美國媒體報道，本月13日，駐紮在日本岩國海軍陸戰隊航空站的兩架F-35B戰鬥機在飛行訓練時遭遇雷擊。當時這兩架飛機正在鹿兒島縣枕崎市的上空進行例常飛行訓練。根據報道，雖然飛機平安降落，無人員傷亡，但兩架飛機都受損嚴重，達到了“A”級損傷。“閃電Ⅱ”被閃電劈了，頗有種大水沖了龍王廟的感覺。那麼為什麼“閃電II”這麼怕閃電呢？
在美國空軍，A級損傷意味着有人員死亡/永久殘疾，或是財產損失超過250萬美元。根據這個損傷等級，我們可以發現美軍此次的F-35B受損堪稱嚴重。美國海軍陸戰隊發言人馬可·A·瓦倫蘇拉上尉也在郵件中表示：“在執行了標準報告和評估程序後，這起與天氣有關的事故被列為‘A級’事故，因為預計的維修總成本超過250萬美元。”
飛機遭雷劈屬於家常便飯。根據有關統計，一架飛機平均每3000小時就會遭遇一次雷擊，美國一年就約有7000次民間飛機被閃電擊中的記錄。常見的是“某民航在雷電中驚險降落”的新聞，而少見雷電擊毀飛機的新聞。這是由於傳統的大部分客機大量採用鋁蒙皮，相當於機身外側有一個“法拉第籠”，因此絕大多數雷電造成的損壞並不大，僅僅是漆面磨損，甚至有的維修手冊上會建議“使用砂紙和銼刀打磨雷擊點”。
根據相關研究，絕大部分飛機遭遇閃電的情況都是在下落或者爬升過程中，這是由於閃電現象大多在5000~15000英尺（1524~4572米）的高度中活躍。雷擊有兩種情況，一種是飛機自身在穿越強電場區域時（例如雷雨雲）誘發的，這種情況一般是發生在3000米以上的高空，通常表現為雲內或雲間的閃電，這種情況約占總事故的90%；另一種則是雲地之間發生閃電時，飛機恰好路過，這種閃電能量更大，導致的後果也更為嚴重。此外，噴氣式飛機可能在沒有雷電跡象的地區引發雷電，因為熱廢氣起到“電荷載體”的作用，並以電離的形式飄在飛機身後，這也使噴氣飛機在飛行過程中成為了一個絕佳導體。
在上世紀80年代，NASA通過作死試驗證明了這一點。當時他們提出了派飛機主動去挨雷劈，來試驗雷擊對飛行的影響，並確定其對複合材料製作或電傳飛機的威脅有多大。NASA編號為N816NA的NF-106B（原為F-106B 57-2516號機）在6年內穿越了1496次雷暴區域，並被雷劈中714次。最誇張的一次是在1984年的一次飛行中，在45分鐘內被劈72次，堪稱渡劫式飛行。
當然，NASA的雷不是白劈的，在反覆被雷劈的過程中，NASA總結了一套行之有效的飛行器防雷手段，並且驗證了複合材料和電傳操縱在雷電中的表現。根據試驗結論，雷電會損壞飛機的關鍵設備，例如發動機失靈，甚至是直接擊中外置油箱產生的起火爆炸（沒錯，又是我寡婦製造者F-104）。這是由於雷擊不僅會引起軸承故障，雷電天氣下產生的電離空氣一旦被發動機吸入也會使得發動機發生故障，更不用說F-104那大大的翼尖油箱，不僅引雷，裡面的油氣混合物在高溫下也容易發生爆炸。
通過這些案例積累的經驗教訓，現在的民航客機已經有了一套涵蓋從設備安裝到電氣設備和油箱設計的方方面面的，行之有效的防雷方式。加上機身表面的鋁蒙皮構成的法拉第籠和放電刷，現代民航飛機能硬接大多數雷電不發生意外。可他們的雷達罩卻很容易在雷電天氣下破損，因為雷達罩為了電磁波的透波性，大多使用複合材料，這些複合材料並不導電，一旦遇上閃電恰好從雷達罩經過，就很容易產生破損。那麼問題來了——既然複合材料做的雷達罩不能防雷，那用複合材料製作的飛機呢？
