温故知新 法航447航班是被雷电击中而失事的吗？

  本文写于13年前，即法航447出事的2009年6月1日之后。 2022年10月10日巴黎法庭开审，检方以“过失杀人”指控空客公司和法航。起诉文件依据事故调查的结论为：机身外部的空速管因结冰失灵，致使飞机无法判断航速和高度；无人驾驶系统出现故障，致使切换手动驾驶也回天乏术；故障出现时，机长正在轮休，副机长缺乏应对经验。 看到此空难的开庭报道，翻看旧文。说的一点都不错。自豪而不骄傲。 关象石 注于2022年10月13日 星期四

  北京时间2009年6月1日上午10时许，编号为AF447的法航空客A330-200客机在飞离巴西里约热内卢4小时后，忽然从位于佛德角群岛地面空管雷达荧屏上消失。到目前为止已搜寻到41名遇难者的遗体和一些飞机残骸，估计机上228人均已罹难。这一空难震惊了世界，法国总统萨克齐看望了失踪者家属，并称这是法航70年历史上“最严重的灾难”。巴西总统卢拉下令全国为法航失踪人员哀悼三日。

  关于发生空难的原因，法航发言人弗·布劳斯在最初的讲话中暗示客机可能是被雷击中了。这一假设引起世界各地航空专家、气象学者的评议，也同时提出了过度减速致引擎熄火说、飞行区为“黑暗的锅炉”说、空中撞机说、可疑白光说、航速测量仪未按时换说种种。作者觉得，在客机残骸和“黑匣子”等证据不齐的情况下，难于肯定也很难排除任何客机失事原因的假设。在此，只对雷击说做一分析。

  在气象学上，把发生在雷云（一般为浓积云或积雨云）内部不同位置的正负极性电荷团之间的放电现象定义为云内闪，将两相邻雷云之间的正负极性电荷团之间的放电现象定义为云际闪，这两种雷闪统称为云闪。雷云对大地的放电现象定义为地闪，又称云地闪或直击雷。因为正负电荷团之间的距离可能很远或较近，因此雷闪的电压值和电流值也会很大或较小。正常的情况下，发生在云地之间的地闪的电压值和电流值远大于云闪。全球观测统计数据说明，目前地闪的最大值可达到460kA，经常发生的地闪多为30~50kA，云闪则偏低得多。因此，飞行在空中的飞机常常遭受云闪，一般只会在机壳上击出一些焦痕，而不会因机壳被击穿发生意外事故。法国航空航天研究院对民航飞行统计说明，每1000小时就会有一次客机遭闪电击中。援引航空安全统计数据说，像空客A330这种大型客机大约平均3年遭雷电击中一次，而执行近距离飞行任务的客机，因飞行高度相比来说较低，遭雷击的几率较高，大约平均一年被击中一次。1965到1966两年间，美国联邦航空局收到大约1000起飞机遭雷击的报告，却未发生一起客机被雷击坠落的事故。究其原因，主要是云闪的强度小，加上飞机机壳为两层较厚的金属铝板，其间为保温材料，正常情况下不会被云闪击穿。2008年12月7日，原中国航空工业规划设计研究院王厚余研究员在“第七届中国国际防雷论坛”上发言指出，飞机在飞行中，只要不是击中油箱引起爆炸，飞机一般都是安全的，而现在客机设计制造时均会考虑油箱的保护，并且要按有关标准如HB6129《飞机雷电防护要求及试验方法》进行严格的试验。王老师发言后，笔者2向主持人张义军研究员提出发言请求，以笔者2008年5月28日乘国航CA1431航班波音737-800在昆明巫家坝机场降落前二分钟客机遭雷击却安然无恙的亲身经历验证王老师的观点。当日笔者1乘另一航班提前约10分钟到达巫家坝机场，其乘坐的飞机也在机场上空盘旋了20分钟才降落，但未遭受雷击。同样的例子还有许多，2005年4月27日下午，时任英国首相的布莱尔专机即将在伦敦机场降落时，专机的右翼被雷击中。在耀眼的亮光和巨响中，飞机在云层中急剧降落。随行的《》女记者玛丽安·塞哈特在过度惊吓中揪住布莱尔的胳臂惊叫起来，而布莱尔却镇定自若，安慰女记者说“请放心，我们的运气不会这么差的”，一时传为美谈。笔者猜测，除了大政治家的气度外，大概布莱尔也具备一些航空安全常识吧！

  然而，早期的客机和在降落瞬间遭受地闪的客机就没这么幸运了。1962年，泛美世界航空公司的一架波音707型客机的油箱被雷击中，导致客机在空中爆炸。2005年8月3日北京时间凌晨4时许，一架法航358号航班的空客A340型客机在加拿大多伦多皮尔逊机场降落的瞬间遭到地闪，机上乘客和机场人员都看到了一道闪电击在机身上，客机在暴风雨

  中滑出跑道，机身断裂，两次爆炸，所幸营救及时，机上309人中只有22人受轻伤。

  在雷击说中有一种假设，虽然客机飞行高度为10670米，但在热带海洋上空积雨云的顶部高度可达15240米。因此，客机上的电子系统可能在穿过雷暴区域时出现故障。其依据是客机多次发回的自动信息“正在黑暗的、充满雷电的云层中穿行”、“自动导航系统失效、平衡控制管理系统损坏”、“速度仪失效、海拔仪失效、方向仪失效”、“电力中断、机舱失压”……。

