Защита самолета от молнии. Чем грозит удар молнии в самолёт

7 апреля 2015 года неподалёку от города Кеблавик, Исландия, в летящий самолёт ударила молния. Самолёт Боинг 757-200, вылетевший из Рейкьявика получил мощный разряд молнии в носовую часть фюзеляжа, оставив большую дыру. В отсутствие каких-либо аномальных показаний или ненормального функционирования системы управления экипаж решил продолжить полет до Денвера (США), где самолет благополучно приземлился спустя 7,5 часов.

По словам пассажиров, раздался громкий взрыв и вспышка вскоре после взлёта. После проверки экипажем всех систем управления капитан объявил, что в самолёт попала молния, но все в порядке, ничего не мешает продолжать путь в Денвер.

Фотография Dailymail.co.uk

Наиболее частые случаи ударов молнии в самолёт происходят, когда самолёт находится внутри облаков и во время подъёма и спуска. На других этапах полёта попадание молнии является редкостью. (см. таблицу).

Причина в том, что наибольшая грозовая активность происходит на высоте от 1,500 до 4,500 метров (см. рисунок), а высота, на которой проходят пути дальнемагистральных самолётов, находится намного выше. Однако, самолеты, летающие по «невысоким» маршрутам в районах с высокой грозовой активностью, подвержены большему риску.

1 фут = 0,3048 метров.

Семьдесят процентов всех ударов молнии происходят во время дождя. Существует тесная взаимосвязь между температурой (около 0 градусов по Цельсию) и ударами молнией в самолеты. Большинство ударов молнии в самолетах происходят именно в таких погодных и температурных условиях. Хотя по статистике 70% ударов молнии происходит в грозовых облаках, вероятность попадания молнии в самолёт сохраняется до пяти километров от эпицентра таких облаков. По сообщениям пилотов такие ситуации нередки и занимают примерно 40% от всех инцидентов, связанных с молнией.

Наиболее вероятное место попадания молнии в самолёт — внешние «выпирающие» части, такие как концы крыльев, носовая или хвостовая части. Удары молнии приходятся на одну часть самолёта, а выходы молнии — на другую (см. рисунок ниже). Молния «входит» в самолет с ведущих краёв, которые ионизируются, создавая благоприятные условия для попадания молнии. Ток молнии перемещается вдоль самолета и выходит в сторону земли с других краёв, образуя цепь с самолетом между облаком энергии и землей.

Молния может иметь напряжение до 1 млн вольт и силу тока да 30 000 ампер. Объем и тип повреждений самолета при поражении молнией могут значительно варьироваться, в зависимости от таких факторов, как уровень энергии удара, скорость выхода из грозовой локации и частота самих разрядов.
Компоненты самолета, сделанные из ферромагнитного материала, могут стать сильно намагниченными, когда подвергаются воздействиям токам молнии. Электрические и электронные системы в самолете разработаны с учётом возможной атаки молнии, но тем не менее, грозы высокой интенсивности нанести серьезные повреждения электрически управляемым клапан подачи горючего, генераторам, фидерам электропитания и электрическим системам распределения.

Самолет во время грозы может попадать в поле действия молнии . Обычно это происходит при пролете через грозовые облака, а также при взлете и посадке. Самолеты гражданской авиации в среднем подвергаются ударам молнии не чаще чем 1 раз на 2 500-3 000 часов налета. Большинство инцидентов попадания разрядов молнии остаются незамеченными и проявляются лишь незначительными сбоями работы электроники в системе воздушного судна. Существует ряд государственных требований к летательным аппаратам, которые определяют пригодность к полетам в любую погоду, их называют Нормы летной пригодности. На сегодняшний день есть масса методов и технологий, применяемых для создания надежной защиты от попадания молнии.

