不知道是哪個地方的方言,說的是「莫裝X,裝X遭雷劈」,這句話講出來有不文明之嫌,並且也惡毒了點,但卻大白話了一個語重心長的大道理:「做人要低調」。
雷劈在咱中國人的傳統思維中,八成是做過什麼不好的事情而遭受的報應,並且這種報應大概率是要命的。所以如果某人指著天說什麼什麼「天打五雷轟」,這已經算是毒誓了。
做人要低調啊!
雷劈,又稱雷擊,也就是閃電打擊。由於閃電攜帶著極高的能量,碰到它的生物基本上非死即傷,後果嚴重。如果你聽說某人遭到了雷擊,請別調侃他什麼時間裝過X,或者發過的毒誓應驗了,那只是因為他沒有學習足夠的防護知識,安全意識淡薄釀成悲劇。
但有些人卻無法逃脫被雷劈的命運,比如說飛行員和空姐,還有經常乘坐飛機旅行的乘客們。常在河邊走,哪有不溼鞋,飛機坐得多了,也難避免遭雷劈。
飛機平均每年會被電擊一次
據航空專家們說,平均每架民用航班每年要遭到一次雷擊事件,這個概率已經不低了。
看樣子是不怕的,世界上有那麼多飛機,到現在為止你極少有聽說哪架飛機是被雷劈下來的。之前俄羅斯航空公司SSJ100飛機報告遭到雷擊,它也是飛行員在迫降時動作太猛,起落架折斷導致飛機損毀,雷擊可能只是損壞了飛機上的一些電子設備。
最近一次由於雷擊而導致大規模機毀人亡的事件發生於1963年,一架波音707客機在美國馬裡蘭州被閃電擊中,飛機油箱爆炸導致81人喪生。自那以後的幾十年間,全球總共只發生過不到30起雷擊造成的傷害事件,其中大部分是直升機和小型民用飛機,只有4起事故造成死亡,共死亡11人。
荷蘭航空飛機起飛遭雷擊後繼續飛往秘魯
如此看來,飛機應該是不怕雷擊的。
飛機常年在天上飛,大多數時候它還不能挑天氣,說今天下雨我不飛了,即便是一年被閃電打一次,這概率也不算低,為什麼閃電就不能損害飛機呢?
現代飛機採用金屬框架,機身表面的蒙皮大多為各種鋁合金,鋁是很好的導電材料。由於機身表面的材料導電性能好,電阻極低,因此電流在飛機表面暢通無阻。閃電從一端進入飛機,瞬間就從另一端釋放出去了。
飛機蒙皮大多是導電的鋁合金
你可能會問了,飛機表面導電,閃電打到上面不是更危險?
實際上,閃電對飛機構成的潛在威脅,首先是熱,其次是感應電流。學過物理的朋友都明白,當電流通過導體時,導體的電阻越大,它產生的熱能就越高。飛機鋁金屬外殼的比導電率達14,因此當閃電電流流過飛機蒙皮時,它並不會產生很高的熱量。
碳是電的良導體,現代新型飛機大量採用碳纖維,是不是說它的導電性也很好呢?飛機表面碳纖維材料的全稱其實是碳纖維增強環氧複合材料(CFRP),它比鋁合金輕7倍,強度高5倍,因此更受歡迎。但是CFRP的導電性很差,需要在製作的過程中夾一層鋁或銅的導電絲網。對於複合材料蒙皮的飛機,它從頭到尾都被純度極高的金屬絲網和防雷銅片包裹起來,並且這些金屬網之間有導線可靠連通,以確保高達200kA的電流不受阻礙。
碳纖維蒙皮下面覆蓋著導電的金屬網
但飛機上有些地方不能包裹金屬,比如一些通訊天線和機頭部位的雷達,否則電磁波無法穿透。飛機前方的雷達罩是用玻璃纖維做的,這裡也恰恰是遭雷擊最多的地方。
為了保護雷達和重要的天線不被雷擊損壞,設計人員在雷達罩上埋設了一些金屬線,將這些金屬線與機身相連接,當閃電擊中飛機前端時,電流就可以穿過機身再從後面釋放出去了。
馬爾他A320天線罩於2013年12月13日遭雷擊
到現在為止,還沒有聽說有哪個人在飛機裡邊觸電身亡。這得益於一個基本的物理現象:法拉第籠。
簡單地說,當導電材料組成一個連續的覆蓋層時,外邊的電磁場就不能穿透到裡邊去。許多地方的科學館裡都有這樣一個實驗裝置:一個大鐵籠子,裡邊站著人,當用強大的靜電去接近鐵籠時,電流會擊穿空氣發出藍色的光和滋滋聲打到籠子上,而裡邊的人卻安然無恙,他不會觸電。這個裝置就是法拉第籠。
法拉第籠演示
飛機的表面包裹著金屬網,它實際上就是一個很棒的法拉第籠,閃電的電流只會穿過它的外表面重新釋放到空氣中,它並不會在內部產生感應電流,因而飛機內部的人員和靈敏的電子設備得到了很好的保護。
電流會從飛機表面流過
除了全機身電磁屏蔽、在油箱管路以及電子設備周邊強化電磁防護之外,民航飛機的機翼後面和翼梢還安裝了一些電刷,它們可以用來釋放機身與空氣摩擦而產生的靜電,同時也有利於閃電電流更快地釋放到空氣中。
機翼上的「針」狀放電裝置
總體而言,即使我們坐飛機遭遇閃電,飛機的安全是有保證的。
那為什麼飛行員會儘量避免飛到雷雨雲裡去,有許多航班因為航路上有雷暴而晚點呢?
如果你關注航空方面的信息,有可能會注意到許多飛機遭到雷擊的照片和視頻,其中有些是假的:
CRJ-200的這個洞與雷擊無關
上圖經常被有些人解釋成飛機遭雷劈的結果,實際上這架龐巴迪宇航CRJ-200飛機是在地面做飛行前檢查的過程中,駕駛艙發生火災,飛機蒙皮被燒穿後的情況。它與閃電毫無關係。
但美軍一架C-5銀河運輸機就在機場上遭受雷擊,水平尾翼被打壞,輪胎爆了4個,不得不進行修理。類似民航飛機在機場地面遭雷劈的事件數不勝數,也多多少少造成了一些損害。
一架客機在停機坪遭到雷擊
為了確保安全,將可能的傷害降到最低,飛行員通常會儘量避開雷暴區域,防止遭到雷擊。
客機在經過積雨雲時遭遇雷擊
所以,總的來說,乘坐飛機出行還是比較安全的。