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科学研究：给飞机施加负电荷
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科学研究：给飞机施加负电荷
图片来源：Pixabay
如果你正在一架飞机上，突然间听到一声巨响或是看到窗外划过一阵闪光，你所在的飞机可能被闪电击中了。在这种情况下，飞行员应当尽快降落，检查雷击对飞机外壳、结构以及电子器件的潜在伤害。这是至关重要的安全操作，然而也会造成航班延误甚至取消。近期测试表明，减小雷击概率的最佳方式或许是反其道而行之：给飞行器外部带上一定的电荷。
航行期间，带正电和负电的颗粒（也就是离子）会在飞行器表面堆积，尤其是在外形比较尖锐的地方，比如机头、尾翼以及机翼尖端等。如果在飞机进入大气层中的带电区域之前，机身出现了大的电荷差或者极化现象，带电离子更有可能沿着飞行器流动，并与云层形成完整的电回路，这样就会导致大幅放电形成闪电。2018年，麻省理工学院的航空工程师卡门·瓜拉-加西亚（Carmen Guerra-Garcia）和同实验室的研究生科林·帕万（Colin Pavan）做了一项计算机模拟，找出了一种可能解决带电离子堆积的方法：在飞行器上施加负电荷。
去年，瓜拉-加西亚和帕万利用一台10米高的电场发生器测试了模型飞机，记录了在不同条件下飞机表面的电荷是如何累积和消散的。相关数据发表在《地球物理研究：大气层》（Journal of Geophysical Research: Atmospheres）杂志上。数据证实，是沿机身的离子流（相当于“导火索”）触发了闪电。因此，对飞机表面施加负电荷或许有助于防止放电现象。目前，该团队正在研究如何在飞机表面施加离子，以此减弱极化效应。
“给飞机充电听起来很疯狂，但是负电荷却可以阻碍机身表面正电荷的累积，从而阻断诱发闪电的导火索。”挪威卑尔根大学的航空工程师帕罗夫·柯奇金（Pavlo Kochkin，并未参与这项研究）指出。柯奇金在自己的研究中记录了新飞机试航中遭遇闪电的次数。受这项成果的启发，他正在搭建一套雷雨模拟器，能够生成不同带电程度的空气与水蒸气环境。
撰文：马克·菲谢蒂（Mark Fischetti）
翻译：董子晨曦
文章来源：环球科学
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图片来源：Pixabay
如果你正在一架飞机上，突然间听到一声巨响或是看到窗外划过一阵闪光，你所在的飞机可能被闪电击中了。在这种情况下，飞行员应当尽快降落，检查雷击对飞机外壳、结构以及电子器件的潜在伤害。这是至关重要的安全操作，然而也会造成航班延误甚至取消。近期测试表明，减小雷击概率的最佳方式或许是反其道而行之：给飞行器外部带上一定的电荷。
航行期间，带正电和负电的颗粒（也就是离子）会在飞行器表面堆积，尤其是在外形比较尖锐的地方，比如机头、尾翼以及机翼尖端等。如果在飞机进入大气层中的带电区域之前，机身出现了大的电荷差或者极化现象，带电离子更有可能沿着飞行器流动，并与云层形成完整的电回路，这样就会导致大幅放电形成闪电。2018年，麻省理工学院的航空工程师卡门·瓜拉-加西亚（Carmen Guerra-Garcia）和同实验室的研究生科林·帕万（Colin Pavan）做了一项计算机模拟，找出了一种可能解决带电离子堆积的方法：在飞行器上施加负电荷。
去年，瓜拉-加西亚和帕万利用一台10米高的电场发生器测试了模型飞机，记录了在不同条件下飞机表面的电荷是如何累积和消散的。相关数据发表在《地球物理研究：大气层》（Journal of Geophysical Research: Atmospheres）杂志上。数据证实，是沿机身的离子流（相当于“导火索”）触发了闪电。因此，对飞机表面施加负电荷或许有助于防止放电现象。目前，该团队正在研究如何在飞机表面施加离子，以此减弱极化效应。
“给飞机充电听起来很疯狂，但是负电荷却可以阻碍机身表面正电荷的累积，从而阻断诱发闪电的导火索。”挪威卑尔根大学的航空工程师帕罗夫·柯奇金（Pavlo Kochkin，并未参与这项研究）指出。柯奇金在自己的研究中记录了新飞机试航中遭遇闪电的次数。受这项成果的启发，他正在搭建一套雷雨模拟器，能够生成不同带电程度的空气与水蒸气环境。
撰文：马克·菲谢蒂（Mark Fischetti）
翻译：董子晨曦
文章来源：环球科学
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