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[信息] 飞机的避雷装置

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发表于 2007-9-21 16:11:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
近来雷雨天气很频繁,许多要出门旅行乘飞机的人就有了疑惑,飞机在飞行时遇到雷雨怎么办?飞机怎么避雷哪?有避雷针吗?基本上,飞机并没有装设避雷针,因为避雷针是要将空中的电荷接引到地面,而飞机是在天上飞的。

  飞机上所谓的「避雷针」应该只是作为冠状放电(Corona Discharge)时使用的金属凸起吧。当飞机飞行时摩擦产生静电可以透过「避雷针」渐渐释放电荷,若遭雷殛亦可利用「避雷针」放电。

  据说飞机每飞行一万哩就有可能被雷击中一次,但由于机壳大部分皆是导体,因此当飞机遭雷击时,电流会经由机壳流过,并由机身或机翼伸出的避雷针放电,并不会进入导体内部伤害到里头的乘客,但强电流所形成的磁场,对机上的电子或电气系统会有影响。不过,万一遭到雷击呢?平均而言,飞机每飞行数万小时就可能会遭雷击一次,还好这强大的电流只会平顺地流过机身或机翼表皮,留下小小的烧蚀洞或缺口,对飞行并无大碍。现代新型的飞机都具有密封性佳、防止火花引爆的结构油箱。

  不过,如果这些电荷不设法释放,一旦飞机落地,它们就会极力寻找宣泄的通路,例如人员、油灌车一旦靠近,这些电荷便伺机释放所有的电能,产生「跳火」的现象,导致人员伤亡、器材设备损坏,甚至引燃油气发生爆炸!因此飞机飞行时,就得设法尽量将电荷放掉。

  如果是小型飞机,机身累积的电荷不会太多,在飞行途中,机翼尖端便可自行放电。但如果是大型飞机,就会在飞机主翼或尾翼装上「静电释放器」,它能够经由尖端放电,在飞行时将过量累积的静电荷释放至大气中,有的飞机的静电释放器甚至多达10个以上。

  等到飞机落地或维修时,就得用接地导线连接至接地栓,这样可以将剩余电荷安全引导至地面,也可以使飞机与地面保持同一电位,避免感应放电或遭雷击。如此一来,飞机就「天」不怕、「地」不怕了!

  但倘若飞机在起飞阶段呢?此时,飞机与大气的摩擦并不严重,不过因为不接地,万一遭雷击可是大大不妙,所以只得自求多福了!

  为了减少飞机被雷击的机会及危害,目前的方式大概有两种:

