【專業分類】飛行 【文章編號】2-2014-0317
這個夏季仿佛不那麼平凡，颱風、雷電伴隨著夏日悄然而至。近日，聽說某航又發生了雷擊，一個「又」字，可見雷擊在這個夏季有多頻繁。飛機曾被譽為雷電的「活靶子」，就目前科技手段，尚沒有一個很好的設備使飛機免受雷擊之殤。而雷擊對於飛機來說，到底有多危險？對於飛機而言，發生雷擊的概率有多大？飛機遇到雷擊，飛行員應該如何應對？雷擊之殤究竟該如何「化解」？本文結合實踐，試圖從以下9個方面來述說飛行員如何化解雷擊之殤。
1、雷電對於飛行的危害
2、飛機為什麼會遭遇雷擊？
3、飛機哪些部位容易遭受雷擊？
4、什麼時候飛機容易遭雷擊？
5、放電刷為什麼不能使飛機免受雷擊？
6、遭遇雷擊的概率是多大？
7、氣象雷達為什麼不能完全避免雷擊？
8、飛行員如何免受雷擊之殤？
一、雷電對於飛行的危害
雷電是航空飛行的主要天敵，輕者會干擾飛機通信導航，嚴重者不僅使飛機處境危險，在雷雨雲中或其附近飛行，會引起飛機強烈顛簸、積冰，甚至引起飛機失火引發空難等。據近20年來國外民航運輸機的飛行事故統計，因飛機進入雷暴區導致飛機失事佔氣象事故的1/6。
2005年10月23日，奈及利亞B737-200起飛後3分鐘墜毀，116人遇難。
最大的可能：起飛後閃電擊中右側機翼，空中爆炸。
另一起發生在2010年8月16日，哥倫比亞航空B737-700飛機著陸前墜毀，131人，1人死亡，多人重傷。
最大的可能：短五邊遭雷擊並遭遇微下擊爆流。
二、飛機為什麼會遭遇雷擊？
那我們首先看看雷擊的原理，雷電是由於大氣層充電放電產生的結果。當充電到足夠高時就會擊穿空氣絕緣體從而放電，引發雷擊。雷擊也常常被認為是靜電放電。靜電現象主要是在積雨雲（雷暴雲）中產生，但有時也會在暴風雪或天氣良好的情況下產生雷電。
我們知道，傳統飛機的結構是由導電材料製成的（鋁合金），由於雷擊的發展是由雲層到地面，飛機結構就提供了一個「短路」的導體，使飛機成了閃電路徑的一部分。一般意義上講，飛機遭遇雷擊至少有兩個雷擊點：一個進口，一個出口。飛機通常是水平上前進，所以進口通常在飛機的前部，出口在飛機的後部，往往從前向後會留下多個雷擊點。
理論研究和科學實驗證明，當雲中出現冰晶和過冷水滴互相碰撞，過冷水滴凍結以及大水滴分裂時，由於溫差電效應、凍結電效應和分裂電效應等作用，雲滴之間就會產生電荷交換，結果是小雲滴帶正電荷，大雲滴帶負電荷。雷雨雲中的上升氣流將小雲滴帶到雲的上部，而較大的雲滴則留在雲的中下部。所以，一個發展完整的雷暴雲，其上部是帶正電荷，中部帶負電荷，而下部的降水區常有一個帶正電荷的中心。
空氣是不良導體，它阻擋正負電荷的會合。當大氣中的電荷積累到一定程度，足以把雲內外的大氣層擊穿，於是在雲與地面或者雲的不同部位，以及雲塊之間就會發生電荷中和，並激發出耀眼的閃光，這就是常見的閃電。
事實上，在雷暴區高速運動的飛機加強了雲中大氣等電位面的畸變程度，從而出現了強電場，誘發了閃電的發生。
飛機摩擦起電：
當飛機通過雲、降水或塵埃密集區時，在凍結溫度附近，機體與雲滴、降水粒子（雪花、冰晶、雨滴）摩擦而各得符號相反的電荷，這就是摩擦起電。雲、降水或塵埃等粒子濃度越大，粒子帶電量越大；飛機飛行速度越快，有效撞擊面積越大，帶電量也就越大。另外，飛機在環境電場中飛行時，飛機的金屬表面也會因感應起電而帶電，環境電場強度越強，飛機帶電量也越大。
電暈放電：
電荷在飛機表面上的分布是不均勻的。飛機的尖銳、凸出部位電荷密度最大，與周圍空氣間的電位梯度也就特別大。就會在飛機的邊緣部分發生電暈放電形式的電擊穿，產生類似閃電的電火花，稱為電暈放電。當飛機夜間或白天在濃密的雲層中飛行時，就能看到電暈放電現象。電暈放電可持續若干秒，直到出現一個強烈的放電，發生打閃和爆炸聲，靜電幹擾和電暈也就宣告結束。
