Vliegtuigen vs. bliksem: alles wat je wilt weten!

Hoe werkt het met bliksem en vliegtuigen? Niet een hele chille combinatie zou je zeggen. Maar wist je dat er ongeveer elke dag wel 50 keer ergens in het wereldwijde luchtruim een vliegtuig geraakt wordt door bliksem? En dat vliegtuigen hier heel goed tegen opgewassen zijn? Nee? Tijd om alles te weten te komen over blikseminslagen bij vliegtuigen!

Het dondert en het bliksemt en het regent liters… FACTS! Here we go:

• Bij KLM Cityhopper komen er zo rond de 50 inslagen per jaar voor. Met 49 kisten, is dat jaarlijks ongeveer één inslag per vliegtuig.
• Volgens IATA (het internationale samenwerkingsorgaan van luchtvaartmaatschappijen) worden alle verkeersvliegtuigen ter wereld (dat zijn er +/- 23.600) één tot twee keer per jaar geraakt
• Dat zijn dus meer dan 50 inslagen per dag!
• Een bliksemstraal heeft een temperatuur van ongeveer 30.000 °C. Dat is best heet.
• Bij een inslag, gaat er ongeveer 200.000 ampère door het toestel. (Uhh, thuis slaan de stoppen al door bij 16 ampère)
• De meeste inslagen komen voor tussen de 5000 en 20,000 voet (dus tussen de 1,5 en 6 km), vaak tijdens het opstijgen en landen.
• De meeste blikseminslagen komen voor onder licht of zware turbulentieomstandigheden en rondom het vriespunt.
• 90% van de inslagen is door het vliegtuig zelf opgewekt. Dit fenomeen wordt AIL, Aircaft Induced Lightning, genoemd. Hierover later meer!

Hoe ziet een blikseminslag in een vliegtuig eruit?

In de video hieronder wordt een KLM Boeing 777-300 geraakt door bliksem. De maker van de unieke video, Ralph Valkenier (KLM Apron Services), vertelde mij dat deze Triple, vlucht KL743 op weg naar Lima, tijdens de klim van de Polderbaan net onder de 2,000 voet (± 609 meter) links onder de cockpit geraakt werd. De bliksemschicht verliet het vliegtuig vervolgens weer vanuit de linkervleugel. Dit is gebruikelijk: een vliegtuig wordt vaak geraakt aan een uiteinde, zoals de punt van de vleugel, de cockpit of staart en verlaat op een ander punt het vliegtuig weer. De bliksemschicht reist dus een stukje door de vliegtuigromp. In een onweersbui doen negatieve en positieve deeltjes een soort dance-battle, dus wanneer er een vliegtuig doorheen vliegt, werkt deze door de wrijving als een soort bliksemafleider.

Wat merk je als passagier? En als piloot?

Wat merk je er eigenlijk van in het vliegtuig? Het goede nieuws, bijna niets. Een flits. Een klap, die soms best hard kan zijn. Dat was het alweer! Ik sprak met de ‘pilot flying’ die het vliegtuig uit de video bestuurde, Edgar Holthuis. “In de 23 jaar die ik al vlieg, wat het de eerste keer dat mijn vliegtuig geraakt werd. Het was half november en we waren op weg naar Lima. Net na het opstijgen zagen we een flits en hoorden we een klap. We merkten verder niet zoveel van de inslag.”

Piloten melden de inslag altijd aan de verkeerstoren, of in de lucht aan de omringende vliegtuigen, met name om andere crew op de hoogte te brengen als de weerradar dat niet al gedaan heeft. De inslag wordt ook gerapporteerd zodat het vliegtuig aan de grond gecheckt kan worden.

Edgar zal de inslag nooit vergeten. Na een inslag controleerde hij of alle systemen nog normaal werkten. Wanneer dat zo is kun je gewoon doorvliegen. Dat was gelukkig het geval. “In Lima is het vliegtuig helemaal gecheckt. Ik vond het wel heel tof om de video van Ralph te zien. Ik zat in die cockpit. Vrij uniek dat zoiets wordt vastgelegd. Vriendjes van mijn zoon hadden de video ook gezien. Ze vroegen hem of ik nog leefde. Haha, dat is natuurlijk mooi.”

Kooi van Fara-wattes?

Hoe zit dat dan? Een vliegtuig geleidt net zoals een Kooi van Faraday: statische elektrische velden kunnen niet tot de kooi binnendringen. Vooral oudere vliegtuigen zoals de Boeing 747 en 777 geleiden heel goed, aangezien zij hoofdzakelijk van aluminium zijn gemaakt. Vele nieuwe types, zoals de Dreamliner, Embraers en A350’s, bestaan steeds meer uit samengestelde, lichtere materialen zoals kunststof. Daarom hebben deze vliegtuigen een superdun gaas van koper als een soort huidlaag over de kunstof delen of speciale elektrische stroom geleidende aluminiumverf. Deze laag geleidt elektriciteit langs de buitenkant van de cabine, vrachtcompartimenten en brandstoftanks. De bliksemafleiders aan het einde van een vleugel zwaaien de bliksemschicht vaak weer uit. Het vliegtuig wordt dus even onderdeel van de route van de bliksemschicht naar de grond. Maar in de cabine ben je dus altijd veilig.

