28 września 2021

 

Zabezpieczenie samolotów przed uderzeniami piorunów nabiera coraz większego znaczenia. W latach gdy samoloty budowane były wyłącznie z metalu problem był marginalny, chociaż i wówczas z tego powodu zdarzały się katastrofy. Metalowa „klatka Faradaya” nie zawsze się sprawdzała. Przykładem może być chociażby katastrofa lotu 214 Pan American z 8 grudnia 1963 roku, kiedy to wyładowanie atmosferyczne spowodowało pożar zawartego w zbiornikach paliwa, Zginęło wtedy ponad 80 osób. Już wtedy metale i ich stopy używane do budowy samolotów osiągnęły szczyt swojego rozwoju i aby budować większe maszyny należało sięgnąć po materiały o podobnej wytrzymałości lecz niższej masie. Pod ręką były kompozyty z włókna szklanego. W tych latach rozpoczął się i gwałtowny rozwój. Powstawały materiały kompozytowe o różnych właściwościach i z laboratoriów przemysłów kosmicznego i lotniczego szybko przechodziły do motoryzacji, stoczni jachtowych i innych dziedzin przemysłu.

Ryszard Romanowski

Zastosowanie kompozytów polimerowych w dużym stopniu zwiększyło współczynnik stosunku wytrzymałości do masy. Przez lata rozwoju technologii wyeliminowano wiele problemów, takich jak np. trudności w ocenie zjawisk mechanicznych zachodzących w strukturach kompozytowych. Montowane w nich czujniki, np. piezoelektryczne, pozwalają obecnie na stwierdzenie rozwarstwień i innych wad powstających podczas eksploatacji. Stosuje się również metody termowizyjne, ultradźwiękowe itp. Pozwoliło to na konstruowanie zamkniętych struktur kompozytowych, do których w sposób nieinwazyjny trudno dojść. Występują one np. w Dreamlinerze. Opukiwanie samolotu i analiza uzyskanego dźwięku przez ekspertów również jeszcze nie przeszły do historii.

Wśród czynników niszczących wywołanych uderzeniem pioruna w statek powietrzny warto wymienić:

  • uszkodzenie mechaniczne konstrukcji,
  • przebicie elektryczne,
  • wstrząs magnetyczny,
  • falę uderzeniową powodującą nadciśnienie,
  • magnetyzm resztkowy wywołujący m.in. zmiany pól magnetycznych,
  • bezpośrednie wnikanie prądu do instalacji elektrycznej samolotu,
  • wybuch oparów paliwa.

Wynikiem licznych obserwacji i badań jest norma SAE ARP 5414, dzieląca samolot na strefy określające gdzie może dojść do wejścia pioruna, trasy jego przejścia i potencjalnego wyjścia. Strefy te są następujące:

1A – Strefa pierwszego przejścia powrotnego. W przypadku samolotów pasażerskich obejmuje ona dziób, końcówki płatów i końcówkę statecznika pionowego oraz wloty silników.
1B – Strefa przejścia mniej narażona na uderzenie pioruna.
1C – Strefa przejściowa pomiędzy strefami 1A i 1B.
2A – Strefa, przez którą piorun wejdzie i na jej końcu opuści konstrukcję. Przykładem mogą być silniki i ich gondole.
2B – Strefa podobnie jak w punkcie 2A, tyle że z dłuższym czasem trwania.
3B – Strefa przewodząca napięcie.

 

Cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5/6 (164/165) Maj/Czerwiec 2021