，還有兩起空難疑似是飛機遭雷擊所致。但至今還未有明確定論，我們不妨也看一下：
2005年10月23日。奈及利亞貝爾韋尤航空公司的一架210號航班空難波音737-200墜毀，機上117人全部遇難。造成這起悲劇的原因有說是因為飛機的一台發動機被閃電擊中起火，火勢蔓延並造成飛機爆炸。但，另一說是飛機的維護不當。出事的飛機在執行航班前八小時剛剛對相應的發動機以及燃油系統進行過維修維護工作，且有跡象表明，相關工作執行的並不符合規範。這起空難到底因何原因，至今成迷。
貝爾維尤航空210航班空難
最後一起疑似和雷擊有關的空難發生在2010年8月16日，哥倫比亞航空一架波音737-700飛機執行8250航班，飛機在著陸過程中遭雷擊，並同時遭遇到強烈的下沉氣流，飛機最終直接被下沉氣流拍在跑道上斷成三截。所幸當時飛機的高度和速度都很低，這起事故造只成機上2名乘客不幸遇難，其餘乘員幸免於難。目前對這起事故的基本定論還是由於飛機在著陸過程中在很低的高度突然遭遇下沉氣流，而雷擊應當不是主要原因。
哥倫比亞號航空8250航班空難
05
結束語
閃電曾經一度是飛機的殺手之一。在那段黑暗的歷史中，至少有七起空難的直接原因就是飛行中遭到雷擊，約300人因此喪命。
不過隨著人們最終意識到造成那些悲劇的真正原因之後，開始著手改進飛機上的敏感部位的電磁防護等措施之後，這個惡魔終於被關進了牢籠。閃電命中對於現代飛機來說，已經不再是致命的威脅。因此在即將到來的雷雨季，雖然小夥伴們可能還是會面臨航班的大面積延誤和取消，但是再也不用擔心閃電擊中飛機會造成機毀人亡的悲劇後果了。
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