Типы молниезащиты на самолетах

Защита самолета от молнии может выполняться различными вариантами. Часто одновременно на одной машине применяется несколько типов и технологий. Стоит отметить, что основная задача таких систем заключается в следующем:

• исключение возникновения малейшей искры в топливной системе воздушного судна (особенно это актуально для топливных баков, расположенных в крыльях);
• компенсация внутреннего заряда, который накапливается вследствие работы турбин, электроники и взаимодействия корпуса самолета с зарядами облаков (собственный заряд способен вызывать появление разрядов молнии при пролете через сгущенные облака, несущие в себе положительные заряды);
• защита электроники, экипажа и пассажиров от поражения электрическими разрядами;
• экранирование двигателей и систем радаров;
• удаление эффекта коронирования.

Все эти задачи достигаются различными методами и с использованием различных технологий.

Исключение появления искры в топливной системе и баках

Для того чтобы в момент попадания молнии в самолет топливная система не возгоралась, а продолжала стабильно работать, применяется автоматическое заполнение свободного места инертными газами. В результате пространство не заполняется воздухом, следовательно, возгорание становится невозможным. Также применяется полное экранирование баков и топливных каналов. В качестве экрана используется медная решетка, служащая своего рода громоотводом.

Компенсация внутреннего заряда

Важно помнить, что самолет во время грозы невозможно полностью защитить от попадания разрядов. Поэтому используются системы, которые бы компенсировали или сводили на нет все попадающие заряды. В процессе движения летательный аппарат может попадать не только под воздействие природного явления, возникающего само по себе, но и самостоятельно генерировать или вызывать такие разряды.

Причиной возникновения полуискусственной молнии может стать собственный заряд самолета, накапливаемый на обшивке и корпусе машины. Для удаления этого явления применяются технологии компенсации, действие которых основано на искусственной генерации зарядов противоположной полярности. Таким образом, достигается равновесие величин зарядов, и машина не имеет потенциала какого-либо полюса.

Защита самолета от молнии и выхода из строя оборудования в самолете включает в себя также планировку расположения узлов. Топливные баки устанавливаются не ближе 0,5 метра к краю крыла, оставляя достаточно места для работы экранирующей системы и оборудования защиты.

Элементы конструкции самолета или другого летательного аппарата объединяются в общую массу, что значительно облегчает возможные последствия при попадании электрического заряда молнии. Корпус салона и кабины пилотов надежно защищены экранами и не связаны электрически с обшивкой. Поэтому в случае попадания молнии, пассажиры и экипаж остаются невредимыми, хотя возможно наблюдение вспышки или слышимость звука снаружи.

• Внешние ссылки откроются в отдельном окне О том, как поделиться Закрыть окно

Правообладатель иллюстрации Thinkstock

Сотрудник аэропорта в столице Исландии недавно сумел запечатлеть на фото драматическую картину: как большая молния попадает в пассажирский самолет. Как авиалайнерам удается уцелеть после таких ударов?

Даже находясь в офисе, Халлдор Гудмундссон почувствовал силу вспышки молнии, осветившей всё вокруг. Он подошел к окну, вынул смартфон, открыл фотоприложение и нажал на кнопку "Запись" в надежде на то, что сумеет запечатлеть еще одну молнию.

Правообладатель иллюстрации Halldor Gudmundsson

Случилось это 3 октября. Рейс авиакомпании Wow Air из столицы Исландии Рейкьявика в Париж завершился вполне благополучно, и представительница компании заверила корреспондента Би-би-си, что никаких повреждений лайнер не получил.

По ее словам, нет ничего необычного в том, что в самолет попала молния. Но как авиалайнеру удается остаться целым и невредимым после такого внезапного электрошока, энергия которого исчисляется примерно в 1 млрд джоулей - эквивалент взрыва четверти тонны тротила?

Дело в том, что оболочка, предохраняющая кабину и салон пассажирского самолета, устроена так, что проводит электричество, но не пропускает разряд к экипажу, пассажирам и электронике лайнера, объясняет Крис Хаммонд, член британского профсоюза пилотов гражданской авиации (Balpa), ныне вышедший на пенсию.

"В оболочке самолета - металлическая экранирующая сетка, - рассказывает он. - Что-то вроде электропроводной марли, которой укрыт весь лайнер".

