如果您在飛機上,突然聽到一聲巨響或看到窗外閃光,您的飛機可能剛剛遭受雷擊。發生這種情況時,飛行員應儘快降落,以便檢查飛機蒙皮、結構或電子裝置是否可能損壞。此規程對於安全至關重要,但可能會造成代價高昂的航班延誤和取消。最近的測試表明,或許與直覺相反,減少雷擊機會的最佳方法可能是向飛機外部新增電荷。
在飛行過程中,帶正電和負電的粒子(稱為離子)會在飛機表面部件上積聚,尤其是在鼻錐、尾翼和翼尖等尖銳部位。如果飛機在飛入大氣中帶電區域之前,表面形成了較大的電荷差異或極化,則離子更有可能沿著飛機流動,並與雲層形成電路,從而引發強大的放電現象——即閃電。麻省理工學院航空航天工程師卡門·格拉·加西亞 (Carmen Guerra-Garcia) 及其實驗室的研究生科林·帕萬 (Colin Pavan) 在 2018 年進行的計算機模擬揭示了一種可能的離子積聚解決方案:向飛機新增負電荷。
去年,格拉·加西亞和帕萬測試了一個帶有 10 米高電場發生器的模型飛機,並使其經受各種條件,測量電荷的積累和消散情況。1 月份發表在《地球物理研究雜誌:大氣》(Journal of Geophysical Research: Atmospheres) 上的資料證實,沿飛機的離子流(或“先導”)引發了雷擊,而對飛機進行負電荷充電有助於防止此類放電。該團隊正在研究將離子泵入飛機表面的裝置如何減少極化現象。
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挪威卑爾根大學的航空航天工程師帕夫洛·科奇金 (Pavlo Kochkin) 說:“給飛機充電聽起來很瘋狂,但是新增負電荷以防止正電荷積聚可能有助於阻止先導的形成。”科奇金沒有參與這項工作。 在他自己的研究中,他記錄了新飛機試飛期間的雷擊情況。 受麻省理工學院研究結果的啟發,他正在建立一個雷雨雲模擬器,該模擬器可以生成不同程度的帶電空氣和水蒸氣。 模型飛機可能會測試電荷發射器如何減少雷擊的可能性。