  在防雷技术工程界，常说要防“感应雷”，这是一种不准确的提法。在国际电工委员会（IEC）标准中将直击雷发生时雷电流沿金属物（含电线、信号线）侵入低压电气系统和电子系统的效应称为雷电波侵入；将雷电空中磁场对电气系统和电子系统的磁感应效应称为雷电感应，两者可合并称为雷击电磁脉冲（LEMP）。LEMP是在电子时代的一大公害，完全有可能破坏或干扰地面或空中的电气系统和电子系统的正常工作。在IEC标准中，为防内部系统（电气和电子系统）受LEMP干扰，常采用屏蔽、等电位连接及安装电涌保护器（SPD）的技术措施。飞机和汽车是由金属材料制造成，有很好的屏蔽作用，但是玻璃窗却是一个屏蔽体上的孔洞，有时也会透过雷电磁场。特别是汽车的玻璃占的比例较大，受LEMP干扰的机会较多，前几年深圳市便发生一起因LEMP致使一辆小客车控制管理系统失灵的事故。

  近年来，在防雷界有这么一种误解：防雷必须接地，接地装置的接地电阻值越低则防雷效果越好，因此不惜成本追求低接地电阻值。那么，飞机需防雷是如何接地的呢？王厚余老师在其著作中解释道：飞机起飞后脱离了大地，飞机设计中将电气装置的某一点与机身相连接实现了等电位联结，也实现了接地。接地不仅仅限于接大地，与代替大地的较大的金属导体，如飞机的金属机身相连接也是接地，且接地效果较好，因此飞机上电气装置、包括工作频率很高的信息技术设备，就其安全性和功能而言，其接地效果优于接大地的电气装置。笔者参加IEC防雷标准的起草过程中也深刻地认识到：高电压并不可怕，可怕的是由于缺乏等电位连接而产生的危险的电位差。目前，所有的飞机上的内部系统均与金属机身相连的机内金属框架相连，设备正常情况下不会因高电位而损坏，机上的乘客也不会因接触雷电的高电压而触电。正所谓“不怕电压高，就怕电位差”。2004年底，国泰一客机在风雪中降落日本札幌机场时（日本冬季的正极性闪击以强度大和频繁出现而闻名于世），机头的雷达罩被闪电击中，但机长表示，除了雷击的声响外，驾驶舱内的电子仪器并没有一点反常状况，机舱之内更没有受到任何影响。

  美国媒体6月6日报道，法航447航班遇难的当天，至少有12架民航客机在相近时间段经过同一片空域，然而这些分属于西班牙、英国和巴西航空公司的客机在飞行中均无异常。CNN援引一些航空专家的看法：447航班失事原因可能出在这架A330客机本身上，恶劣的气象条件只是让情况变得更复杂。看来，要线航班的失事原因之谜，只能期待于搜寻到更多证据及关键的“黑匣子”。正如法国负责交通事务的国务秘书多米尼克·比瑟罗所言：截止目前，我们还一无所知。所以我们既不能肯定某种假设，也不能排除任何假设。

  1964年9月26日，美国一架波音727客机在芝加哥机场上空盘旋，听候地面空管降落指令过程中，在20分钟内5次遭到雷击，但未发生事故。

  1975年夏，我国民航专机组的三叉戟飞机在执行为缅甸总统奈温从北京飞哈尔滨的专机任务时，在即将降落时遭到雷击。在一声巨响中，三名女乘务员被抛起来。降落后发现机头白了一块，30多个铆钉被击松了。

  1978年12月，美国一架C-130运输机在穿过雷云时遭雷击，油箱起火爆炸，造成机毁人亡。

  1987年1月，时任美国国防部长的温伯格的座机准备在华盛顿附近的空军基地降落前遭到雷击，十几公斤重的天线罩（非金属物）被击落，最后飞机平安降落。

  1988年9月9日，一架越南民航客机在泰国廊曼机场准备降落时遭到雷击，造成73人死亡，2人失踪的惨案。

  1992年12月21日，荷兰一架客机在葡萄牙法鲁机场降落时，忽遭雷击迫降，机上52人丧生，250多人受伤。

  1996年2月6日，一架波音757型客机在多米尼加北部加勒比海海域上空失事，机上176名德国乘客和13名机组人员无一生还。分析为疑似雷击灾害。

  1997年5月8日晚，深圳黄田机场（现更名为宝安机场）大雨滂沱、雷声阵阵。一架编号CZ3456的波音737型客机在第二次迫降中断为三截，机上74人中有35人遇难。此次空难疑与雷雨天气有关。

  1999年6月7日晚，国航CA916航班的一架空客340型客机在北京上空遭遇雷击，机上报警信号系统发生故障，使驾驶员一时无法正确判断起落架是否处于正常状态，只能低飞通场靠地面人员做出判断后，有惊无险安全降落。之后在机身上发现了雷击点。

  2004年6月30日，一架军用歼七在训练返程中因遇雷雨出现故障。飞行员被迫跳伞。飞机坠毁时造成地面人员一死一伤。

  2006年4月8日一架航班号为MU2518的波音737-300型客机在武汉天河机场降落过程中，突遭雷击，起落架舱周边出现了四个雷击点，机身剧烈摇晃，但仍安全降落。

  2006年5月13日美国参议员爱德华·肯尼迪（前总统肯尼迪的弟弟）乘坐的8座小型飞机在飞行途中遭到雷击，机上电子设备失灵，飞行员被迫改变航向，靠手动驾驶飞机平安降落在纽黑文。

  2006年6月9日，亚洲航空公司一架载有200多名乘客的客机在韩国金浦机场准备降落时遭到雷击。装有雷达的机首部分剥离坠落。机长在视线完全不清的情况下成功迫降，机上无一人受伤。