Все находящиеся внутри самолета летят словно в клетке Фарадея

Таким образом все находящиеся внутри самолета летят словно в так называемой клетке Фарадея, экранированной камере.

В дополнение к этому вся электроника, структурные соединения и баки с горючим имеют дополнительную, очень мощную защиту от внешних электрических разрядов.

Перед тем как авиалайнер вводится в эксплуатацию, всё это тщательнейшим образом проверяется, причем процесс проверки включает в себя симуляцию ударов молнии .

По словам Хаммонда, фотография, которую сделал Гудмундссон, - это иллюстрация того, что в самолете все работает так, как и должно работать.

Молния ударяет самолет в район носа, а затем уходит со стороны хвоста и - частично - крыла. Внутри авиалайнер полностью защищен.

Между тем, пассажиры, находящиеся на борту во время удара молнии, могут кое-что заметить. Например, те, кто летел в двух самолетах, попавших в сильную грозу в апреле над западным Лондоном, рассказывали, что слышали громкие удары, когда молния попадала в их авиалайнер.

Было время, когда пассажирские самолеты не были так хорошо изолированы от грозовых разрядов. Хэммонд вспоминает, как на подлете к аэропорту Сан-Франциско в его самолет попала молния, и "все экраны мгновенно погасли".

К счастью, в то время авиалайнеры еще оборудовались аналоговыми средствами управления. И пока компьютеры постепенно возвращались к жизни, Хэммонд сумел благополучно посадить самолет в ручном режиме.

Что происходит, когда молния попадает в самолет? August 21st, 2015

Согласно данным, собранным ресурсом Quartz, каждый работающий самолет в мире получает удар молнией, по крайней мере, один раз в год. Но прежде, чем вы решите никогда больше не летать, давайте разберемся, что происходит, когда молния ударяет в самолет.

Да, и видео этого случая под катом …

По сути, не происходит ничего страшного.

Во время проектирования современных самолетов всегда учитывается, что все оборудование, электрические и топливные системы должны быть защищены от разряда молнии, в котором сила тока достигает 30 000 ампер. Когда разряд попадает в корпус, электричество проходит через внешнюю алюминиевую оболочку фюзеляжа, не вызывая никаких реальных повреждений.

Зачастую такая защита работает настолько хорошо, что пассажиры не понимают, что молния попала в самолет, а единственное возможное повреждение, это небольшой ожог на обшивке в месте удара.

На самолет устанавливаются электростатические разрядники, которые обычно находятся на концах крыльев. Если в самолет ударит молния - они отводят электричество в воздух.

Бортовые электросистемы самолета экранированы, что защищает их от электромагнитного излучения, которое вызывает молния.

В прошлом году 10 июня в самолет авиакомпании British Airways, летевший из Лондона в Москву, ударила молния. Аналогичный инцидент произошел 4 июня с Boeing 737, выполнявшим рейс по маршруту Симферополь - Москва. При осмотре самолета во Внуково выяснилось, что молния оплавила 18 заклепок по обеим сторонам фюзеляжа, поврежден датчик угла атаки и статические разрядники на стабилизаторе.

«Электрический разряд не самый опасный фактор для безопасности пассажиров и экипажа. Современные самолеты имеют достаточную молниезащиту», - рассказал «Газете.Ru» Валерий Макаров, старший научный сотрудник государственного центра «Безопасность полетов на воздушном транспорте».

Обычно молния ударяет в выступающие части самолетов, например в законцовки крыла и нос.

В этих местах можно обнаружить небольшие оплавления конструкций. При ударе молнии электрический ток пробегает по металлической обшивке самолета, пока не выйдет из другой точки, например из хвоста. По словам пилота Патрика Смита, автора книги «Говорит командир корабля», молнии бьют в самолеты гораздо чаще, чем мы могли бы подумать. Просто, как правило, для пассажиров и членов экипажа это остается незамеченным. «Молния попадает в самолет в среднем раз в два года. Изредка на самолете можно обнаружить внешние повреждения - поверхностную точку входа и выхода молнии - или несерьезные повреждения электрических систем. Хотя обычно молния не оставляет следов», - уверен пилот.

