飛機被雷劈是一種什麼體驗?為什麼F35名叫「閃電」卻不防雷擊

2020-12-06 艦載武器雜誌

3月5日美國加州南部遭遇強雷暴天氣襲擊,5小時內劈下2200次雷擊,其中一道擊中了達美航空的一架波音737-800客機。機長在遭遇雷擊後立即返航緊急降落,機上乘客無一受傷。

這次雷擊事件不僅讓人想起去年12月28日科威特空軍一架F/A-18「大黃蜂」戰鬥機被雷劈的視頻,當時這架戰鬥機正在9100米高空飛行,突然被雷電擊中座艙蓋,鏡頭顯示飛行員在突然遭遇雷擊之後震驚了好一會兒才緩過勁來,想起了我是誰,我在哪,我在幹什麼?好消息是這架F-18最後安全降落,雷擊只在座艙蓋玻璃上留下一道痕跡。

在飛行中遭遇雷擊,無論對於軍用還是民用飛機來說都是非常罕見的事件,一般來說如果飛機每天都例行飛上7小時,那麼在一年之內大概只會在飛行中遭遇一次雷擊。

即使遭遇這種小概率的雷擊事件,客機和戰鬥機飛行員也不必過多擔心,因為戰鬥機在研製過程中都經過了完善的防雷擊測試。飛機在遭遇雷擊時,其防雷設計必須能夠承受雷擊而不會出現明顯的機身損壞,並且不會意外引燃油箱的燃料,此外機上航電設備和系統也不會因閃電電荷產生的電磁場而引發故障。

飛機表面的金屬蒙皮能形成一個完整的法拉第籠,對外部靜電場起到屏蔽和阻擋作用,雷擊注入的電荷會重新分布在法拉第籠的容器材料上最後從放電刷釋放到大氣中,不會影響籠內部的飛行員、燃油和武器。

但凡事存在例外,通用動力公司的F-16「戰隼」輕型戰鬥機在上世紀80年代剛開始服役時,就曾發生過因防雷性能不過關而被雷劈掉的事故。一架F-16遭遇雷擊時其機腹空副油箱內的燃油蒸汽被引燃爆炸,飛機最後因為液壓系統被炸壞而墜毀。最後通用動力通過向副油箱填充惰性氣體解決了F-16的防雷缺陷。2017年美國空軍一架B-52在飛行中遭遇雷擊,垂尾蒙皮被打出一個大洞,最後更換了整個垂尾才把飛機修好。

F-35可能是目前唯一一種不防雷擊的戰鬥機,與該機的綽號「閃電II」完全相反。由於該機在製造中大量採用複合材料,所以失去了傳統金屬機身在遭遇雷擊時的法拉第籠保護效應,如果該機停放在地面遭遇雷擊,內部油箱起火爆炸的危險性成倍增加。

F-35在飛行時,機身油箱始終會被機載惰性氣體製造系統(OBIGGS)產生的氮氣填充,完全消除了油箱燃油蒸汽被引爆的風險。但是在地面發動機停止工作後,OBIGGS就不會為油箱補充氮氣,此時萬一被閃電擊中,後果不堪設想。

F-35的製造商洛馬公司在這個問題上也沒有很好解決方案,建議要麼是依靠地勤手動為F-35油箱定時補充氮氣,要麼在雷暴天氣襲擊機場之前,把F-35拖入機庫躲避,或者在飛機旁邊豎起一根臨時避雷針。隨著軍用和民用飛機複合材料使用比例的逐年增加,如何有效防雷也成為令設計師頭疼的問題。

作者:阿姆斯壯

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