飞机是人类最常用的交通工具之一,它可以让我们快速地穿越大洋和大陆,到达遥远的目的地。但是,飞机在空中飞行时,也会遇到各种各样的天气现象,其中最令人惊恐的就是雷雨天气。雷雨天气不仅会影响飞机的起降和航线,还会让飞机面临被闪电击中的危险。那么,如果闪电真的击中了你乘坐的飞机,会发生什么呢?为什么我们没有听说过飞机被闪击中后损毁的消息呢?

首先,我们要了解一下闪电是怎么形成的。闪电是一种自然界中常见的放电现象,它是由于云层内部或者云层与地面之间存在巨大的静电势差而产生的。当这种静电势差超过了空气的绝缘强度时,空气就会被击穿,形成一条导电通道,从而使得两端的电荷迅速平衡。这个过程就伴随着强烈的光和声效应,也就是我们看到和听到的闪电和雷声。

闪电有很多种类,根据放电发生的位置不同,可以分为云间闪电、云地闪电、云上闪电等。其中,云地闪电是最常见也最危险的一种,它是指从云层向地面放电的闪电。云地闪电可以进一步分为正闪和负闪,根据放电方向不同而命名。正闪是指从云层正极向地面负极放电的闪电,负闪则相反。正闪比负闪更强烈也更罕见,它通常发生在高层积雨云或者高积云中。

那么,飞机在空中飞行时,有多大的概率被闪电击中呢?根据统计数据显示,每年大约有2600万次闪电击中地球。而空中飞行的飞机自然也不能完全免受雷击。
虽然人们认为普通客机平均每年被都要遭遇一次雷击,但上一次因雷击造成的飞机失事还是在 1967 年。在这起灾难性事故中,闪电击中油箱发生巨大爆炸,机上81名乘客和机组人员无一幸免。
不过经常乘坐飞机的旅客也不用担心,现代飞机的设计旨在最大限度地减少雷击的影响,从而保护飞机及其乘客。

那么,现代飞机是如何防止或者减轻雷击造成的损害呢?主要有以下几个方面:
- 避开雷雨区域。这是最基本也最有效的方法。现代客机和机场空管上都装有气象雷达,领航员就可以精确地知道雷暴发生的位置,并协助飞行员随时了解天气情况,让飞行员有充分时间作好预防措施或远离雷暴云带。所以飞机遭受雷击的现象主要在起飞和降落阶段,因为这时飞机无法完全避开雷雨区域。

- 增强飞机的耐雷击能力。现代的飞机出厂前必须通过一系列严格的防雷电认证测试,确保它们不会被雷击损坏。飞机的尖端是雷电优先攻击的地方,尖端一般是飞机的天线以及翼尖。对于飞机暴露在外面的天线或其他突出的电子设备,雷击电流轻则烧蚀,重则击穿,所以设计时,相关有风险的设备均有保护电路可以重启,飞机尖端包括机身的特别重要的设备则采取多重冗余设计,坏了可以马上替代。同时工程师也把坏事变成好事,飞机也可利用尖端放电释放静电,在飞机的机翼、尾翼等尖端部分,都设置有粗针一样的结构,这就是放电刷。放电刷可以将飞行时与空气摩擦产生的静电释放到大气中,飞机本身不存在静电,就减小了受到雷击的可能。针对雷电电弧产生的结构损伤,结构设计上均有冗余设计,任何一点被损毁都不会造成整体结构失稳解体,可以坚持飞行一段时间直至落地。

- 利用法拉第笼原理屏蔽内部设备和乘客。这是最关键也最有效的方法。法拉第笼是由英国物理学家法拉第发明的一种装置,它是一个由导电材料制成的空心金属笼子,它可以使得内部不受外界电场或者电流的影响。当一个物体的外壳能够完整导电时,电流就只会从外部流过,不会影响其内部的任何物体和人。现代飞机的外壳一般由铝制成。铝在航空航天工程中具有多种优势。铝是一种极好的电导体,因此非常适合用于易受雷击的飞机。金属的飞机外壳就形成了法拉第笼,为内部设备和乘客提供屏蔽保护。当一道闪电击中飞机的外部时,电荷分布在金属外壳的飞机外部,电流会进入铝制外壳并通过外壳上的另一个点流出。大多数飞机飞行时会尽可能避开雷暴,但如果偶然被雷点击中,机上的每个人都可以放心,因为现代飞机被雷击一般不会造成严重致命损坏。闪电只是流过飞机的金属外壳。

- 防止雷击干扰电子系统和飞行仪表。这是最难也最重要的方法。雷击除了会对飞机的结构造成物理损伤外,还会产生强烈的电磁场和冲击波,这些都会对飞机上的电子系统和飞行仪表造成干扰或者损坏。为了防止这种现象,飞机各种线路仪器和电线,包括电源通讯及控制线,都加装有金属网保护,而所有重要部件都必须符合防雷击的规定。这进一步保护飞机免受雷击造成的潜在损坏。

从上面的内容我们可以看到,如果闪电击中了你乘坐的飞机,一般不会发生什么严重的后果,因为现代飞机已经具备了很强的防雷击能力。当然,这并不意味着我们可以忽视雷雨天气对飞行安全的影响,我们仍然应该尊重自然,遵守规则,避免不必要的风险。同时,我们也应该感谢那些为飞机设计和制造的工程师和技术人员,他们用智慧和创新为我们提供了安全和舒适的旅行体验。