Современные пассажирские лайнеры оснащены специальными средствами защиты от ударов молний. По словам профессора Маму Хаддада из Университета Кардиффа, изучающего воздействие молний на конструкцию самолетов, многие современные самолеты помимо композитных материалов в своей конструкции имеют медные экранирующие сетки - ими, например, оснащены самолеты семейств Boeing 787 и Airbus A350.

Эти медные слои выступают в роли так называемой клетки Фарадея, которая защищает от электрических токов все, что находится внутри нее.

Хаддад уверен, что еще более важным является то, что топливные баки самолетов, размещенные в крыльях, защищены от любых искр. Это достигается за счет того, что вся обшивка, структурные соединения, люки, отверстия и заливные горловины должны выдерживать разряд молнии, температура которого может достигать 30 тыс. градусов Цельсия.

По статистике, молнии чаще всего бьют в самолеты, летящие в дождево-кучевых облаках, на высотах 2–5,5 км. Часто пролетающие самолеты могут сами вызвать разряд в сильно наэлектризованных облаках. Считается, что в частные легкомоторные самолеты молнии попадают реже, так как они меньше по размерам и могут избегать встреч с грозами.

«Ток при молнии может достигать 200 тыс. ампер - люди могут услышать шум, увидеть свет или вспышку в иллюминаторе, но они не почувствуют ничего, - поясняет Хаддад. - Одним из эффектов может быть небольшое локальное расплавление там, где ударила молния, однако авиапромышленность довольно консервативная, испытания проводятся жесткие, так что пассажиры не рискуют».

За всю историю авиации серьезные происшествия, связанные с ударом молний, действительно можно пересчитать по пальцам. В январе этого года на востоке Индонезии разбился легкомоторный самолет компании Intan Angkasa Air, который попал в грозу и был поражен молнией. Тогда погибли четыре находившихся на борту человека. В 2010 году один человек погиб после того, как в самолет Boeing 737-700, летевший из Боготы, при посадке ударила молния, и лайнер развалился на три части. Однако, по данным расследования, сама молния не была единственной причиной крушения. К нему привели внезапный порыв ветра и воздушная яма, вызванная разрядом во время снижения, которые произошли почти одновременно.

Самая серьезная катастрофа по этой причине случилась в 1963 году, когда из-за удара молнии в воздухе взорвался Boeing 707 ныне не существующей авиакомпании Pan American.

Тогда по итогам расследования Американское управление гражданской авиации велело оснастить все гражданские суда специальными разрядниками, снимающими статическое электричество. После этой катастрофы инженеры впервые додумались, как уменьшить вероятность взрыва топлива в баках.

Было принято решение заполнять освобождающиеся по мере выработки горючего баки инертным газом, что мешает воспламенению паров топлива.

Менее трагичные и вовсе незаметные удары молний происходят куда чаще, и от них не застрахованы даже самолеты президентов. Так было с лайнером Франсуа Олланда, который летел на переговоры с Ангелой Меркель в 2012 году. Из-за удара молнии президенту пришлось пересесть на другой самолет и опоздать к канцлеру на полтора часа.

«Угроза травмирования лиц, находящихся на борту, серьезных отказов оборудования и систем воздушного судна в результате поражения самолета минимальна. Попадание молнии в самолет редко приводит к изменению плана полета, а повреждения, как правило, незначительны», - уверен Валерий Макаров.

источники

http://www.gazeta.ru/science/2014/06/15_a_6067281.shtml

http://cyclowiki.org/wiki/%D0%A3%D0%B4%D0%B0%D1%80_%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B8%D0%B8_%D0%B2_%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D1%91%D1%82

А вот вам еще что нибудь интересного про молнии: вот например , а вот почему и . Ну и конечно мои любимые Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия -

Борт «Аэрофлота», направлявшийся из Москвы в Мюнхен, благополучно добрался до места назначения с отверстием в фюзеляже

В среду с рейсом «Аэрофлота», вылетевшим из Мюнхена в Москву, случилось чрезвычайное происшествие, заставившее вспомнить знаменитый фильм «Экипаж». При прохождении лайнером грозового фронта в фюзеляж ударила молния.

