Procedura

Impulsy składowe symulowanego wyładowania atmosferycznego

Wieloletnie obserwacje i badania wyładowań atmosferycznych wykazały, że w zjawisku tym występują w różnych kombinacjach i skalach cztery podstawowe typy impulsów składowych, z których każdy ma nieco inny sposób oddziaływania z obiektem. Przebieg czasowy impulsów podstawowych oraz ich najistotniejsze parametry zostały przedstawione w poniższej tabeli.

Do symulacji wyładowania atmosferycznego w warunkach laboratoryjnych stosowane są zwykle dwie standardowe sekwencje czasowe wyładowania zawierające różne impulsy składowe. Zgodnie z wynikami badań przeprowadzonych na całym świecie, obie sekwencje standardowe odpowiadają ok. 90% wyładowań atmosferycznych obserwowanych w przyrodzie.

Wszelkie zagrożenia dla bezpieczeństwa lotu statku powietrznego, wynikające z uderzenia pioruna, można podzielić na dwie główne grupy różniące się sposobem oddziaływania z obiektem jako integralną całością konstrukcyjną lub z jego systemami kontrolno-sterującymi.

• Skutki bezpośrednie:
  • Palenie, topienie, iskrzenie, wyładowania łukowe i parowanie materiału poszycia obiektu w miejscu jego styku z kanałem wyładowczym, powstawanie silnych naprężeń mających swe źródło zarówno w termicznej fali uderzeniowej związanej z kanałem wyładowczym jak i siłami elektrodynamicznymi związanymi z przepływającym prądem – prowadzące w efekcie do utraty hermetyczności lub trwałego odkształcenia elementów konstrukcyjnych obiektu;
  • Wzrost temperatury przewodników w wyniku wydzielania się ciepła Joule’a oraz iskrzenia i przebicia na częściach metalowych – powodujące zapalenie się obiektu lub zainicjowania wybuchu par w zbiornikach paliwa;
• Skutki pośrednie:

Zakłócenia lub uszkodzenia, w ważnych z punktu widzenia bezpieczeństwa, systemach kontrolno-pomiarowych i sterujących lotem obiektu wywołane silnymi polami elektrycznymi i magnetycznymi towarzyszącymi wyładowaniu atmosferycznemu.

Kompleksowa procedura laboratoryjnych badań odporności obiektów latających na wyładowanie atmosferyczne

Procedura kompleksowa składa się z czterech różnych etapów badawczych:

• Próba na wybiórczość trafień – określenie najbardziej prawdopodobnych dróg przepływu prądu przez badany obiekt podczas wyładowania.

Próbę tę przeprowadza się w specjalnie przygotowanych, separowanych laboratoriach badawczych. Do zwizualizowania ścieżek wyładowczych używa się napięcia probierczego mieszczącego się w zakresie od jednego do kilku MV, przy prądzie wyładowania rzędu kilku kA;

• Próba typu direct – badanie skutków bezpośrednich – uszkodzeń mechanicznych i elektrycznych wywoływanych wyładowaniem oddziaływującym na najbardziej istotne części składowe badanego obiektu wskazane przez jego producenta (w przypadku śmigłowca będą to zazwyczaj łopaty obu wirników, stateczniki, kabina pilotów, zbiorniki paliwa itp.). Podczas badania skutków bezpośrednich najczęściej wykorzystywana jest standardowa sekwencja „A+B+C+D” przeprowadzana w pełnej skali wyładowania (50kV/200 kA, MAX);
  
  

  Statecznik śmigłowca W-3A Sokół podczas badań skutków bezpośrednich

• Próba typu indirect  – badanie skutków pośrednich – określenie kształtu i poziomu zakłóceń elektrycznych mogących się pojawić podczas wyładowania, w najważniejszych z punktu widzenia bezpieczeństwa lotu, systemach kontrolno-pomiarowych i sterujących (układy nadzorujące pracę silników, autopilot, żyrobusola, radar itp.) Podczas badania skutków pośrednich najczęściej wykorzystywana jest standardowa sekwencja „A+23D/2” przeprowadzana w skali 1:10 (dotyczy to prądu opływającego obiekt), a uzyskane wyniki (zakłócenia na magistralach przesyłowych) przemnażane są przez 10;
• Testy odpornościowe układów sterowania – badanie stabilności pracy urządzeń podczas wprowadzania do ich instalacji sygnałów zakłócających określonych na podstawie badań skutków pośrednich.