雷電和飛機相互作用

雷電從一個端點進入飛機，又從另一個端點離開飛機（如下圖4）。一些很典型的接觸點包括天線罩、前部機身、機艙、尾翼以及翼尖。

△圖4

在雷電和飛機接觸的第一階段，在機鼻或是翼尖可能會有發光現象，這是由于機身結構的前端邊緣或是尖銳部分周圍的空氣電離產生的。電離是因為在這些部位的電磁場強度急劇增加。

在雷擊的下一階段，一個梯級先導將從飛機上的電離區分離出去，以尋找附近云層中更大的閃電能量區。梯級先導（也被稱做“先導”）指的是包含有帶電飛機機身上或是帶電云層中的電荷的傳導路徑。隨著飛機穿越帶電大氣，先導層從飛機電離區域的端點部位產生。

雷擊發生環境

飛機上最容易與雷電發生直接接觸的就是機身外部的端點部位，比如說翼尖、機鼻或是方向舵。雷擊多發生于飛機的爬升和下降階段，此時飛機的高度一般在5000-15000英尺（1524-4572英尺）。在20000英尺（6096米）以上發生雷擊的概率大幅度降低。

70%的雷擊事件發生時都在下雨。雷擊事件和環境溫度也有關系，尤其是當溫度在32華氏度（0攝氏度）時。大多數雷擊發生時，溫度都在冰點附近。

造成下雨的氣象條件也往往導致電荷在云層中積聚能量。這種電能的可用性與降水和云的產生有關。大多數影響飛機運行的雷擊事件發生在春夏兩季。

雖然70%的雷擊事件都發生在降雨的環境中，但是即使飛機在遠離云層的電荷中心5英里之外的地方，依舊會受到雷電的影響，據航空公司飛行員報道有大概42%的雷擊事件發生在沒有雷暴的區域。

一旦飛機的前端和云層的前端相接觸了，那么通向地面的電流就可以繼續傳導，此時飛機就是回路的一部分。此時，當雷電和飛機產生了接觸，乘客和機組都很有可能會看到閃光，聽到巨大的噪聲。因為飛機都有防雷裝置，在敏感電子部位也有保護措施，所以雷擊很少會產生嚴重后果。

在首次接觸后，飛機會繼續穿過雷電。隨著雷擊持續，云層前端重新和飛機機身或是機身結構上的其他地方相接觸，此時飛機還是回路中的一部分，并處于云層電荷的另一極上。電流將通過空氣、飛機導電的外蒙皮和機身結構傳導，然后從另一端比如機尾導出，然后與另一極或是地面相接。有時候飛行員也會遇到儀器出現閃光或者短暫的干擾現象。

雷擊的典型后果

飛機部件中有些是由鐵磁質材料制成的，這類材料在電流的作用下會變得具有很強的磁性。當閃電中巨大的電流流經這些飛機結構的時候就會產生這樣的磁化。

飛機的電子系統在設計之初就具備防雷擊的能力，只有當雷擊的能量遠高于正常值時，才有可能損傷到諸如電力控制燃油閥、發電機、電傳反饋線以及電力分配系統等部件。

商用飛機雷擊防護

大多數傳統飛機的外部都是金屬結構，其厚度足夠阻擋雷擊。這些金屬組件都是飛機的基礎保護。對于這樣厚度的金屬表層來說，足以保護飛機內部結構免受雷擊損壞。同時金屬蒙皮也可以防止電磁場進入到飛機的電纜中。即使金屬蒙皮沒有完全阻隔電磁能量進入電纜，它也能保證能量處于可接受的程度。

為了了解雷電的本質和造成的后果，波音公司為他們生產的商用飛機設計并測試了其防雷擊能力以確保在服役期限內飛機能夠受到保護。

減少雷擊損傷的重要方法包括：保護機構材料的選擇、表面處理、防護措施的安裝以及應用。

最容易與閃電直接接觸的部分都帶有某種類型的保護措施。波音公司對此進行了大量的測試以確保保護的有效性。雷電易發區的復合材料必須有適當的防雷保護。

從大量的飛機運營數據整理得到的雷擊防護信息對于波音公司在推進雷擊損傷控制方面有著極大的作用，如果受損后維修得當，就能極大地減少雷擊帶來的損害。
　
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