Почему авиалайнеры могут выдерживать прямые удары молнии

Летящий металлический «тубус» способен выдержать прямой удар молнии и продолжать полет, в то время как многие высокие наземные сооружения получают серьезные повреждения. Основная причина в конструкции. Авиалайнер спроектирован как управляемая электротехническая система, а не как пассивная мишень.

Фюзеляж и крылья работают как специально сформированная клетка Фарадея — проводящая оболочка, которая отводит ток вокруг пассажирской кабины и бортовой электроники. Когда канал молнии «прицепляется» к носу или законцовке крыла, огромный ток течет по наружной обшивке и выходит через другую крайнюю точку самолета. Плотность тока и его путь рассчитывают с использованием уравнений Максвелла, и конструкторы добиваются того, чтобы структура обеспечивала низкоимпедансный маршрут, удерживающий энергию вне критических систем.

Здания обычно представляют собой сочетание разных материалов со сложной системой заземления, острыми кромками и множеством точек соединения с грунтом, что создает запутанные и неуправляемые пути тока. Самолет же движется в воздухе — среде с гораздо более высоким электрическим сопротивлением, чем влажная земля, поэтому разряд обычно быстро «прицепляется и отцепляется», не задерживаясь надолго. Правила сертификации требуют доказательств, что тяги управления, топливные системы и электронные комплексы дистанционного управления выдерживают наведенное напряжение и электромагнитные помехи; для этого применяются экранирование, электрическое соединение элементов в единый контур и выравнивание потенциалов.

Часто сам разряд молнии инициируется самолетом через локальную ионизацию окружающего воздуха, что дает инженерам более предсказуемый сценарий. Небоскреб не может так же контролировать геометрию всех ближайших проводников, автомобилей и кабелей. Авиалайнер выдерживает удар не из‑за везения, а потому, что его конструкция, материалы и система проводки намеренно «настроены» на управляемое прохождение заранее известного экстремального токового события.

loading...