Молния и самолёт. Чем опасна гроза для самолетов?

Гроза в Ташкенте стала причиной ухода нескольких рейсов на запасные аэродромы. В аэропорту столицы по метеоусловиям (дождь, гроза в районе аэродрома) были введены ограничения на прием и выпуск воздушных судов. Специалисты инспекции безопасности полетов «Uzbekistan Airports» объясняют, чем могут быть опасны гроза и молния для самолетов.



Грозы опасны интенсивной турбулентностью в облаках, способной вызвать сильную болтанку и перегрузки, превышающие предельно допустимые значения; сильным обледенением на высотах, где температура воздуха ниже 0°С; возможностью поражения самолета молниями; интенсивными ливневыми осадками.

Молния имеет очень большое влияние на радио- и электроаппаратуру. Скачки напряжения могут вывести из строя приборы: навигационные, радиодисплеи, «спалить» какой-либо блок. Но современные самолеты очень хорошо от этого защищены. Есть статические разрядники, по которым электричество «стекает» с самолета, дабы уменьшить электризацию, и, к счастью, любая система в случае ее выхода из строя имеет дублирование. Корпус салона и кабины пилотов 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.

Справочно: Огни святого Э;льма (англ. Saint Elmo’s fire, Saint Elmo’s light) — разряд в форме светящихся пучков или кисточек (или коронный разряд), возникающий на острых концах высоких предметов (башни, мачты, одиноко стоящие деревья, острые вершины скал и т. п.) при большой напряжённости электрического поля в атмосфере.

Они образуются в моменты, когда напряжённость электрического поля в атмосфере у острия достигает величины порядка 500 В/м и выше, что чаще всего бывает во время грозы или при её приближении, и зимой во время метелей. По физической природе представляют собой особую форму коронного разряда. Название явление получило от имени святого Эльма (Эразма) — покровителя моряков, которые часто наблюдали огни на верхушках мачт. Может возникать на обшивке самолёта. (Википедия) Высокочастотный ток молнии не проникает вглубь металлического корпуса самолета или автомобиля, а течет по поверхности.

Поэтому, если только молния не попадет в бак с горючим и не вызовет его взрыва, пассажиры вообще могут не заметить разряда. Молния имеет напряжение до одного миллиона вольт и силу тока да 30 тысяч ампер. Наиболее частые случаи ударов молнии в самолёт происходят, когда самолёт находится внутри облаков во время грозы, и во время взлета и посадки. Наибольшая грозовая активность обычно происходит на высоте от 1,500 до 4,500 метров, а высота, на которой проходят пути дальнемагистральных самолётов – намного выше.

Семьдесят процентов всех попаданий молнии в самолет происходят во время грозы внутри облака при температуре около нуля по Цельсию. Вероятность удара молнии сохраняется на расстоянии до пяти километров от грозового облака. Полет вблизи грозовых облаков опасен не только из-за молний. Как сообщают очевидцы, во время пролета бомбардировщика Ту-95, разбившегося недавно под Хабаровском, над городом в это же время проходил мощный тайфун, и наши самолеты (пара стратегических бомбардировщиков) пролетели как раз между двумя мощными грозовыми облаками, причем недопустимо близко от них, что и могло вызвать остановку двигателей из-за внезапного снижения температуры воздуха.

Чаще всего молния попадает во внешние выпирающие части – концы крыльев, нос или хвост самолета. Ток молнии перемещается вдоль самолета и выходит в сторону земли с других краёв, образуя электрическую цепь «облако – самолет – земля». Теоретически для современного самолета молния не опасна, так как защитные системы весьма эффективны. Разряд молнии всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

Попадая в самолет, он проходит по его металлической обшивке, не проникая внутрь и не задевая важные устройства. Для этого листы обшивки должны быть плотно подогнаны друг к другу. В случае использования композитных материалов, их покрывают слоем проводящей сетки из медной фольги. Если вы находитесь внутри металлического предмета, никакие молнии вам не страшны!...

Зачастую пассажиры вообще не замечают молнию. Однако внимательный и знающий физику пассажир самолета может предвидеть удар молнии, обратив внимание на резкое усиление огней святого Эльма на концах крыльев. Светящиеся полосы могут достигать 3 ; 5 м в длину и 15 см в ширину.

 

«Главная опасность во время грозы заключается в сильной турбулентности. Это не столько нештатная, сколько неприятная ситуация. Далеко не каждый сумеет сохранить самообладание, когда в воздухе самолет начинает трясти и подкидывать из стороны в сторону. Это физическое свойство атмосферы, в которой постоянно изменяются давление, температура, направление и скорость ветра. Из-за этого воздушные массы становятся неоднородными по составу и плотности. И когда самолет проходит через них с очень большой скоростью, в салоне создается вибрация, которая и вызывает неприятные ощущения. Падение самолета из-за турбулентности маловероятно. Молния также не должна привести к катастрофическим последствиям, бояться не надо. Все к этому готовы. Каждые полгода авиационные специалисты изучают особенности эксплуатации новой техники в осенне-зимний период (обледенение, снега, скользкие полосы, ветра при скользких полосах) и весенне-летний (грозы, сильные ветра, эксплуатация техники в жарких странах)», – объяснили в инспекции.

Справочно: Меры защиты современных самолётов> Современная авиация сталкивается с проблемами роста конкуренции и повышением топливных затрат. Для решения этих проблем снижают вес самолета за счет использования композиционных материалов. Процент содержания композитов в конструкциях современной авиации составляет примерно 15 процентов, но в новом поколении самолетов этот процент значительно вырастет. Наиболее яркий пример – «Боинг» 787 DREAMLINER. Больше половины деталей этого самолета выполнены из композиционных материалов, он имеет весьма высокий КПД по сравнению с предыдущим аналогом и низкий расход топлива.

В российской авиации таким примером может служил ТУ-334, где органы управления и механизации крыла выполнены из композитов. Для защиты от сильного электромагнитного излучения, возникающего при ударе молнии, бортовую авионику экранируют медными сетками. Чтобы исключить воспламенение паров топлива в баках при попадании молнии, по мере выработки горючего они заполняются инертным газом.

Для того чтобы снизить вероятность встречи с небесным электричеством, на концах крыльев устанавливаются электростатические разрядники, с которых статический заряд стекает в воздух. Благодаря этому корпус самолета всегда остается нейтрально заряженным и не привлекает “внимания” молнии. Если она и попадает в него, то, скорее всего, выйдет из корпуса именно с разрядника.

При этом согласно правилам полетов в воздушном пространстве, при встрече с опасными метеорологическими явлениями по маршруту полета командир воздушного судна обязан сообщить об этом диспетчеру и принять все возможные меры для их обхода. При невозможности их обхода, командир обязан вернуться на аэродром вылета или произвести посадку на ближайшем запасном аэродроме.

Какие бы проблемы ни возникали в отечественной авиации и авиапроме, любой российский самолет, военный или гражданский, от ударов молнии защищен надежно.