飛行中的電弧奇觀 – 高空電弧現象背後的故事與教訓

1. 引言

作為一名飛行員，每一次飛行都是一次獨特的經歷，在日本上空遇到電弧的情景，至今仍讓我記憶猶新。這篇文章，我將分享這次奇特經歷和事後的學習體會。

2. 電弧現象的經歷

一趟從桃園飛往洛杉磯的航班中，當飛機爬升到約 35000 英尺時，飛機天氣雷達顯示周圍充斥著不穩定氣流，我們與附近幾架航機都在跟航管協調躲天氣。

就在閃躲天氣的同時，駕駛艙窗外出現了奇異的電弧現象。藍紫色的光芒閃爍在窗戶周圍，在短短數分鐘內連續發生了三次，讓人感到既驚訝又敬畏。

在持續躲避不穩定氣流的慌亂中，加上熬夜飛行，我和機長後續並沒有對這個狀況多做討論。直到洛杉磯落地後小憩時，我才重新想起這個特別的經歷，決定自己花時間研究，以便下次遇到同樣狀況時能更清楚地處置。

3. 事後學習

你聽過電弧 (Electric Arc) 嗎？
根據維基百科定義：「電弧，又稱弧放電，是由於電場過強，氣體發生電擊穿而持續形成電漿體，使得電流通過了通常狀態下的絕緣介質（例如空氣）的現象，或者說當通電的高電壓電路出現導體與導體的分開時，兩端就會出現電弧 。」

電弧發生位置

電弧依發生的位置來說，又可分為內部與外部：

• 外部電弧現象
  • 聖艾爾摩之火（St. Elmo’s Fire）：
  • 記錄必要性：通常不會對飛機系統造成損害，因此可能不需要詳細記錄，但飛行員可以在飛行日誌中簡要記錄觀察到的現象。
  • 法源要求：這類自然現象一般不在法規要求的必記範圍內，主要依賴飛行員的判斷。
• 內部電弧現象
  • 機內電氣系統故障引起的電弧：
  • 記錄必要性：這類電弧可能代表潛在的電氣系統故障或安全隱患，應該詳細記錄在機械日誌中，因為這對維護和安全檢查至關重要。
  • 電弧對於飛機擋風玻璃的潛在危害，主要是發生在其加熱系統，我在網路上能找到最嚴重的案例，是發生在 2015 年龐巴迪 DHC-8，班號 United Express flight 4776 的飛機，於進場過程時發生電弧導致的火災。原始連結｜中文翻譯
  • 現代駕駛艙玻璃現熱系統參考影片

我進一步研究，了解到電弧的雷擊的差異，分述如下

電弧的雷擊的差異

關係與區別

• 相似點：
  • 兩者都涉及高電壓和電流。
  • 都會導致介質電離並產生電漿通道。
  • 會產生強光和高溫。
• 區別點：
  • 形成機制：電弧通常是人造的或在特定工業環境中出現，而雷擊是自然現象，發生於雷暴天氣中。
  • 持續時間：電弧可以持續較長時間，而雷擊是瞬間的。
  • 電流強度：雷擊的瞬間電流遠大於電弧。

在航務過程的應對

• 遇到電弧現象：
  • 檢查天氣狀況：使用天氣雷達避開雷暴區域。
  • 監控系統：確保飛機的靜電釋放和雷擊防護設備正常工作。
  • 程序：遵守原廠程序，重新設定窗戶電熱裝置
• 遇到雷擊：
  • 防護措施：飛機設計有防雷擊措施，飛行員應確保這些系統正常工作。
  • 程序：雷擊後應檢查飛機系統並報告情況，進行必要的飛行後檢查。

遭遇電弧原廠建議程序

根據 A350 原廠手冊，一旦遭遇駕駛艙玻璃電弧，或看到或聞到燒焦煙霧味道，有一個飛行員必須要主動去觸發的程序 [ABN] MISC CKPT WINDOW ELEC ARCING 。
先關掉窗戶電熱系統，如果窗戶電熱系統受到影響，需要進一步將系統 reset，並避免進入 icing condition 的飛行環境。

4. 總結

這次在高空中遇到電弧現象的經歷，讓我深刻體會到飛行環境的不可測性。每次飛行經驗都有值得學習之處，只要靜下心來深入探究。
經過這次徹底研究，我能分清電弧和雷擊的差異，以及應對電弧的最壞情況和處置方法。如果你對航務操作中的電弧也有好奇，希望這篇文章能對你有所幫助！