美国最先进的防雷设施是什么样的？

它的效果如何？

美国卡纳维拉尔是雷暴多发地区，当被在这里建造火箭航天器发射场时，没有考虑到它对航天工作的危害，由于多次事故的教训，他们在十多年内联合许部门，共同研究，不断改进。所以，这里的防雷研究及所采取的避雷设施是美国最先进的。美国空军气象组作为闪电监测的第一防线，准确地预报雷暴将要发生的时间和地点，并提供的第一防线，准确地预报雷暴将要发生的时间和地点，并提供卡纳维拉尔角空军基地的所有气象资料，其中包括航天飞机试行期间，每天极其重要的雷电报告，以及发射场当天的气象数据，这是确定航天飞机安全升空所必不可少的。

为了防止它的56米高的航天飞机、发射塔、工作设备受到损害，运用了大量的雷电保护和监测系统，包括发射塔雷电警戒系统和雷电定位和防护监视系统，后者用于该地区100公里范围内云地负闪电的检测定位和特性记录。由闪电发出的电磁辐射首先由安装在佛罗里达州的墨尔本、奥兰多和卡纳维拉尔角北部地区的该系统的一个方位控测天线检测，其中两个测量场地的数据用三角测量法可以计算出闪电的位置，并传输到卡纳维拉尔角预报基地的彩显屏幕上。如果屏幕上显示出有一个闪电发生时，预报人员就很容易预报出下一个雷击实际上会发生在什么地方。

当空军气象工作人员报告卡纳维拉尔角地区所指定的8公里范围内可能有雷电发生时，立即采取安全措施，防护航天飞机和工作人员免受雷击。当卡纳维拉尔角的公共广播网发布雷电警报后，禁止在室外任意活动，停止危险的操作，如火箭燃料的加注，某些设备应搬进室内，工作人员应进入掩蔽所等等。

 该雷电防护措施是由卡纳维拉尔角的雷电安全审定委员会制定的

 最明显的保护措施是发射塔的固定检修架顶上装一根24米高的玻璃纤维杆，用于保护发射塔本身，以及塔上的航天飞机及其附属发射设备。该杆上固定有一条直径为2厘米高凸出其顶部的不锈钢电缆，这条钢缆长300米，并向两个方向延伸，其每个端头分别固定在接地装置上，其形状类似于一吊桥塔及其固定钢缆。杆的顶上有一根1.2米高的避雷针与电缆相连，其目的是防止闪电电流直接通过发射塔上的航天飞机和方式塔架。在这个区域内的任何雷击都将通过吊线的电缆传输到固定接地点。

 在39号发射区还有一接地系统叫地网。它为一埋入地下，互相连接的金属杆网，分布于发射塔及其周围的固定架的地下。该地区的所有建筑物、包括飞行器总装大楼在内，都是妥善接地的。

 为了使执勤人员在应急时能及时逃离现场，在固定检修架上固接了出口滑线。在发射塔上还另装一条接地过顶屏蔽电缆。这种彼此间的相互连接构成了一套完整的防护系统，使任何闪电产生的放电都能安全地从航天飞机引开。

 过顶网格线系统保护发射塔的易燃燃料储放区。每个发射塔的410万升巨型液态氢罐是由金属制成的，其本身就是地电位，所以不需要过顶防护设备。

未上发射塔前，航天飞机在总装大楼内也得到很好的保护，以防恶劣天气和雷电的影响。这座高达160米的总装大楼是世界上最大的建筑物之一，它有自身的保护系统。该系统由其顶上11根8米高的避雷针塔构成。当闪电打击该系统时，导线把电荷传送到避雷针塔上，然后由避雷针塔把电流引到航天飞机的总装大楼的侧面，导入打进岩基的大楼桩基下去。

航天飞机装载在履带运输车上，离开总装大楼至发射塔的途中，其外包装箱也有遭到雷击的可能。为此，在航天飞机各部分设计了屏蔽和电路防护装置。

事实已证明了卡纳维尔角精心设计的雷电检测和防护系统的价值。如在39A和39B发射塔处设置了避雷杆，因此，虽然航天飞机在发射塔上曾被雷击5次以上，却没有任何设备受损害。尽管有几次航天飞机因天气情况而推迟发射，但它从未在发射期间遭到破坏，迄今也没有人员因雷击而受伤，这应归功于雷电的防护措施。