  1. 采用许多从机身或机翼伸出的避雷针以放电。

  2. 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,减少伤害

飞机上的避雷装置
飞机上的避雷防御系统可分为两类。一类是飞机在停泊时配置使用的,即在飞机机身安装一条避雷带,与地面连接。因为飞机停迫在陆地上,其实质类同于地面的建筑物,同样要安装避雷装置。最好的防雷击方法是把飞机停在安装了防雷系统的停机坪内。如果必须停泊于停机坪外,应安装一条专用的接地线,将飞机的机壳与大地连接起来。
不过飞机专用的接地线庇护了飞机及机内人员,不能有效保护机外维修人员在雷雨天工作,有时这些维修人员会受雷击经飞机机身触电致伤。例如,2002年7月15日凌晨,香港5名飞机维修工人在雷暴警告下仍冒雨在香港新机场停机坪检修飞机。由于飞机遭雷击,电流击中正在机身下工作的修理技工,致使他们受伤送院治疗。他们仅仅受伤,完全依赖于机场停机坪中防雷系统的保护,否则后果不堪设想。
另一类是飞机在飞行状态中使用的,该配置包括气象雷达等雷暴预报系统,它能告知飞行员在前方的天气变化,让飞行员有充足的时间作好预防措施或远离雷暴云带。加上地面的气象预报,飞行员只要正确操纵,绕过或迅速脱离雷雨区是很容易办到的事情。另外飞机上还安装了避雷器,当飞机在避无可避的情况下,不得不穿行于雷雨区时,避雷器会把飞机遭遇的雷电流分流到机身外,并引导雷电释放到天空中。从而避免油缸及机上控制、通讯设备遭受破坏,保障机上的乘客以及飞机本身的安全。
这种避雷器一般安装在机翼的翼尖处,也叫放电刷。飞机一旦遭受雷击后,电流可以从放电刷释放到空气中去。放电刷起到了避雷针的作用。哪怕舷窗之外雷声滚滚、电光闪闪,仍可保障机舱内的乘客安然无恙。然而,当雷电击中机身后,这种突然加载到飞机壳体上极强大的电流霎时间流向飞机的各部位,立即产生破坏力很强的电波和感应过电压。尽管雷电流很快会通过放电刷离飞机而去,尽管飞机上的电子仪器没有和机壳存在着任何直接的接驳点,可是那短暂的过压突波存在着破坏这些仪器设备的可能,从而酿成飞机失事的悲剧。例如,2004年5月28日上午10时35分,一架执行环慈善飞行的南非AQUILLA小型飞机从我国桂林飞往长沙,进行慈善募捐宣传活动。因天气原因,飞机决定备降武汉。备降途中,飞机进入岳阳上空,而此时天空下着倾盆大雨,乌云密布雷电交加,飞机突遭雷击坠毁,机上只有南非籍飞行员一人,他在事故中遇难了。
在机舱内遭雷击
上述因雷击机毁人亡的例子不多,大多是飞机仪器设备或机身局部受到损伤,飞机尚能飞行与降落,机舱内人员安然无患。然而也有例外,即飞机遭雷击后倒无多大损伤,而坐在机舱内的人员却受了伤。美国的一本医学期刊报道了一个实例:
一名空中服务员两年前在飞行的飞机舱内被雷电击中而受伤,此后出现记忆力衰退、手部麻痹、精神涣散等症状,至今仍然头痛和健忘,需要定期接受康复治疗。雷电击人致伤、致亡都不鲜见,据统计,地球上每秒钟大约发生100次闪电雷击,每年因雷电伤亡者不计其数,可是在飞机的机舱内遭受雷击还是破天荒第一次。
据该刊介绍,当时这名服务员坐在飞机尾部的乘务员座位,飞机起飞不久,他突然感到全身颤动,并看见机窗外一阵闪光,飞机被雷电击中。其他人看到这名服务员全身被光圈围绕。此后,这名服务员就一直迷迷糊糊,当晚他头痛、耳鸣和恶心想吐,左边手臂有点麻痹。虽然第二天他到医院做神经系统检查,结果显示一切正常,但是此后复诊时,医生发现了他左手失去部分知觉。4个月后,在脑部检查发现这位服务员部分神精受损,并进一步检查发现他轻度失忆,且注意力集中困难。
这是迄今为止极罕见的案例。美国的丹佛圣安东尼医院负责治疗这位空中服务员的迈克尔医生表示:美国每年约有100人被雷电击毙,1000余人被雷电击伤,不过在航行中的飞机机舱内遭受雷击是从来没有的案例,虽然航行中的飞机遭受雷击是屡见不鲜的事故。这种飞机受雷击而完好无损,而机舱内人员却因此受伤,这在全世界也许也是首例。
当代的防雷标准
飞机的防雷技术在不断进步,不断发展,今天世界上对飞机防雷性能提出的技术标准越来越严格,尤其是对现代的军用飞机。由于在战争状态下,用于军事斗争的飞机往往没条件像民航飞机那样,从容改变飞行高度、路线,绕道避雷雨区,所以对军用飞机的防雷技术要求更高了。另外,假如能够提高军用飞机的避雷性能,则意味着其抗电子干扰性能也有了相应的提高,其军用技术级别也有了实质上的提升,所以军用飞机的防雷击系统是相当先进的,它们在设计时已作了周密的考虑。
在设计军用飞机时,往往把飞机机身分成若干个雷击性质相近的破坏区域,根据各雷击破坏区域的可能被破坏情况,决定飞机上的一些电子仪器适宜安装在哪个位置,以利于远离雷电过压突波可能造成的破坏。美国联邦航空局制定了联邦航空条例(FAR)规定,飞机必须能够承受灾难级闪电的袭击,在任何可预见的情况下,飞机的设备、系统都能发挥其基本功用,必须保障“飞机遭雷击后,无论其损坏部分是电机设备、电子仪器或机身结构,都不可以影响飞机继续安全飞行”。因此,必须对飞机紧急系统及仪器采取额外的保护。条例中提出重点保护的电子仪器有:引擎参数仪表、飞翼防冰系统、电源、燃油流动仪表、航空仪器、警告灯电源、通讯系统、导航系统、引擎火警警报系统等等。
美国联邦航空条例(FAR)的这一规定,已被世界航空制造业普遍认同,例如战斗机必须达到这一标准方可进入德国、意大利、西班牙、英国等的军队服役。近来,欧洲生产的BT002战斗机在欧洲战斗机股份有限公司的沃顿工厂电子战试验场进行了防雷试验,成功地经受住20万安培的模拟雷击,满足了该机型的验收标准的要求。试验中,飞机所有必要系统均呈开启状态,模似雷击电流从机头贯入,从发动机或翼尖流出。飞机完成了电流在2.0~15.0万安培间数百次的雷击试验,最终还完成了高达20万安培的最高电流雷击试验。世界航空制造业对飞机防雷系统的技术要求之严格,由此可见一斑.

 

 

转自博客

发表于 2007-10-7 02:07:54 | 显示全部楼层
好贴。
发表于 2015-11-30 20:54:08 | 显示全部楼层
一直在看
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