這得分情況討論，根據NASA的試驗和複合材料的民航客機的實際使用，複合材料飛機並非不耐雷劈。但這些民航客機抗雷電的方式並非是靠複合材料硬抗，而是取巧的方式，在複合材料里添加導電材料。以A350為例，空客在複合材料板中嵌入金屬箔來增強導電性；波音787更是在複合材料表面中嵌入了57英里長，重達1噸的銅製導電網。再加上複合材料表面還需要塗刷鋁粉和封孔劑，這使得複合材料機身外依然有一層金屬的法拉第籠，其內部設備和人員由此得以避免被雷電傷害。
可能是這種操作會破壞隱身性能，相當於夜行服上套反光背心，F-35的複合材料並沒有使用類似的設計。美軍也直接認慫，承認F-35的蒙皮“不提供固有的被動防雷保護”，為此F-35不僅訓練時要遠離雷電，在機場停放時還需要特別的防護手段。美國海軍陸戰隊就是第一個為F-35購買專用避雷針的客戶，在2018年8月8日，海軍陸戰隊宣布計劃從LBA公司那採購14根避雷針，名為PLP-38-MOB的避雷針套件的單價為18，750美元，號稱可以在120英里時速的風中直立，在任何天氣下都可以為F-35提供保護。
向老天爺認慫，在地面安裝防雷設備不丟人，但在空中飛行時萬一被雷劈了怎麼辦？美軍的解決方案是直接跳過了“被雷劈了不受損害”這個要求，轉為要求只要飛機在被雷劈時沒有當場暴斃就算勝利。以往的雷電事故中，正如前文所說，墜機的不是發動機失去控制，就是油箱起火爆炸，為此F-35的防雷改進也主要集中在這兩個方向。
美國的第一個操作是加強飛機電腦的抗雷等級，此前美國軍方曾擔心，雷擊會損壞包括自主保障信息系統（ALIS）的機載電腦在內的各類電子設備。據五角大樓測試評估辦公室（DOT&E）稱，2019年ALIS已經獲得“防雷保障”。也就是說即使被雷劈了，也能保證飛機的電腦可以正常工作，不至於失去對飛機，特別是發動機的控制。
另一個關鍵點則在油箱，由於F-35並沒有採用F-104那拉風卻容易被雷劈的翼尖油箱，大部分情況下閃電不會直接擊中油箱導致起火爆炸。不過美國還是設計了機載惰性氣體生成系統（Onboard Inert Gas Generation System 縮寫為OBIGGS），這個系統實際是一個小型空分機，將氮氣泵入油箱內，避免氧氣和燃油揮發產生的氣體在油箱內聚集，以免這種易燃易爆氣體受電擊起火。
然而，2020年美國空軍的F-35A上的OBIGGS系統出現了問題，因此F-35 聯合計劃辦公室 （JPO） 建議不要在閃電或雷暴25英里範圍內的任何地方使用F-35A。雖然今年新出廠的F-35A將安裝改進後的措施，不過這不代表別的型號就沒有問題了。F-35B不僅可能在空中有麻煩，他在地面上更有麻煩。此前美軍曾有規定，為了避免機內剩餘燃油帶來的危險，美軍要求燃油系統要在降落後的12小時內回歸“惰性”，也就是內部沒有氧氣和燃料蒸發的氣體，不過根據一則2015年的報道，F-35B無法在12小時內“惰性”，地勤人員不得不使用外部氮氣吹掃油箱或是乾脆採取替代避雷策略（也就是購買避雷針）。
美軍在F-35上不斷出現的尷尬局面，也為其他國家類似的研製計劃帶來了警示。很多先進材料或者先進的工藝固然有他的好處，但也有着一些我們未曾預料的風險，例如防雷，再例如上周我們提到的沙子侵蝕發動機。如何平衡好先進技術的進步與風險，是各國設計師都需要思考的難題，尤其是韓國、土耳其，這些準備研發自己的國產四代機的國家。