为了确保飞行器的安全，除上述已介绍的的在发射场行和计划飞行航线的低空段地区布设先进的、综合性的雷电探测设备和采用完整的、严谨的防护措施之外，同时还要制订严格而细致的发射规范。任何航天活动在未得到明角的、令人信服的、能说明当时雷电环境参数符合规范条款的证据之前，不准进行。美国国家宇航局和美国空军空间局，在大力神/半人马座火箭及其卫星因雷击发生意外事故之后，又重新修订了防避自然闪电和飞行器触发闪电的发射规范，严格规定所有的航天活动必须遵循：

1.         在发射前30分钟内，在发射场地或计划飞行航线的18.5公里范围内检

到任何类型的闪电（云闪或地闪），不准发射！除非产生闪电的雷雨云已移出了以上所规定的区域。

2.         计划飞行航线属于下列情况之一者，不准发射！即：①航线通过云顶高于+5℃等温线高度的积云；②航线通过或在9.3公里范围内存在云顶高于-10℃等温线高度的积云；③航线通过或在18.5公里范围内出现云顶高于-20℃等温线高度的积云（图8、图9）；④航线通过或在离积雨云、雷雨云（包括钻状云）的最近边缘18.5公里范围内。

3.         对于布设了场磨电场仪网络的发射场地，如果在发射之前15分钟内的任一时刻，在发射场地9.3公里范围内检测到地面上电场强度1分钟平均的绝对值超过1000伏每米，则不准发射！除非发射地18.5公里范围内确实没有云，或不正常读数很明显地是由烟或地面雾引起。

4.         如果计划飞行航线通过一垂直连续分布的云层，各层云体的厚度大于1327米，且有部分或全部位于0~20℃等温线高度之间（则不准发射！

5.         如果计划飞行航线通过已扩展到0℃等温线高度以上的任何种类云，以及计划飞行航线9.3公里范围内存在降雨带，则不准发射。

6.         如果计划分行航线通过雷暴碎积云或将要在没有被场磨电场仪网络监测到雷暴碎积云的9.3公里范围内分行或存在能产生雷达回波大于或等于10分贝的云层，则不准发射！

    航天活动对于人类有极大的价值，它标志着一个国家的科技水平、强盛的实力。但是发展航天事业所花费的人力、物力是相当惊人的。所以确保分行器的安全非常重要，任何航天事故都会造成巨大的损失，数以万计的科技人员多年的心血会付之一炬，后果极端严重。美国是最早发展  航天事业的国家之一，也是航天活最多的国家，曾出现过一系列事故，付出了巨大的代价。为此加强了防雷研究，建立了一整套科学措施和发射规范。实行以来，很有成效，是值得我们借鉴的。                                                          

我国航天事业起步较晚，航天史上从未出现过因雷击而引起的意外事故。这固然是由于在发射场地及飞行器本身采取了有效的防护措施。但是还应该看到，我国的航天活动与发达国家相比，发射次数少，在大多数情况下，是选择在雷暴活动较少的所谓安全期进行。随着国民经济发展和国际合作的增多，航天活动必将大量增加，不可能把发射只限定在特定的季节。因此，有必要建立完整的雷防护和探测系统的同时，制订严格的发射规范。

本书介绍国外先进的避雷设施及其实践效果，目的是给我国的科学技术人员、企业干部、工人和未来将成为国家栋梁之材的青年人一点启示：要懂得科学并重严格遵循科学规律办事，黄岛大火这种特火灾祸是可以避免的。如果你领导的或工作的领域是有雷击隐患的，有可能因雷击而产生灾难性后果，你就应该参考一下本书介绍的常识，并借鉴所介绍的避雷措施，改善本单位的防雷工作。只有全体人员都高度重视并懂得防雷常识，安全生产和人员的安全才能得到保证。