美國最先進的防雷設施是什麽樣的？

它的效果如何？

美國卡納維拉爾是雷暴多發地區，當被（bèi）在這裏（lǐ）建造火箭航天器發射場時，沒有考慮到它對航（háng）天工作的危害，由於多次事故的教訓，他們在十多年內聯合許部門，共同研究，不斷改進。所以（yǐ），這裏的防雷研究及所采取的避雷設施是美國最先進的。美（měi）國（guó）空軍氣象（xiàng）組作為閃電監測的第一（yī）防線，準（zhǔn）確地預報雷暴將要發生的時（shí）間和地點，並提供的第一防線，準（zhǔn）確地預報雷暴（bào）將要發生的時間和地點，並提供卡納維拉爾（ěr）角空軍基（jī）地的所有氣象（xiàng）資料，其中包（bāo）括航（háng）天飛（fēi）機試行期間，每（měi）天極其（qí）重要（yào）的雷電報告，以及（jí）發射場當（dāng）天的氣象數據，這是確定航天飛機安全升空所（suǒ）必不可少的。

為了防止它的56米高的（de）航天飛機、發射塔、工作設備受到損害，運用了（le）大量的雷電保（bǎo）護和監測係（xì）統，包括發射塔（tǎ）雷電警戒係統和雷電定位和防護監視係統，後者用於該地（dì）區100公裏範圍內雲地（dì）負閃電的檢測（cè）定（dìng）位和特性記錄。由閃電發出（chū）的電磁輻射首先由安裝在佛羅裏達（dá）州的墨爾本、奧蘭多和（hé）卡納維拉爾角北部地區的該係統的一個方位（wèi）控測天線檢測，其中兩個測（cè）量場（chǎng）地的數據用三角測量法可以計算（suàn）出閃電的位置，並傳輸（shū）到卡（kǎ）納維拉爾角預報基地的彩顯屏幕上（shàng）。如（rú）果（guǒ）屏幕上顯示出有一個閃電發生時，預報人員就很容易預報出下一個雷擊實際上（shàng）會發生在什（shí）麽地方。

當空軍氣象工作人員報告卡納維拉爾角地區所指定的8公（gōng）裏範圍內（nèi）可能有雷電發生時，立即采取安全措施，防護航天飛機和工作人員免受雷（léi）擊。當（dāng）卡納維拉爾角的公共廣播網發布雷電警報後，禁止在室外任意活動，停止危險的（de）操作，如火箭燃料的加注，某些設備應搬進室內，工作人員應進入掩蔽所等等。

 該雷電防（fáng）護措施是由卡納維拉爾角的雷電安全審定（dìng）委員會製定的

 最明顯的保護措施（shī）是發射塔的固定檢（jiǎn）修架頂上裝一根24米高的玻璃纖維杆，用於保護發射（shè）塔（tǎ）本（běn）身（shēn），以及塔（tǎ）上的航天飛機（jī）及其附屬發射（shè）設備。該杆上固定有一條直徑為2厘米高凸出其頂部的不鏽鋼電纜（lǎn），這條鋼纜長300米，並向兩（liǎng）個方向延伸，其每個端頭分（fèn）別固定在接地裝置上，其形狀類似（sì）於一吊橋塔及其固定鋼纜。杆的頂上有一根1.2米高的避雷針與電纜相連，其目的是防止閃電電流直接通過發（fā）射塔上的航天（tiān）飛機和方式（shì）塔架。在這個區域內的任何雷擊都將通（tōng）過吊線的電纜傳輸到固定接（jiē）地點。

 在39號發射區還有一接地係統（tǒng）叫地網。它為（wéi）一埋入地下，互相連接的金屬杆網，分布於發射塔及其周圍（wéi）的固定架的地下。該地區的所有建築物、包括飛行器總裝大樓在（zài）內，都是妥善接（jiē）地的。

 為了使執勤（qín）人員在應急時能及時逃離現（xiàn）場，在固定檢修架上固接了出口滑線。在發射塔上還另（lìng）裝一條接地過頂屏蔽電纜。這種彼此（cǐ）間的相互連接（jiē）構成了一套完（wán）整的防護係統，使任何閃電產生的放電都能安全地從航天飛機引（yǐn）開。

 過頂網格線係統保護發射塔的（de）易燃燃料儲放區。每個發射塔的410萬升巨型液態氫罐是由（yóu）金（jīn）屬製成的，其本身就是（shì）地電位，所以不需要過（guò）頂防護設備。

未上發射塔前，航天飛機在總裝大樓內也得到很好的保護，以防惡劣天氣和雷電的影響。這座高達160米的總裝大樓是世界上最大的建築物之一，它有自身的保（bǎo）護係統。該係統由（yóu）其頂上11根8米高的避雷針塔構成。當閃電打擊該係統時，導線（xiàn）把電荷傳送到避雷針塔上，然後由避雷針塔把電流引到航天（tiān）飛機的總裝大樓的側麵，導入打進岩基的大樓樁基下去。

航天飛（fēi）機裝載在履帶運輸車上，離開總裝大樓至發射塔的途中，其外包裝箱也有遭到雷擊的可能（néng）。為此，在航天飛機各部分設計了屏蔽和電（diàn）路防護裝置。

事實已證明了卡納維爾角精心設計的雷電（diàn）檢測和防護（hù）係統的價值。如在39A和39B發射塔處設（shè）置了避雷杆，因此，雖然航天飛機在（zài）發射塔上曾被雷擊5次以上，卻沒（méi）有任何設備受損害。盡（jìn）管有幾次航天飛機因（yīn）天氣情況而推遲發射，但它從未在發射期間遭到破壞，迄（qì）今也沒有人員因雷擊而受傷，這應歸功於雷電的防護措施。

