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人生任何阶段，任何场合都要“避雷”，航空器也是。
航空器除了“避雷”还要“防静电”。
航空器无论在飞行过程中还是地面，都面临着各种自然环境的挑战，其中雷击和静电累积是不可忽视的风险。在某些恶劣的气象条件下，航空器都有可能被闪电击中，或者由于摩擦和环境因素导致机身累积静电。
这些现象对飞机的安全和运行可能带来一定的危害，因此航空器在设计、维护和操作过程中，必须采取一系列规避和防护措施来应对这些风险。 本文从事故案例入手，分析雷击和静电累积诱因以及带来的危害，并介绍规避这些风险的方法。
事故案例
EVENT CASES
先看一些航空器遭遇雷击以及机身静电累积造成的危害事件案例。
1. 1950年TWA航班800雷击事故
1950年，一架TWA航班在飞行过程中遭遇雷击，引发了燃油箱爆炸，导致飞机在空中解体。
这起事故促使航空业对燃油箱防雷措施进行了重新设计，燃油系统中加入了防火材料和防爆措施，大大减少了类似事件的发生。
2. 2011年达美航空静电火灾事件
2011年，一架达美航空的飞机在地面加油时，机身累积的静电未能及时释放，导致在加油口附近产生静电火花，引发了火灾。幸运的是，地勤人员及时扑灭火源，未造成人员伤亡。这起事故促使航空公司加强了加油操作中的接地措施，确保静电能够有效释放。
3. 紧急返航！飞上海客机遭遇雷击
2024年9月24日北欧航空一架飞往A350客机在飞行途中遭遇雷击，航班安全返航。
北欧航空SK997航班自哥本哈根飞往上海浦东，飞机起飞时机场周边有雷暴活动。据悉，该飞机爬升至35000英尺保持巡航时遭遇了雷击。机组随即联系空管并要求返航。在起飞90分钟后该航班重新返回到哥本哈根机场。
一名旅客称，飞机起飞后不久，左侧窗户外出现巨大声响和亮光。机长宣布飞机遭遇了雷击，但所有系统正常。随后不久机组宣布飞机将返回哥本哈根机场。
一、"雷击"对航空器的危害
HAZARD OF LIGHTNING
1. 结构性损伤
雷击最直接的危害是对飞机结构的损伤。
虽然现代飞机多采用金属材料制造，能够一定程度上起到“法拉第笼”的作用，将电流导向机体外部，但强大的电流仍可能在某些部位引发局部熔化或烧毁。
注意：飞机的尖端部分如机头、机翼尖、垂尾尖等部位，通常是雷击最容易发生的地方。
雷击还可能沿着飞机的金属框架传导，造成机身表面出现小孔、裂纹等物理损伤，尤其在机身表面的铆钉或接缝处。
2. 电子设备失效
现代航空器配备了大量的电子设备和复杂的飞行控制系统，而这些系统对电磁干扰非常敏感。
雷击过程中产生的强大电流和电磁脉冲（EMP）可能通过飞机的电气系统传播，导致仪表设备、通信设备、导航系统等短路或失效。
如果飞行员在关键时刻失去对这些系统的控制，可能会导致飞行事故。
注意：机上的自动驾驶仪或空速仪失效，会让飞行员失去对飞行数据的掌握，增加操作难度。
3. 燃油系统的风险
飞机的燃油系统，尤其是机翼内的燃油箱，也存在因雷击引发爆炸或火灾的风险。如果雷电通过机翼表面的金属传导，电流可能在燃油箱的接缝处产生火花。这种火花有引燃燃油蒸气的风险，特别是在燃油箱密封不严或者燃油系统老化的情况下。
虽然现代飞机的燃油箱设计都经过特殊处理，减少了这种风险，但历史上仍有由于雷击引发的燃油箱爆炸事故。
4. 人员安全
雷击可能不仅对飞机结构和系统产生影响，还可能危及机组人员和乘客的安全。
二、"静电累积"的危害
HAZARD OF STATIC ELECTRICITY
上图所示为起飞前机体除静电操作。
静电累积通常是在飞机与空气摩擦、起降过程或在风沙环境中飞行时产生的。由于机身材料和摩擦，静电荷会在飞机表面累积，特别是在非金属材料（如复合材料）上更为明显。
这种静电的累积如果不及时释放，可能带来以下危害：
