مکانیزم عملکرد برقگیر هواپیما

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، اگر هواپیما بین دو ابر دارای بار الکتریکی پرواز کند مشکلی برای مسافران درون آن پیش نمی‌آید. زیرا هواپیما مانند یک قفس فاراده عمل می‌کند. یعنی، چون جنس هواپیما از مواد رسانای الکتریکی است و میدان الکتریکی در داخل جسم رسانا صفر می‌باشد، برای مسافران فرقی نمی‌کند که هواپیما در میدان الکتریکی حرکت کند یا خیر. اما وجود بار الکتریکی در محیط ممکن است بر هواپیما تاثیر گذارد که با استفاده از نیروی موتور می‌توان بر آن غلبه نمود.

چگونه یک هواپیما از ضربه صاعقه در هواپیما در امان می‌ماند؟

نظربه اینکه لایه بیرونی اغلب هواپیما‌ها عمدتاٌ از آلومینیوم ساخته شده است که هادی خوب الکتریسیته است. راز سالم ماندن هواپیما در میان ضربات صاعقه این است که در هواپیما اجازه روان شدن جریان الکتریکی از میان پوسته هواپیما تا نقطه تمـاس آن بـه بعضـی نقاط دیگـر بـدون وقـفه یـا انحـراف بـه درون هـواپـیمـا داده می‌شود. تخمین‌ها نشان می‌دهند که هر خط هوایی تجاری بطور متوسط یک ضربه صاعقه در طول سال می‌خورد، ولی آخرین صدمه‌ای که از برخورد هواپیما با صاعقه بود در سال ۱۹۶۷ اتفاق افتاد موقعی که مخزن سوخت منفجر شد و این باعث شد که هواپیما صدمه ببیند و سقوط کند. بطور عمومی اولین جایی که با رعد و برق در تماس است، سر یا ته (دماغ یا نوک قوس دار و منحنی شکل) است. زمانی که هواپیما از میان ناحیه‌ای از بار‌های مثبت شروع به پرواز می‌کند، صاعقه از میان پوسته هواپیما بوجود می‌آید وشروع به حرکت می‌کند و به سمت ناحیه حد انتهایی می‌رسد. این کار اغلب در دم بوجود می‌آید. (همانطور که قانون گاوس بیان نموده است.) مساله دیگری که مربوط به صاعقه می‌شود، تاًثیرگذاری بر روی کامپیوتر‌ها و تجهیزات پرواز است. عایق بندی و جرقه گیر‌ها اطمینان می‌دهند که جریان‌های الکتریکی ایجاد شده اثری بر روی برد‌های الکترونیکی هواپیما‌های مدرن نداشته باشند و صدمه‌ای به مایل‌ها سیم بندی الکتریکی در هواپیما نمی‌رسانند. تمام قطعاتی که برای عملکرد هواپیما‌های تجاری حیاتی هستند باید از مقررات هواپیمایی FAA که برای تمام هواپیما‌هایی که در ایالات متحده پرواز می‌کنند وضع شده است، پیروی کنند. هواپیما و بخصوص بدنه هواپیما و نه افراد داخل آن، بوسیله دوچیز از ضربات صاعقه نجات می‌یابند. اولین و مهمترین چیز فکر خلبان و پیشگویی‌های هواشناسی است که پیش بینی می‌کند وتشخیص می‌دهد که در کجا احتمال برخورد با طوفان‌های تند است؛ و دومی از طریق یک دستگاه کوچک ناآشنا با نام فتیله استاتیک (Static Wick) است. بیشتر هواپیما‌ها به داخل طوفان‌های رعد وبرق نمی‌روند و مستقیماٍ در جایی که حتی احتمال رعد وبرق هم است پرواز نمی‌کنند. آن چیزی که ما از رعد و برق می‌بینیم یک میل به موازنهٌَُِ، از سیل بزرگی از الکترونهاست که از طریق ابر به ابر و یا از طریق ابر به زمین اتفاق می‌افتد. در هر صورت مقدار زیادی از الکترون‌ها به گوشه ابر شارش پیدا می‌کنند و الکتریسته راه خودش را از جایی به جای دیگر از طریق چیزی که ما به آن فرمانده قدم (Step Leader) می‌گوییم، پیدا می‌کند. نیروی عمودی ابر شروع به جذب الکترون‌ها از سطح زمین می‌کند و این الکترون‌ها بر روی هر چیزی که بار الکتریکی را جذب می‌کند (مثل یک نرده) یا یک برجستگی (مثل یک انسان) ویا هردو (مثل تیرچراغ برق یا تلفن) می‌نشینند. بار‌های الکتریکی شروع به پایین آمدن می‌کنند و در این حال به هوا برخورد می‌کنند و آنرا یونیزه می‌کنند تا اینکه leader به طرف پایین برخورد کند. یک هواپیما در بین قسمت‌های بالایی ابر که شارژ شده که برای step leader‌ها نقش یک معبر را دارد پرواز می‌کند و قابلیت این را دارند که هر کدام را در یک جهت تولید کند. اگر هر کدام از آن‌ها به یک leader که در حال پایین آمدن به سطح زمین است برخورد کند صاعقه پیش می‌آید. هواپیما با استفاده از چیزی که به آن Static Wick یا فتیله ایستا نامیده می‌شود سعی در پراکنده کردن این Step leader‌ها می‌کند. یک فتیله ایستا یک قطعه آهنی است که به بدنه هواپیما با یک یا دو میخ یا سوزن در ته آن بطور الکتریکی اتصال دارد. آن جای پوشش فایبرگلاسی است که برقگیر است و از هواپیما نیز جداست. برای اینکه میـخها در اطراف آن‌ها بارالـکتریکی را متمرکز کنند به بدنه هواپیـما متصـل شده اند. آن‌ها به هواپیما اجازه می‌دهند که هر بار ساکن الکتریکی را که ممکن است در داخل هواپیما ساخته شود پراکنده کنند. همچنین اگر رعد وبرق به هواپیما برخورد کرد، این شانس وجود دارد که الکتریسته به درون پراکنده کننده‌ها برود و داخل هواپیما نشۀود.؛ بنابراین موقعی که بحث می‌شود که چگونه هواپیما از ضربات صاعقه مصون می‌ماند، بهترین گزینه خلبان است که قبل از اینکه پرواز کند هوا را چک می‌کند و تصمیم‌های هوشمندانه‌ای برای پرواز به منطقه مذکور اتخاذ می‌کند. اگر یک هواپیما مجبور شود که در داخل طوفان برود، فتیله‌های ایستا بر روی بال‌ها و انتهای تیغه پرواز موتور باید هواپیما را سالم نگه دارند.

 

 

منبع: فنی ومهندسی سازه نیرو