為了確（què）保飛行（háng）器的安全，除上述已介紹的的在發射場行和計劃飛行航線的低空（kōng）段地區布設先進的、綜合性的雷電探測（cè）設備（bèi）和采用完整的、嚴謹的防（fáng）護措施之外（wài），同時還要製訂嚴格而細致的發射規範。任何航天活動在未得到明角的、令人信服的、能說明當時雷電環（huán）境參（cān）數符合規範條款的證據之前，不準進行。美國國家宇航局和美國空軍空間局，在大力神（shén）/半人馬座火箭及其衛星因雷擊（jī）發生（shēng）意外事故（gù）之後，又重新修訂了防避自然閃電和飛行器觸發閃（shǎn）電（diàn）的發射規範，嚴格規定所有的航天（tiān）活動必須遵循：

1.         在發射前30分鍾內，在發射場（chǎng）地（dì）或計劃飛行航線的18.5公裏範圍內檢

到任何類型的閃電（雲閃或地閃），不準發射！除非產生閃電的雷雨雲已移出（chū）了以上所規定的區域。

2.         計劃飛行（háng）航線屬於下列情況之一者，不準發射！即：①航線通過雲頂高（gāo）於+5℃等溫線高度（dù）的積雲；②航線（xiàn）通過或在9.3公裏（lǐ）範（fàn）圍內存在雲（yún）頂高於-10℃等溫線高度的積雲；③航線通過或在18.5公裏範圍內出現雲頂高於-20℃等溫線高度的積雲（圖8、圖9）；④航線通（tōng）過或在離積雨雲、雷（léi）雨雲（包（bāo）括鑽狀雲）的最近邊緣18.5公裏範圍內。

3.         對於布設了場磨電場儀網絡的發（fā）射場地，如果在發射之前15分鍾內的任一時刻，在發（fā）射場地9.3公裏範圍內檢測到地麵上電場強度1分鍾平均的絕對值超過1000伏每米，則不準發射（shè）！除非發射地18.5公裏範圍內確實沒有雲，或不正常讀數（shù）很明顯地（dì）是由煙或地麵霧引（yǐn）起。

4.         如果計劃飛行航線通過一垂（chuí）直連續分布的雲層，各層雲體的厚度大於1327米（mǐ），且（qiě）有部（bù）分或全部位於0~20℃等溫線高度之間（則（zé）不（bú）準發射！

5.         如果計劃飛行航（háng）線通過已擴展到（dào）0℃等溫線高度以上的任何種類雲，以及計（jì）劃飛行航線9.3公裏範圍內存在降雨（yǔ）帶，則不準發射。

6.         如果計劃分行航（háng）線通過雷暴碎積（jī）雲或將要在沒有被（bèi）場磨電場儀網（wǎng）絡監（jiān）測到雷暴碎積雲（yún）的9.3公裏範圍內分行或存在能產生雷達回波大於或等於（yú）10分貝的雲層，則不準發射（shè）！

    航天活（huó）動對於人（rén）類有極大的價值，它標誌著一個國家（jiā）的科技（jì）水平（píng）、強盛的實力。但是發展航天事業所花費的人力、物力是（shì）相（xiàng）當驚人的。所以確保分行器的安全非常重要，任何航（háng）天事故都會造成巨大的損失，數以（yǐ）萬計的科技人員多年的（de）心血會付之一炬，後果極端嚴重。美國是最早發展  航天事業（yè）的國家之一，也是航天活最（zuì）多的（de）國家，曾出現（xiàn）過一係列事故，付出了巨大的代價。為此加（jiā）強了防雷研究，建立了一整套科學措施和發射規範。實行以（yǐ）來，很有成（chéng）效，是值得我們借鑒的。                                                          

我國航天事業起步較晚，航天史上從未出現過因雷擊而引起的意（yì）外事（shì）故。這固然是由於在發射場地及飛行器本身采取（qǔ）了有效的防（fáng）護措施。但是還應該看到，我國的航天（tiān）活動與發達國家相比，發射次數少，在（zài）大多（duō）數情況下，是選擇在雷（léi）暴活動（dòng）較少的所謂安全期進行。隨著國民經濟發展和國際合作的增多，航天活動必將大量增加，不可能把發射隻限定在特定的季節。因此，有必要建立完整（zhěng）的雷防護和探測（cè）係統的同時，製訂嚴格的發射規範。

本書（shū）介紹國（guó）外先進的避雷設施及其（qí）實踐（jiàn）效果，目的是給我國的科學技術人員、企（qǐ）業幹部、工人和未來將成為國家棟梁之材（cái）的青年人一點啟示：要懂（dǒng）得（dé）科學並重嚴格遵循（xún）科學（xué）規（guī）律辦事（shì），黃島大火（huǒ）這種特火災禍是（shì）可以避免的。如果你領導的或工作的領域是有雷擊隱患的，有可能因雷擊而產生災（zāi）難性後果，你就（jiù）應該參考一（yī）下本書介紹的常識，並借鑒（jiàn）所介紹的避雷措施，改（gǎi）善本單位（wèi）的防雷（léi）工作（zuò）。隻有（yǒu）全（quán）體人員都（dōu）高度重視並懂得防雷常識，安（ān）全生產（chǎn）和人員的安全才能（néng）得到保證。