通信干扰
静电荷的累积会产生电场，对飞机的通信系统造成干扰。尤其是在高频无线电通信中，静电会产生噪声，影响飞行员与地面控制的联系。
在恶劣天气条件下，如果通信受阻，会增加飞行的危险性。
操作设备失灵
静电放电现象（ESD）会导致飞机上的电子设备失灵或短路。尤其是现代飞机依赖的电子飞行控制系统（EFCS），对静电放电非常敏感。
一旦这些系统失效，飞行员可能无法通过正常途径控制飞机，可能导致危险的飞行状态。
燃油系统的火灾风险
与雷击类似，静电累积也可能导致火花的产生，进而引发燃油蒸气爆炸的风险。
如果飞机在着陆后进行加油操作，而静电未得到妥善释放，静电放电可能会点燃加油口附近的燃油蒸气，造成严重火灾。
三、规避和防护措施
AVOIDANCE MEASURES
可以看到的是，遭遇雷击和机身静电累积对于机体或者人员的伤害是类似的。
为了避免雷击和静电累积带来的风险，航空器通常会采取多种措施。这些措施包括飞机设计时的防护技术、飞行过程中的规避策略以及地面操作中的安全措施。
1. 雷击防护措施
机体设计优化：
飞机的外部通常由金属材料制成，能有效分散雷电流，并将其导入大气中。
此外，飞机上的复合材料结构部分也会通过嵌入金属网格来提高导电性。
关键部位如雷达罩、机翼尖、尾翼尖等容易被雷击的地方会特别加强保护，例如增加导电材料或装设避雷针。
航空器“整体设计”，可以避免各部位之间形成电势差，在遭遇意外雷击后，可以避免形成穿孔烧蚀等情况。
电气系统屏蔽：
飞机的电子设备和线路会采取屏蔽措施，以防止雷电引发的电磁脉冲对设备造成干扰。
通过使用屏蔽线缆、金属外壳，以及在电气系统中安装浪涌保护装置，可以大大降低雷电对电子设备的影响。
燃油系统防护：
现代飞机的燃油箱内部会加装防火板或特殊涂层，以避免雷击引发的火花点燃燃油蒸气。
此外，燃油系统中的管道和接口处也会通过防静电措施来降低静电累积的风险。
飞行员训练：
飞行员在飞行中可能会遇到雷雨云和强对流天气。
航空公司通常会给飞行员提供关于雷电风险的培训，要求他们在雷暴活动频繁的区域中绕飞雷雨云层，尽量避免进入可能遭受雷击的空域。
飞行员需要熟练使用机载设备，如气象雷达等；熟知航路、云图等相关使用知识。
参考阅读：
2. 静电防护措施
静电释放装置：
飞机表面会装设静电放电刷（static dischargers），通常安装在机翼、尾翼的边缘处。
这些装置能够有效地将静电荷释放到大气中，防止静电积聚到危险水平。
地面操作规范：
飞机在地面加油或维护操作时，操作人员需要采取静电释放措施，如将飞机与地面接地装置连接，以防止静电放电产生火花。
注：“三接地”是执照考题。
此外，操作人员在加油过程中要避免使用不导电的材料，确保设备接地良好。
材料选择和维护：
对于复合材料机体，尤其是现代飞机越来越多使用的碳纤维复合材料，设计中会嵌入金属纤维，以提高材料的导电性。
同时，定期检查和维护这些复合材料的完整性，以防止由于材料老化或破损导致静电无法有效释放。
结语
END
雷击和静电对航空器的威胁不容忽视。现代航空器通过设计改进和增加防护措施，已经具备了较强的抗雷电和防静电累积能力。
尽管如此，这并不意味着风险完全消失。航空公司和制造商需要持续改进技术，严格执行操作规范，以确保飞行安全。
航空运营人通过学习分析历史事故和经验教训，能够更好地应对这些自然现象带来的挑战，制定相应的操作规范。
飞行员应该善于使用机载设备和预先制定好飞行路线，来规避潜在的雷击风险。
当航空器遭遇雷击后，地面维护人员需要进行相应检查，在航空器维护手册的非例行检查中，会有专门章节说明雷击后维护程序；严格遵守三接地等除静电地面程序，最大化减少静电累积风险。
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