每天有七十架飞机被闪电击中。这不是战时通报，而是标准的民航统计数据：闪电击中飞机，附着在机身一端，并在飞机高速飞行时保持大约一秒钟。在这一秒钟内，放电会“扫过”金属表面，寻找出口，强度不断变化，并在找到合适的路径后重新附着。
乘客感觉不到任何震动，因为机身就像一个法拉第笼。但飞机本身肯定会受到影响：在某些区域，电流会造成损坏。幸运的是，几十年的飞行经验告诉我们应该在哪些地方加装防护装甲。问题在于，未来的飞机已经与今天的飞机截然不同了。
当形式发生变化时，历史数据就不够用了。
航空业正在探索 新的几何形状: 翅膀与身体融为一体 （混合翼身）、桁架支撑机翼以及旨在减轻重量和降低油耗的布局。没有人驾驶这些设计飞行过足够多的时间，以至于知道闪电最喜欢击中哪里。 当然，谁也不想在航班起飞后才发现这个问题。
卡门·格拉-加西亚，副教授 麻省理工学院简介解释得很清楚：
“我们正在开始设计与以往截然不同的飞机。我们不能直接将我们从历史数据中了解到的信息应用到这些新的配置上，因为它们差异太大了。”
Guerra-Garcia 的团队开发了 基于物理学的方法，发表于 IEEE访问该系统能够预测闪电在任何形状的飞机上的分布情况。它甚至在原型机组装之前，就能生成实际的闪电分布图，突出显示飞机的脆弱部位。
麻省理工学院模式的运作原理
该系统首先分析飞机的几何形状。研究人员模拟流体动力学：即在给定的速度、高度和俯仰角下，空气如何绕机身流动。然后，他们将之前预测闪电初始击中点的模型整合到系统中。接下来，实际的模拟过程就开始了。
针对每个攻击点，团队进行模拟 数万个潜在的电弧从不同角度拍摄。无穷无尽的闪电和飞机，飞机和闪电。该模型计算每次闪电如何沿着飞机表面的气流运动，结果以统计形式呈现：闪电倾向于流向哪里，倾向于停留在哪里，以及可能造成破坏的区域。 然后，将该统计数据转换为每架飞机的“自定义”区域地图，并划分出不同的脆弱性等级。
“我们有一个基于物理的工具，可以提供诸如攻击概率和之类的指标。” 停留时间“也就是说，弧线在特定点停止的长度，”格拉-加西亚说。
“我们将这些指标转化为区域地图：如果你位于红色区域，闪电弧将持续很长时间，因此该区域需要严密保护。”
飞机和闪电，保护的重量
纳撒尼尔·詹金斯该研究的第一作者，同时也是一名博士生，一针见血地指出了问题的关键：
“保护飞机免受雷击的工程量很大。在整个结构中都使用铜网或金属箔会增加重量。如果我们要在飞机表面的每一寸都提供最高级别的防护，飞机就会过重。因此，我们采用分区设计来优化系统的重量，使其尽可能安全。”
目前商用飞机分为以下几类： 三个主要领域航空业对飞机部件进行分类。每个区域都有明确的描述，说明其必须承受的电流水平才能获得飞行认证。最易受冲击的部件属于1区，需要更强大的防护措施：例如嵌入飞机蒙皮的金属板，这些金属板能够导电。
迄今为止，这些区域是经过多年的确定的。 雷击后飞行检查 并进行逐步调整。麻省理工学院的方法则相反： 利用物理学原理在飞机出现之前绘制出其脆弱性图。.
团队在一个方面验证了该方法。 传统管翼结构这表明，物理模型生成的地图与工业界经过数十年不断完善所确定的结果相符。他们现在正将相同的方法应用于新的几何形状： 混合翼和桁架结构.
除了飞机和闪电，风力涡轮机也成了攻击目标。
格拉-加西亚的目光已经投向了航空业以外的领域。“关于 叶片损失的60% 这是由于闪电造成的，而且随着我们向海上转移，情况会变得更糟，因为海上风力涡轮机将更大，更容易受到向上闪电的袭击。”
风力涡轮机，尤其是海上风力涡轮机，正变得越来越高大。而高度，在这种情况下，却是一个问题：它会像磁铁吸引铁一样吸引闪电。 日本最近的实验 他们测试过搭载飞行法拉第笼的无人机，用于在闪电击中关键基础设施之前将其拦截。正如前文所述，麻省理工学院采取了不同的方法：预测、绘制地图、保护。
对未来的信心
“闪电既令人惊叹又令人恐惧，”詹金斯说。“我现在对驾驶飞机充满信心，我希望20年后也能保持同样的信心。所以我们需要一种新的方法来绘制飞机航线图。”
路易莎·迈克尔 di 波音技术创新该研究的合著者证实：“借助像与 Guerra-Garcia 教授团队共同开发的基于物理学的方法，我们有机会塑造行业标准，并利用物理学通过仿真制定飞机认证指南。我们目前正与行业委员会合作，提议将这些方法纳入航空航天推荐实践。”
这个模型并不能消除雷击，也不能预防雷击，更不能降低雷击的危险性。但它确实能做到更实际的事情：它能精确地告诉你应该在哪里安装铜箔，安装多少，以及重量会增加多少。因为更轻的飞机耗油更少，飞行距离更远，污染也更少。如果物理学能够告诉你哪些地方需要防护，哪些地方不需要，那么航空业就能在不危及生命的前提下减轻飞机重量。
未来的飞机也会像现在的飞机一样继续被击中：但即使是那些拥有“奇特”机翼和前所未见外形的飞机，也能预判攻击目标的位置，并知道如何格挡。
