飛機經常在萬米高空飛行,如何躲避閃電?安裝避雷針嗎?
飛機在飛行時,難免會碰上惡劣氣候或突髮狀況。有一項研究表明,無論是民航客機或戰鬥機,每飛行1-2萬小時,都會碰上至少一次雷擊事件,難免它們是如何做到在閃電中安然無恙的呢?
一般來說,飛機在出航前就會搞清楚所經過航線的天氣狀況,提前避讓雷區。如果遇到突髮狀況,大部分飛機都是不懼閃電的,因為它們的機體是由導電材料構成的,比如說鋁。3000萬伏以下的閃電(一道普通閃電為100萬伏),對鋁結構的飛機來說是安全的。
具體原理是這樣的,因為使用了導電材料,當閃電擊中機體時,電流會沿著導電材料在飛機表面進行傳導。飛機的機翼上安裝有「放電刷」,這些擊中飛機的電流最終會通過防電刷實現放電,全程不會影響到飛機內部,這也是為何有的飛機被閃電擊中,機內乘客仍然活著的原因。
飛機結構具有良好的導通性,可以避免閃電產生的高溫,關鍵部位的蓋板也具有耐高溫功能。除此之外,一些敏感零件(電子儀器、電線)的外部都有接地金屬網,就是被雷擊中,也能通過金屬網連接飛機的地線,然後通過防線刷將電流導出(飛機無法接地,所以地線就是放電刷)。
以上是大部分飛機的情況,也有一小部分飛機不具備防雷功能,比如美軍的F-35「閃電」戰鬥機。F-35誕生至今,確實展現了很強大的性能,但同樣的毛病不斷,不止是發動機、航電系統、氧氣系統出現過問題,F-35還沒有防雷功能。
沒有防雷功能的戰鬥機,一旦被雷擊中,最危險的就是燃料系統的爆燃,輕則燒壞機電系統,重則當空爆炸屍骨無存,所以美軍對F-35一直秉持著小心小心再小心的態度,一旦檢測到惡劣天氣就停飛。
偶爾一兩次停飛,並不會影響基地的運轉,但每一次碰到惡劣天氣都停飛,長此以往是不行的,因此美軍也在想辦法。今年8月,美軍為一批F-35B艦載機定製了避雷針,就是對F-35防雷功能的一次嘗試。
飛機所謂的「避雷針」,與前面所說的放電刷是一樣的,避雷針的電阻越小,放電的速度也就越快。F-35通過安裝避雷針,可以瞬間將擊中機身的電流通過避雷針放電,這樣就不會對燃料系統產生影響。
不過F-35的生產公司洛克希特·馬丁並不滿意避雷針的設計,作為外部加裝的設備,風速、積冰等其他惡劣天氣都會對避雷針造成破壞,那麼F-35依然處於危險之中,因此洛馬的下一個課題便是如何令F-35自身具備防雷擊的能力。
然而這一課題並不簡單,防雷功能與整個機體結構有關,想要添加這個功能,恐怕要對整個機體進行重新設計了。
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