炎炎夏日，一場豪雨無疑最令人心曠神怡，正所謂“長風(fēng)卷地驅(qū)炎暑，暴雨翻空送晚涼”嘛。然而，雨水不但給人帶來清涼，還常常伴有惱人的雷電。當(dāng)大氣中某部分的電荷及相應(yīng)的電場強(qiáng)度過大時，便會擊穿空氣形成雷電，它不僅威脅地面上的人類活動，也著實影響天上的飛行安全。

據(jù)統(tǒng)計，全世界每秒鐘會產(chǎn)生40至50次閃電，全年閃電發(fā)生次數(shù)可達(dá)14億次，一架固定航線的飛機(jī)平均每年都會遭遇一次雷擊。在飛機(jī)的各種空難事故中，源自氣象問題的空難約占一半，而其中雷電致災(zāi)的占比更是高達(dá)60%。

全球閃電分布（圖片來源：NASA）

雷電對飛機(jī)有何危害？

小伙伴們一定會感到奇怪：雷電通常發(fā)生于大氣對流層的積雨云中，而大型客機(jī)大多在平流層飛行，換句話說，即使發(fā)生雷電，也是位于飛機(jī)下方，為何仍會擊中飛機(jī)呢？沒錯，飛機(jī)在平流層巡航時確實十分安穩(wěn)，然而，飛機(jī)在起飛和降落階段總要穿越對流層，這時就難免與雷電狹路相逢了。飛機(jī)一旦被雷電“熱情擁抱”，常會造成嚴(yán)重的飛行事故。

雷電給飛機(jī)帶來的破壞，最直觀的表現(xiàn)就是燃燒、熔蝕和結(jié)構(gòu)變形。雷電電流在流經(jīng)飛機(jī)機(jī)身時，幾微秒內(nèi)即可傳送巨大能量，導(dǎo)致材料熔化或汽化，使部件損毀或扭曲，真正是“談笑間，檣櫓灰飛煙滅”。

如果燃油口存在易燃的油氣混合物，情況還會更加糟糕，此時極有可能發(fā)生點燃現(xiàn)象，倘若火苗不幸竄入油箱，將導(dǎo)致劇烈的燃油爆炸。1978年12月，美國一架C-130運輸機(jī)就曾因燃油箱遭到雷擊，引起爆炸而機(jī)毀人亡。

除了肉眼可見的損傷外，雷電往往還會在飛機(jī)周圍形成變化的磁場，在飛機(jī)內(nèi)部電路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流。我們知道，現(xiàn)代飛機(jī)中普遍配有飛行控制系統(tǒng)等先進(jìn)的電子電氣設(shè)備，而且為降低成本和重量，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中越來越多地采用復(fù)合材料。電子設(shè)備自不必說，它們對電磁環(huán)境十分敏感。雪上加霜的是，復(fù)合材料由于導(dǎo)電率比金屬低得多，不但能吸收更多能量，電磁屏蔽能力也極為有限，因而對雷電環(huán)境更加敏感。

正因為存在電磁效應(yīng)這只無形巨手，雷電能夠?qū)︼w機(jī)的電子電氣設(shè)備進(jìn)行干擾，嚴(yán)重威脅飛行安全。

雷電來襲，如何應(yīng)對？

面對雷電的辣手摧花，難道飛機(jī)只能坐以待斃嗎？當(dāng)然不是。

對抗雷電，最有效的方法就是：躲避。飛機(jī)上的氣象雷達(dá)可以實時勘測飛行環(huán)境，來自地面的氣象預(yù)報也能幫助飛行員獲知天氣信息，從而使飛機(jī)盡量遠(yuǎn)離雷雨嚴(yán)重的區(qū)域。不過，常在河邊走，難免不濕鞋，為保證飛機(jī)和機(jī)載設(shè)備的安全，還必須進(jìn)行防雷電設(shè)計。

在雷電防護(hù)設(shè)計中，油箱無疑是重中之重。為避免油箱燃燒爆炸，燃油系統(tǒng)都被安置于放電電弧直接附著概率很低的區(qū)域。油箱及其內(nèi)部可能帶電的部件，也都被設(shè)計為低阻抗通路。如此一來，雷電電流在通過時生成的熱量就不會過大，部件間隙之間也不易形成電火花。同理，飛機(jī)框架間，以及蒙皮與結(jié)構(gòu)間，也都被設(shè)計成低阻抗通路。這一應(yīng)對雷電的方法可以概括為一個字：導(dǎo)。

雷電電流流經(jīng)飛機(jī)油箱的路徑及可能引發(fā)故障的區(qū)域（圖片來源：NASA）

有小伙伴或許會疑惑：“導(dǎo)”電固然不錯，可電流仍存在于機(jī)身上，為何不直接將電放掉呢？別急，飛機(jī)設(shè)計師們早就想到了這一點。如今，在垂直安定面、翼尖等凸出飛機(jī)表面的位置都裝有放電刷，它們會瞬間將流經(jīng)的電流掃地出門，釋放到機(jī)身外。不過，放電刷主要針對的是飛行時的情形，當(dāng)飛機(jī)停放在地面時，就輪到避雷帶出馬了。避雷帶通過與地面相接，能夠?qū)⒗讚綦娏鲗?dǎo)入大地。

近年來，美國麻省理工學(xué)院的研究者們認(rèn)為，給飛機(jī)“充電”也可以降低其遭遇雷擊的風(fēng)險。研究發(fā)現(xiàn)，在遭遇雷擊前，帶電云層往往會首先使機(jī)身表面極化，導(dǎo)致飛機(jī)一側(cè)帶有更多正電荷，而另一側(cè)則帶有更多負(fù)電荷，進(jìn)而形成雙向電流。正是這股電流成了飛機(jī)引雷上身的罪魁禍?zhǔn)?。于是，研究者們反其道而行之，給飛機(jī)裝上一個充電系統(tǒng)，它能通過傳感器感知機(jī)身及周圍的電場，在電場達(dá)到雷擊臨界值前會及時充入反向電荷，從而將雙向電流扼殺在搖籃里。

最后必須要說的是，現(xiàn)代飛機(jī)防雷電技術(shù)已相當(dāng)完善，小伙伴們在乘坐飛機(jī)時，即使遇到雷擊，通常也只意味著強(qiáng)閃光和轟隆聲，不必過度擔(dān)心。