كيف يتم حماية الطائرات من البرق؟
بالمقارنة مع الأنظمة الموجودة على الأرض، يختلف الوضع قليلاً في الطائرات. وبطبيعة الحال، لا يوجد اتصال مباشر بين الطائرة والأرض. ومع ذلك، هناك آليات أخرى لأداء هذه الوظيفة. وبما أن الطائرة عبارة عن نظام مغلق في حد ذاته، فإنها لا تحتاج إلى اتصال أرضي. توجد نتوءات معدنية صغيرة على الجناح والحافة الخلفية للذيل لتفريغ الشحنة الساكنة المتراكمة على الطائرة. وعندما تهبط الطائرة يمكن تفريغ الكهرباء المتراكمة عليها أثناء الرحلة بهذا النوع من التأريض الكهربائي.
يصل طول البرق في بعض الأحيان إلى 9 كيلومترات. وهو فعال في مساحة 15 كيلومترا حوله. وفي القياسات تصل درجة الحرارة في مركز البرق إلى 40 ألف درجة. مثل هذا التشكيل القوي يؤثر بالطبع على الطائرات. أحياناً تهتز، وأحياناً تسبب أضراراً، وتطلي الجزء الداخلي من الطائرة بلون فاتح مخيف مثل الأشعة تحت الحمراء. صوته يخيف الركاب. لكن لا تزال الطائرات تتمتع ببنية قوية ضد البرق. على الرغم من تعرضهم للتلف بين الحين والآخر، إلا أنهم يستطيعون تحمل مثل هذا السوط السماوي القوي.
تدخل البرق في الطائرات
البرق هو أحد أقوى الظواهر الطبيعية في الطبيعة. ويمكن لهذه التفريغات الكهربائية القوية أن تصيب أماكن كثيرة على الأرض وفي الجو وتسبب أضرارا كبيرة. من الأحداث الطبيعية التي تتعرض لها الطائرات أثناء طيرانها في الجو هو البرق. يحدث البرق عادة نتيجة التوازن المفاجئ لفرق الشحنات الكهربائية في الغلاف الجوي. يمكن أيضًا أن تتعرض الطائرات للجهد والتيار العالي عند اعتراض البرق. يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث أضرار جسيمة للأنظمة الكهربائية والإلكترونية للطائرة، وحدوث حرائق، وأضرار ميكانيكية لجسم الطائرة. ولذلك، يتم اتخاذ تدابير مختلفة لحماية الطائرات من البرق.
طرق الحماية من الصواعق للطائرات
قفص فاراداي: قفص فاراداي عبارة عن هيكل موصل يمنع المجالات الكهربائية أو يحبسها بالداخل. يتكون قفص فاراداي المستخدم في الطائرات من مادة موصلة مدمجة في السطح الخارجي لجسم الطائرة. يحمل البرق جهدًا وتيارًا عاليًا عندما يضرب جسم الطائرة. كما يقوم قفص فاراداي بنقل طاقة البرق إلى الخارج عن طريق نشرها في جميع أنحاء الجسم، وبفضل بنيته الموصلة، يتم توزيع التيار الكهربائي عبر سطح الجسم ويمنع من الوصول إلى الأجزاء الداخلية. وبذلك لا يتأثر الركاب والأنظمة الإلكترونية داخل الطائرة بالبرق.
أنظمة تفريغ الكهرباء الساكنة: تعد أنظمة تفريغ الكهرباء الساكنة حلاً مهمًا يستخدم للحفاظ على خطر الصواعق عند أدنى مستوى عن طريق منع أو تقليل تراكم الكهرباء الساكنة في الطائرات. تتراكم في الطائرات شحنات كهربائية ساكنة بسبب احتكاك الهواء أثناء تحركها في الهواء أثناء الطيران. يمكن أن يتركز تراكم الشحنة هذا على سطح جسم الطائرة ويزيد من خطر التعرض للصواعق. تعمل أنظمة تفريغ الكهرباء الساكنة على تقليل الضرر الذي قد يحدث بسبب البرق عن طريق إبقاء هذا التراكم تحت السيطرة. تتكون أنظمة تفريغ الكهرباء الساكنة من شرائح معدنية أو أسلاك موصلة مدمجة في جسم الطائرة. يتم وضع هذه الهياكل الموصلة في أجزاء مختلفة من جسم الطائرة، ويتم نقل الشحنات الكهربائية الساكنة المتراكمة في الجسم إلى هذه الشرائط أو الأسلاك الموصلة ويتم تفريغها بسرعة إلى الأرض.
مانعات الصواعق: تعتبر مانعات الصواعق مكونًا مهمًا آخر يستخدم لتقليل مخاطر ضربات الصواعق في الطائرات وضمان سلامة الطيران. وتتكون بشكل عام من قضبان معدنية توضع على الأسطح الخارجية للطائرة مثل المقدمة والأجنحة والذيل. تتيح هذه القضبان التحكم في التيار الكهربائي عن طريق جعل جسم الطائرة مركز جذب للصواعق. تجمع القضبان الشحنة الكهربائية الساكنة التي تتراكم في جسم الطائرة وتوفر وسيلة لجذب البرق. وفي حالة حدوث ضربة صاعقة، ينتقل التيار الكهربائي الموجود على القضبان إلى جسم الطائرة، ويمر هذا التيار بأمان عبر جسم الطائرة ويتم تفريغه إلى الأرض.
