首頁>資訊>深度
俄航飛機起火都是雷電的“鍋”? 來源:中國氣象報 日期:2019年05月08日17:26

    中國氣象報記者 崔國輝

  5月5日,俄航一架飛機在莫斯科謝列梅捷沃機場迫降后燒毀,多位目擊者證實飛機迫降前曾遭雷擊,許多媒體和公眾也都猜測這次飛機失事得由雷電“背鍋”。那么,事情果真如大家猜測的那樣嗎——

  飛機遭雷擊情況并不少見

  很可能并非俄航事故主因

  俄羅斯官方機構5月5日表示,當天一架載有78人的客機在莫斯科謝列梅捷沃機場迫降后燒毀,其中41人遇難,37人生還。

  據俄羅斯媒體報道,當日傍晚,莫斯科地區突降陣雨,事故飛機機組人員表示,飛機在飛行時被閃電擊中,導致機上無線電設備出現故障。遭遇雷電一事也被多位乘客證實。

  雷電果真是這次事故的“罪魁禍首”?飛機如何才能避免雷電影響?記者就相關問題采訪了知名雷電防護專家關象石,中國氣象科學研究院災害天氣國家重點實驗室副主任、雷電研究團隊首席專家呂偉濤,以及一位民航老機長。

  據民航老機長介紹,飛機遭雷擊概率在萬分之一以下,但這并不意味著飛機遭雷擊事件的總量少。

  “可以說,飛機遭雷擊的情況經常出現?!憊叵笫檣?,根據美國聯邦航空管理局的報告,在一條航線上,每年有幾百架飛機遭雷擊,每架正常飛行的飛機幾乎每年都要遭到一次雷擊。具體來說,飛機日利用率若達到7小時,每12個月就可能被雷電擊中一次;飛機日利用率若達到10小時,每10個月可能被擊中一次。另據我國相關部門統計,飛機平均每飛行1萬小時就有可能被雷電擊中一次。

  飛機遭雷擊多發生于起飛和降落階段,多發的高度范圍在3500米至5000米之間。當處于-5℃至0℃的溫度層、濃積云和積雨云附近,云中伴有中度顛簸或遇到降水時,飛機遭受雷擊的可能性較大。

  雖然70%的雷暴事件發生在降雨期間,但飛機也可能會在距離云雨中心8000米以外遭受雷擊。據統計,在約42%的飛機遭雷擊事故中,飛機在飛行區域并沒有收到雷暴警告。

  從某種程度上來說,飛機本身也容易“誘發”雷電。呂偉濤介紹,大多數(90%)擊中飛機的雷電都是由飛機觸發的,且剩下的10%(自然起始的雷電)在擊中飛機的過程中,飛機自身導致的電場畸變也起到關鍵作用,它會促使放電更易產生,從機體上起始的“先導”會朝向云中起始的“先導”發展,進而導致最后的雷擊。

  “不過,在這么多飛機遭雷擊事件中,少有飛機受損以及人員傷亡的報告?!憊叵笫檣?,飛機遭雷擊大多不會導致災難性后果。一方面,雷電的物理沖擊波以及電效應、熱效應對民用客機沒有太大影響??突拇蟛糠滯獠坎考際墻鶚艚峁?,其厚度足以抵抗雷擊?!熬拖衲瞇〈缸憂沒髕狄娓悄茄?,雷電只會在飛機機身上留下小的凹坑或小圓孔,通常連一層鋁合金都無法擊穿,更何況現如今民用客機機身由多層鋁合金材料組成?!憊叵笫?。另一方面,飛機機體大部被金屬外殼包裹,能夠形成“法拉第籠”?!啊ɡ諏岳椎緹哂辛己玫鈉簾渦Ч?,飛機內部的人員相對比較安全?!?呂偉濤說。同時,即便金屬外殼不會阻止所有電磁能量進入電線,但它可以將能量控制在安全的范圍內。

