Vendel, Irén, Kleopátra2020. október 20., kedd
Tudomány

Miként kerülhetik el a repülőgépek a villámcsapást?

National Geographic Magyarország

Ha egy repülőt villámcsapás ér, a protokoll szerint a lehető leghamarabb le kell szállnia egy műszaki ellenőrzésre, ez azonban költséges és időigényes. Mi volna, ha inkább valahogy megelőzhető lenne maga a villámcsapás?

Forrás: MIT

A Massachusetts-i Műszaki Egyetem (MIT) kutatói igyekeznek a problémára hatékony megoldást találni, és egy nemrégiben, a JGR Atmospheres szakfolyóiratban megjelent kutatási eredményük alapján úgy tűnik, jó úton járnak. Bár a repülőgép utasaira a villámcsapásnak nincs közvetlen hatása, a gépen elhelyezett műszerek, eszközök károsodhatnak, illetve a modern, szénszálas anyagból készült repülőgéptestek is könnyebben sérülnek a villámcsapástól, mint a régi, teljesen fémből készültek. Ennek oka pedig, hogy a gép különböző, rossz vezetőképességű elemein különböző mennyiségű töltés tud felhalmozódni, s így szikrák is kipattanhatnak.

Egy repülőt évente átlag egyszer ér villámcsapás, és ennek kiváltója, a legtöbb esetben, maga a repülő (95 százalékban), hisz a gép testén a hegyes, éles szerkezeti elemeken (pl. orr, szárnycsúcs, stabilizátorok, farokvég) felgyülemlő töltés hatására indul be a kisülés. (A repülők esetében a „szokványos” villámcsapáshoz képest még egy kis csavar van: a gép nagy sebességgel mozog, miközben a villámcsapás éri, így az nem egy ponton, hanem egy sávban okozhat rajta károkat, és nem is az előkisülés csatornáján csap vissza a főkisülés ilyenkor.) Ez azonban elméleti számítások alapján elkerülhető azzal, ha a gép teljes töltésmennyiségét csökkentik. Az MIT repülőmérnöki karának adjunktusa, Carmen Guerra-Garcia vezette kutatócsoport laboratóriumi kísérleteket végzett a felállított elméletük ellenőrzésére.

A villámcsapás elkerülésének elve a következő: a gép testén szenzorokat helyeznek el, amelyek mérik a környező elektromos térben a villámcsapást megelőzően kialakuló előkisülés (leader) kialakulását, és amint ez megjelent, a gépet megfelelő irányú töltéssel árasztja el egy, szintén a gépen elhelyezett eszköz. Ehhez az ellensúlyozó feltöltéshez kevesebb energia szükséges, mint egy villanykörte üzemeltetéséhez, a kutatók szerint. Ezzel a módszerrel gyakorlatilag „láthatatlanná” tudnák tenni a repülőgépet a villámcsapások számára. Matematikai modellezés alapján meghatározták a gépen felhalmozódó, az előkisülés kiváltásához elegendő töltést, majd kiszámolták, hogy a gép ellentétes irányú töltéssel való ellátása esetén mi történne. Kiderült, hogy 50 százalékkal nagyobb légköri térerősségre lenne szükség ahhoz, hogy így is kialakulhasson villámcsapás, vagyis igen jelentősen csökkenne az esélye az efféle eseménynek. Az elméleti számítások után a laborkísérletekben egy 10 méteres, „mesterséges zivatarfelhőbe”, vagyis egy erős elektromos teret generáló kamrába helyeztek egy kb. 1 méteres szárnyfesztávolságú repülőgép-modellt. Először azt ellenőrizték, hogy valóban az előkisüléseknek köszönhetően érik-e villámcsapások a repülő testét, és ez be is igazolódott. Azután megpróbálkoztak az ellentétes irányú töltésekkel, és ez is bevált: a pozitív töltéseket hordozó gépre negatív töltéseket árasztva nem tudott kialakulni az előkisülés, s így nem is következett be a villámcsapás sem.

A kutatócsoport szerint jó irányba haladnak, és a kísérletek eredménye szerint gyakorlatban is megoldható lesz, hogy a felvázolt elv alapján töltésirányítással megelőzzék a gépeken a gép által kiváltott villámcsapásokat. Ezzel pedig igen jelentős mértékű költségmegtakarítást lehet majd elérni – nem véletlen, hogy a mostani kutatásokat is a Boeing támogatásával végezték el az MIT kutatói. Egy 1998-as adat szerint a villámcsapások miatti közvetlen vagy közvetett kár (mint pl. a gép késése okán fizetett kártérítések) évente 2 milliárd dollárba kerülnek a légitársaságoknak – az azóta eltelt időben ez az összeg valószínűleg jelentősen nőtt is. A repülőgépek villámvédelme maga is sok milliárd dolláros üzlet (2017-es adat szerint 4,1 milliárd USD), így az aktív villámvédelem feltehetően igen nagy jövő előtt áll.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt

Hozzászólások

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Az észlelések számának csökkenése nem feltétlenül negatívum, hiszen a halászhajók kiszorulásának következménye is lehet.

Így változik a kutyák személyisége az életük során

Így változik a kutyák személyisége az életük során

A kutyák személyisége változik a korral, de a különböző személyiségvonások nem azonos ütemben.

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

A mamutok és az óriáslajhárok mellett a kardfogú macskák a pleisztocén legismertebb állatai.

Eddigi ismereteink szerint az élelmiszerek nem terjesztik a vírust

Eddigi ismereteink szerint az élelmiszerek nem terjesztik a vírust

Az eddigi tudományos ismeretek alapján az élelmiszerek és azok csomagolóanyagai nem játszanak szerepet a koronavírus terjedésében.

Mit ettek az indián gyapjas kutyák?

Mit ettek az indián gyapjas kutyák?

Az észak-amerikai őslakosok a kontinens nyugati partvidékén egy hosszú szőrű kutyafajta bundáját nyírták úgy, ahogy másutt a juhokét.

National Geographic 2020. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket