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湖南机场雷电灾害防御现状及重点防护问题的探讨

机场 雷电灾害 气候可行性论证 风险模型

雷电防护技术与应用 > 雷电防护工程理论和应用

   2023年湖南省气象灾害防御技术中心开展了省机场集团黄花机场及所属常德、张家界、怀化、永州机场的雷电安全现场调研，根据现场数据采集、安全检查检测及历史资料查询等，分析机场作为气象重点保障单位和雷电高风险行业，存在行业特有又容易忽略的安全隐患：1）雷击灾害较为集中：几乎每年都发生过雷击致损事件，尤其是导航台的功放设备、周边高压线缆等雷击受损，甚至直接影响了机场重要控制间的供电和信号系统的终端，为机场安全运行带来极大隐患；2）建构筑物体量过大，造型复杂，导致建筑外部气象环境复杂、风险因素较高，平时的运营维护、安全检查难度较大；3）黄花机场安装了雷电计数器、维萨拉（VASALA）、自动气象站等，一方面数据单一且缺乏系统性，另一方面未进行标定和方法验证的数据难以投入实际应用；4）从航站楼内采用了大量的智能管理设备，但此类设备也近年来雷击致损率最高的风险所在。

对于上述问题，本文开展了以下思考和研究：

1）通过调研，位于机场跑道的两端的导航台雷电事故，呈现出起飞方向导航台雷击事故率更高的特征，基于飞机起飞时耗油量远大于降落，即起飞时产生的排放物颗粒更多就更成为触发雷电闪击的下垫面环境。因此，如选址规划阶段未考虑风向和扩散等问题，就造成了起飞方向雷击概率更高，也导致该方位的导航台更易受损，需要增强防护；

2）以黄花机场的T3航站楼为例，创新性的“五指廊构型”，，多方位的延伸，就意味着整栋航站楼会面对多个方位的雷击，长沙雷电主路径为西和西南方向。对于T3航站楼这样大体量、多面、多边造型，即每个延伸的位置都有一个更容易遭受雷击的“西侧”和“西南角”，雷击概率和风险成倍增加，因此必须多方位考虑直击雷的防护问题；此外，考虑到其他气象灾害，基于Flow-3D模拟特殊结构和规划布局的航站楼、机场的地形风速、风压，建立对于航站楼的雷击风险、周围跑道的高温风险、大风环境下飞机起落风险模型。