Descărcări de tip aripă Acest fenomen ar putea fi util
Descărcările Corona sunt posibile purtătoare de trăsnet. Cercetătorii americani au descoperit că, ca obiect plutitor, aripile se comportă diferit decât se aștepta - ceea ce ar putea fi foarte util.
Cercetătorii de la MIT au investigat cum poate fi redus riscul de fulgere în avioane.
De secole, marinarii au cunoscut Elmsfire ca un vestitor al unei furtuni. Cu puteri de câmp electric mai mari de 100 kV/m, descărcările continue apar pe obiecte înalte, cum ar fi catargele navei. De asemenea, piloții observă fenomenul: dacă aeronava lor traversează un front de furtună, astfel de descărcări de coroană se formează la capetele aripilor sau pe parbriz. Sunt văzuți ca purtători de trăsnet. Avioanele sunt bine protejate ca cuști Faraday - electronica de la bord, de asemenea, elimină cu succes supratensiunile - dar dispozitivele încă pot eșua.
Se știa anterior că o descărcare coronală se poate intensifica atunci când există vânt. Acum, inginerii aerospațiali de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au descoperit că curenții de aer au efectul opus asupra obiectelor nepământate, cum ar fi avioanele. Cu cât vântul este mai puternic, cu atât este mai slabă descărcarea coroanei.
Norul tunetei privit fizic
Fundal: Într-un nor cu tunete, fricțiunea poate determina generarea de electroni suplimentari. Se creează un câmp care poate ajunge până la pământ. Dacă acest câmp este suficient de puternic, poate ioniza moleculele de aer din jur și poate transforma aerul neutru într-un gaz sau plasmă încărcat. Acest proces are loc cel mai adesea în jurul obiectelor ascuțite, conductive, cum ar fi vârfurile aripilor, deoarece aceste structuri ascuțite tind să concentreze câmpul electric.
De îndată ce s-a format o plasmă, moleculele din plasmă încep să strălucească prin procesul de descărcare a coroanei, prin care excesul de electroni din câmpul electric se ciocnește cu moleculele și le pune în stări excitate. Pentru a reveni la starea lor de bază, moleculele trimit un foton cu o lungime de undă care corespunde strălucirii caracteristice albastre a Focului de Ulm pentru oxigen și azot.
În experimentele anterioare de laborator, oamenii de știință au descoperit că această strălucire și energia unei descărcări de coroană cresc în prezența vântului. O rafală puternică poate arunca ioni încărcați pozitiv, care protejează local câmpul electric și îi reduc efectul. Aceste experimente au fost efectuate în mare parte cu structuri împământate electric. Echipa MIT s-a întrebat acum dacă acest lucru se aplică și structurilor nefondate, cum ar fi aripile unui avion.
Experimente în tunelul vântului
Pentru a-și testa ipoteza, inginerii au construit o structură simplă de aripi din lemn și și-au înfășurat construcția în folie de aluminiu, astfel încât modelul să fie conductiv electric. În loc să genereze un câmp electric electric ca în timpul unei furtuni, care ar fi consumat destul de mult timp, inginerii au lucrat cu o structură alternativă. Au creat descărcarea coronei cu un fir metalic care a fost paralel cu lungimea aripii și a fost conectat la o sursă de înaltă tensiune între fir și aripă. Au atașat aripa la o bază realizată dintr-un material izolant pentru a o face să plutească. Întreaga structură a fost plasată în tunelul vântului la viteze ale vântului de până la 50 de metri pe secundă. Cercetătorii au schimbat, de asemenea, tensiunea pe fir. Toate fenomenele luminoase au fost înregistrate de cameră. Rezultatul dvs. este surprinzător. Deoarece rezistența descărcării coroanei și luminozitatea rezultată au scăzut odată cu creșterea vântului - spre deosebire de structurile împământate.
De la laborator la aplicație
„Interesantul acestui studiu este că, în cadrul experimentului, am descoperit că teoriile clasice ale descărcării coroanei în vânt nu se aplică aeronavelor izolate electric de împrejurimile lor”, spune Carmen Guerra-Garcia împreună. Este profesor asistent de aerospațiu la MIT.
Proiectul a fost parțial finanțat de Boeing, ceea ce permite să se tragă concluzii despre relevanța sa practică. Piloții încearcă întotdeauna să evite furtunile. Pentru aceasta sunt disponibile ajutoare tehnice extinse. Dacă nu reușesc, totuși, alte măsuri tehnice ar putea contribui la minimizarea riscului de fulgere. În același timp, fluxul de aer generat de aeronave ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru a controla descărcările de coroană. Primele experimente nu permit să se tragă concluzii detaliate despre avioane; modelul de laborator este mult simplificat. Cercetătorii știu, de asemenea, din experimentele anterioare că suprafața unei aeronave ar putea fi încărcată negativ pentru a neutraliza purtătorii cu sarcină pozitivă și pentru a reduce riscul de fulgere.