誘發閃電：在電場強度不夠大的雲體，一般不足以產生閃電。但是，如果雲層厚密，電場強度分布又不均勻，在雲的某些部位的電場強度就可能接近產生閃電的臨界值。當飛機進入這種強電場時，電場強度會驟然增大，尤其在飛機突出部位（翼尖、空速管、天線等）電位梯度較大，可能誘發閃電，最初的電擊穿最可能在這些部位發生。誘發閃電都會擊中飛機，使飛機遭受損壞。
此外，有些時候飛機遭雷擊很蹊蹺，即使穿過很淡的一塊雲但也會被雷擊，權威解釋與大氣的純淨程度有很大關係，當空氣髒、灰塵大，靜電積累多，電荷難以釋放，飛機也可能容易遭雷擊。
三、哪些部位容易遭受雷擊？
飛機易損部位：
黑色區域-電流的入口和出口，最可能遭受雷擊損壞的部位。
綠色陰影-電流的通過部位，可能受損。
白色區域-受損可能性最低。
飛機遭雷擊幾乎都在突出的部位：雷達罩、機身前端、發動機吊艙、機翼翼尖小翼、水平安定面和方向舵尖部、機翼機身整流罩、各種天線等
四、什麼時候飛機容易遭雷擊？
經驗表明，飛機在雲中，高度在10000ft到15000ft，在小雨和中度顛簸中和在0℃等溫線附近，在雷暴雲體之間或雷暴四周容易遭到雷擊。
-飛機在濃積雲、積雨雲附近；
-飛機在降水中；
-大氣溫度在0℃附近；
-飛機在雲中伴有中度顛簸；
-飛機高度在10000ft-15000ft之間；
-飛機在爬升和下降過程中。
飛機處於上述區域，可能會成為雷擊中的一個導體。當飛機接近帶電中心時，從雲中出來的發展中的「先導」能使飛機受到感應而產生「閃流」。當飛機與雲層的「先導」連通時，電荷便流過飛機，當「先導」與地面的「閃流」接通時，便形成回擊柱。回擊帶有巨大的響聲和高達20萬安培以上的電流是造成飛機損傷的主要因素。
五、放電刷為什麼不能使飛機免受雷擊？
放電刷是安裝在飛機表面外型尖端部分，放電刷的阻抗應該比較大才正常（一般不大於25-50兆），尾端部有一個金屬針用於放電；由於空氣和其它雜質的摩擦，在機身上將產生靜電電荷，通常電荷均勻分布在機身表面，但大氣層也是一個電磁場，由於電磁場的作用，導致這些電荷集中到飛機外表比較尖頂、薄等邊緣區域，如果沒有放電刷的作用，在電荷積累到一定能量時將導致空氣或雲層水分子之間的擊穿放電，也就是我們說的閃電現象。我們知道飛機外殼的鋁合金是一種良好導體。當飛機遭遇雷擊，電流會經由鋁合金外殼擴散，一般不會對飛機構成嚴重影響。由於放電刷頂端還裝了一個很小的金屬針，帶電電荷都集中到放電刷的頂端的金屬針頭上，如果飛行時飛機與空氣摩擦產生的靜電不斷積累，飛機的放電刷就難以釋放了。此時就非常容易導致與空氣或雲層中水分子之間的擊穿放電，引起局部非常小能量的「雷擊」效應（所謂的尖端放電）；大家可能知道人在平原地帶和山頂上比較容易遭雷擊，其原理是一樣的。此時就可能會產生我們通常說的雷擊點了。
雷擊並非不可避免，也遠非那麼可怕，只要我們平時加強學習，不斷熟練掌握危險天氣的判斷，雷達的使用；飛行前，認真準備，加強對天氣預報和實況的研究，提前做好預想預防，心中有數；飛行中遵章守紀，謹小慎微，時刻牢記使命和安全，堅持「八該一反對」，發現不良天氣，按照規定打開雷達，及時規避，就能遠離雷擊之殤，化險為夷。那麼，有哪些手段和措施可以讓我們遠離雷擊之殤？飛行中我們究竟該如何應對？請看軒轅機長《雷擊之殤（二）》。（本文參考了劉志敏教員的部分內容，在此向劉教員表示感謝。）
（註：本文為作者原創，未經授權任何單位不得轉載，否則將追究法律責任。）
作者簡介：
軒轅言民，男，1970年2月出生，山東濟寧人，為軒轅氏山東分支第26世。中共黨員，大學本科學歷，曾飛過初教六、轟五、運七，B737，現為A320機長。創辦微信公眾號「指尖炫動，飛行無憂」（微信號：fxwy16）。