如何躲避飞行中的雷击?研究表明,充电飞机会降低遭受雷击的风险

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航空专家估计,世界上每一架商用飞机都至少每年遭受一次雷击。大约90%的雷击可能是由飞机本身触发的:在雷暴环境中,飞机的导电外部可以充当避雷针引发雷击,这可能会损坏飞机的外部结构并危及其机载电子设备。

在这种不稳定的情况下,研究人员建议暂时将飞机降至负值以抑制更高电荷的正极端,从而防止该端达到临界水平并发起雷击。 研究人员通过建模表明,至少在概念上这种方法是可行的。

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麻省理工学院团队首先开发了一种由飞机触发的雷击的简单模型。当一架飞机飞过雷暴或其他带电环境时,飞机外部开始极化,形成高导电等离子体通道,从飞机的两端流出,最终流向相反带电的地区大气。

研究团队设想为飞机配备一个自动化控制系统,该系统由安装有小型电源的传感器和执行器组成。传感器将监测周围电场中可能形成引线的迹象,响应于此,致动器将发出电流以适当的方向对飞机充电。研究人员说,这种充电需要比标准灯泡更低的功率。

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其实闪电本身对飞机内的乘客造成的危害很小,因为飞机的机舱与外部电气活动绝缘良好。在大多数情况下,乘客只能看到明亮的闪光或听到巨大的爆炸声。尽管如此,一架遭雷击击中的飞机往往需要后续检查和安全检查,可能会延误下一次飞行。如果飞机有物理损坏,它可能会报废。

更重要的是,与其较老的全金属同类产品相比,部分由非金属复合结构(如碳纤维)制造的新型飞机可能更容易受到与雷电相关的损坏。这是因为电荷可能积累在导电性差的面板上,并可能导致面板与面板之间的潜在差异,这可能会导致面板的某些区域发生火花。标准的保护措施是用轻金属网覆盖飞机外部。

现代飞机大约有50%的复合材料,而且对于复合材料和金属飞机,复合材料修理费用要高得多。这就是雷击研究现在蓬勃发展的原因。