Командир воздушного судна не растерялся и, сообщив на землю о поражении самолета статическим электричеством, продолжил полет и благополучно приземлился в Шереметьево. Драматическую историю со счастливым исходом моментально растиражировали все мировые информагентства. Тем не менее постфактум следует задать вопросы. Прежде всего самый главный: насколько был велик риск полета на пораженной молнией машине? И не следовало ли экипажу во избежание неприятностей вернуться в аэропорт вылета? Тем более что после приземления техники обнаружили сквозное отверстие в носовой части фюзеляжа, пониже лобового стекла кабины пилотов. Страшно представить, что могло бы случиться, угоди молния чуть выше...

С вопросами репортер «Труда» обратился в консультативно-аналитическое агентство «Безопасность полетов». Там в ответ привели такую статистику: попадание молнии в летательные аппараты происходит в среднем 1 (один) раз за 1000 (тысячу) часов полета. Если взять мировой парк гражданских судов, то получается, что практически каждый самолет в среднем раз в год рискует получить удар, пролетая через грозовой фронт.

Повод ли это для волнений? База данных авиационных происшествий свидетельствует, что серьезной угрозы такие ЧП в воздухе не несут. Современные лайнеры сконструированы таким образом, что удар молнии в фюзеляж не вызывает серьезных разрушений или пожара. Приблизительно каждый третий самолет в худшем случае получает незначительные повреждения, которые устраняются уже на земле. То есть не приходится повторять подвиги героев фильма, которые пытались залатать пробоину на заоблачной высоте. Молния, как правило, ударяет в крайнюю точку самолета в одном месте, а выходит из другого.

Вот что рассказал штурман гражданской авиации Игорь ОБОДКОВ , налетавший 8 тысяч часов на Ту-134 и Ту-154:

— Таких случаев в моей практике было множество. Особенно неприятные ощущения у экипажей и у пассажиров возникают в ночных полетах, когда за окнами возникают грозовые сполохи. Шторы при этом лучше все-таки закрыть. Днем же такие явления могут пройти и незаметно. Для экипажа хуже всего, когда визуально грозовые разряды скрыты. А вообще экипажи стараются без крайней нужды в кучевую облачность не заходить. По ощущениям удар молнии можно сравнить с ударом молота по фюзеляжу. Приятного мало! Однажды в моей практике такой удар отключил локатор. К слову, чаще всего молния бьет в носовую часть, потому что оттуда исходит излучение локатора, притягивающее грозовой разряд. Но, слава богу, давно не слышал о чем-нибудь серьезном после поражения самолетов молнией...

А вот рассказ Татьяны САВУШКИНОЙ , стюардессы «Домодедовских авиалиний» с 20-летним стажем работы:

— У нас работа такая — улыбаться, даже когда страшно. А такое бывает, когда гроза приводит еще и к вертикальной турбулентности. А однажды — кажется, это был рейс в Анадырь или Магадан — я лично ощутила холодок на спине, когда после приземления обратила внимание на носовую часть нашего Ил-62. Весь обтекатель был в мелких вмятинах, будто от дробин. Хотя, когда в небесах все сверкало, мы этого «обстрела» даже не почувствовали.

Хроники

18 мая с. г. в Boeing-787 Dreamliner, летевший из Варшавы в Торонто, при заходе на посадку попала молния. После приземления на фюзеляже обнаружено отверстие в 2 см.

В июне с. г. молния повредила три самолета, стоявшие в Шереметьево.

15 августа с. г. в самолет авиакомпании «Россия», летевший из Симферополя в Москву, над столицей попала молния. На фюзеляже было обнаружено пятно, а на одном из обтекателей — оплавление двух заклепок.

4 октября с. г. в аэрофлотовский Boeing-777, вылетевший из Шереметьево в Хабаровск, ударила молния. Лайнер продолжил рейс.