  目前,失事飛機的黑匣子已經找到,事故原因還在調查中,不過關象石等人推測,雷電很可能不是造成事故的主因?!氨敬問鹿手?,飛機起火應該是發動機、油箱起火造成的?!憊叵笫?,“現在大型客機的油箱都在飛機‘肚子里’,不像過去戰斗機外掛油箱易被雷電擊破,引起爆炸。所以,雷擊起火可能性較小?!?/p>

  此外,飛機上電子設備受雷電干擾引發火災的可能性也不大?!跋啾繞?,飛機的玻璃面積更小,‘法拉第籠’效應更為顯著,電流會經由機身流過,大多數電荷只存在于機身表面,機內電子設備受到干擾的可能性不大?!憊叵笫?。

  另據失事航班的機長丹尼斯·葉夫多基莫夫向媒體透露的部分事故細節,飛機飛行過程確實遭遇了雷電,但飛機在降落過程中較為平穩,著陸時不知什么原因機身后部起火。起火原因或許與滿載燃油迫降,導致飛機在著陸過程中發生多次彈跳,并導致機體油箱損壞有關。

  總結起來,“不能把雷擊當成‘筐’,發生事故都往這個‘筐’里裝?!倍硨椒苫蕓贍茉庥雋死諄?,但因雷擊造成事故的可能性很小。當然,一切還需以最終調查結果為準。

  遇雷暴飛機以繞行為主

  輔以完善的“避雷”措施

  據一位民航部門退休的老機長介紹,客機遇有雷暴通常繞行,繞行目的不僅是為了躲避閃電,更重要的是躲避其中的冰雹、低空風切變等強天氣,同時避免飛機積冰和劇烈顛簸等情況出現。

  退一步說,即便遭到雷擊,客機也有完善的“避雷”措施。通過了解雷擊的影響,飛機制造商一直致力于設計飛機雷擊?;ぷ爸?,包括電線束屏蔽、接地帶、復合結構擴展箔、金屬絲網、嵌入式金屬絲以及轉向條等。

  針對飛機本身,目前采取的避雷方式主要有兩種:一種是采用良導體把機殼不良導體的部分加以連接或遮蓋,以疏導電流。由于飛機是由輕質金屬構成,且機體面積很大,在與空氣摩擦以及帶電體感應下,很容易成為巨型靜電儲電體。在空中飛行時,飛機由于靜電屏蔽,電荷聚集在機殼表面,這些電荷必須設法釋放,否則到了地面容易造成損害。這就需要第二種方式,利用機身或機翼伸出的放電刷放電。放電刷安裝在飛機表面外型尖端部分。電荷集中在飛機外表比較尖、薄的邊緣區域,如果沒有放電刷,在電荷積累到一定能量時將導致機體與空氣之間的擊穿放電。

  針對燃料系統,工程師采取極端預防措施,確保電流不會在飛機燃油系統的任何部分產生火花。所有結構接頭和固件必須設計緊密,以防止火花產生;所有燃料輸送管線以及發動機本身必須有防雷裝置。

  不過,避免雷擊危害最有效的辦法還是繞行、躲避。據老機長介紹,雷暴內部氣流升降強烈,氣象雷達能遠距離發現雷暴,然后按照一定規則從風的上游繞行(避免下游拋出的冰雹)。

  目前我國的繞飛規則是,航班距離雷暴的距離至少為20公里?;じ莼乩狀鍰講庾柿?、管制員提供的雷雨信息、前機危險天氣飛行員報告、氣象部門發布的各類雷暴天氣預警等,綜合分析提出繞飛路線。管制員根據飛行員的請求,做好協調工作?;槿嗽幣慘堇子攴⒄棺純?、移動速度,適當增加繞飛距離。如果雷暴云的范圍過大,強度沒有減弱趨勢降落機場正在被雷暴區域覆蓋,繞飛成本過高,或根本繞不開,那么航班只能返航或備降。

(來源:《中國氣象報》2019年5月8日三版  責任編輯:蘇杰西)



圖解 更多