Het is over in een FLASH!

Als passagier merk je dus niet zo veel. Maar voor de grondmedewerkers betekent het vaak wel een hoop werk. Het protocol schrijft voor dat het toestel voor vertrek visueel gecheckt moet worden door de onderhoudsafdeling. Een blikseminslag kan o.a. zorgen voor afgebladderde verf, schroeiplekken in de achterrand van vleugels en staartuiteinden. De grondwerktuigkundige inspecteert alles en zoekt naar de inslagpunten op de romp en naar het punt waar de bliksem het toestel weer heeft verlaten. Zo’n inslagpunt kan de grootte hebben van een potloodpuntje!

Drones to the rescue

Hoe vind je dat ene inslagpunt op een vliegtuig? Andres de Vaan kan mij hier meer over vertellen. Hij is Lead Ground Engineer en drone piloot bij RJC (Regional Jet Center), die onder andere over het onderhoud van de KLM Cityhopper vloot gaat. Bij de reguliere inspectie gaat het team met een hoogwerker langs de 36m lange romp en checkt zo het gehele vliegtuig. “In 80% van de gevallen is na 20 uur het vliegtuig weer beschikbaar voor de operatie. Vier uur na aankomst in de hangaar is de eventuele schade in beeld gebracht.” Andres en zijn team zijn nu druk bezig om deze check sneller en beter te maken en wel met drones! Nu al vet.

“Bij het Regional Jet Center zijn we volop bezig met innovaties, waaronder droneinspecties. Naast de reguliere inspectie vliegen we regelmatig over het vliegtuig heen met een drone. Met een VR bril bedienen we de camera. We vergelijken de resultaten en blijven ons continu verbeteren.”

Inspectie met drones zorgt voor heel wat tijdswinst: ongeveer 80%. “Hopelijk kunnen we in de toekomst aan de gate (de drone-inspectie mag nu alleen in de hangaar) een drone autonoom laten vliegen die zelf de schades zoekt en rapporten genereert. De eerste stappen zijn al gezet.” Naast de drones is Andres samen met KLM Digital Studio ook bezig met een app op de iPad die door middel van Augmented Reality sneller schade in beeld kan brengen. Bring on the future!

Veiligheid boven alles

Wat zorgt er nog meer voor dat vliegtuigen zo veilig mogelijk in de buurt van een onweerswolk kunnen vliegen? Doordat het vliegtuig een kooi van Faraday is kan er bij een blikseminslag niets mis gaan. Het is net als bij een auto. Wanneer tijdens het rijden een bliksem inslaat is het advies om de auto tegen een lantaarnpaal of ander geleidend voorwerp neer te zetten zodat de lading die de auto heeft gekregen al verdwijnt voor dat je uitstapt. Bij een vliegtuig heb je static wigs (metalen draadjes achter aan de vleugel) die zorgen dat de opgebouwde lading door de inslag tijdens de vlucht al wegvloeit. Allerlei mechanismen zorgen ervoor dat de 200.000 ampère die door het vliegtuig kan gaan, de elektronica en systemen niet aantast. Dit alles wordt uitvoerig getest voordat een vliegtuig in gebruik wordt genomen – een proces waarbij blikseminslagen op de huid en interne componenten worden gesimuleerd.

Aircraft Induced Lightning at Schiphol

Wist je dat de kans om zo’n mooie video te schieten, hoger is rondom Schiphol? Dit komt door Aircaft Induced Lightning (AIL). Vliegtuigen functioneren als een soort bliksemafleider omdat ze een brug zijn tussen positief en negatief geladen deeltjes van de onweersbui. Met name in de herfst en winter, als de relatief warme Noordzee en de bewolkte, onstabiele, koude lucht botsen, genereren de vliegtuigen zelf een bliksemschicht. Dit terwijl TCU wolken (Towering Cumulus Cloud) en CB (Cumulonimbus) wolken normaal in zulk koude lucht (ongeveer -10 °C) zelf geen bliksem genereren. Vliegtuigen wekken dus in 90% van de gevallen de bliksem zelf op!

Thunder, feel the thunder.

Hopelijk heeft dit blog al je vragen over blikseminslag beantwoord. Of heeft het de angst voor bliksem wellicht een beetje weggenomen? En heb je nu vet zin om Thunder van Imagine Dragons te luisteren? Doe het! Je bent nu een bliksem-pro. You’ve got the power!

Meer video’s van vliegtuigen versus bliksem?

P.S. Of kijk een film met Thor. Of The Flash. Ook mooi.