Испуштања од крила Овој феномен може да биде корисен
Испуштањата од корона се можни предвесници на удари од гром. Американски истражувачи откриле дека како пловечки предмет, крилјата се однесуваат поинаку од очекуваното - тоа може да биде многу корисно.
Истражувачи од МИТ истражувале како може да се намали ризикот од удар на гром во авионите.
Со векови, морнарите го познаваат Елмсфајр како предвесник на грмотевици. Со јачини на електричното поле повеќе од 100 kV/m, континуирано се испуштаат на високи предмети како што се јарболи на бродови. Пилотите исто така го набудуваат феноменот: ако нивниот авион помине пред бура, таквите испуштања на короната се формираат на краевите на крилјата или на шофершајбната. На нив се гледа како предвесник на удар на гром. Авионите се добро заштитени како кафези во Фарадеј - електронската опрема, исто така, обично успешно ги отстранува пренапоните - но уредите сепак можат да пропаднат.
Досега се знаеше дека празнењето корона може да се засили на ветрот. Сега авиоинженерите од Институтот за технологија во Масачусетс (МИТ) откриле дека воздушните струи имаат спротивен ефект врз неземјените предмети како авионите. Испуштањето на короната станува сè послабо, колку е посилен ветерот.
Грмотевицата гледаше физички
Позадина: Во рамките на облачен облак, триењето може да предизвика генерирање дополнителни електрони. Се создава поле што може да достигне до земјата. Ако ова поле е доволно силно, може да ги јонизира околните молекули на воздухот и да го претвори неутралниот воздух во наполнет гас или плазма. Овој процес се јавува најчесто околу остри, спроводливи објекти, како што се врвовите на крилјата, бидејќи овие зашилени структури имаат тенденција да го фокусираат електричното поле.
Веднаш штом ќе се формира плазма, молекулите во плазмата почнуваат да светат низ процесот на празнење на короната, при што вишокот електрони во електричното поле се судираат со молекулите и ги ставаат во возбудени состојби. Со цел да се вратат во нивната основна состојба, молекулите испраќаат фотон со бранова должина што одговара на карактеристичниот синкав сјај на огнот на брест за кислород и азот.
Во претходните лабораториски експерименти, научниците откриле дека овој сјај и енергијата од испуштањето корона се зголемуваат во присуство на ветер. Силен удар може да ги разнесе позитивно наелектризираните јони, кои локално го штитат електричното поле и го намалуваат неговиот ефект. Овие експерименти беа главно извршени со електрично заземјувани структури. Тимот на МИТ сега се прашуваше дали ова важи и за неосновани структури, како што се крилјата на авионот.
Експерименти во тунел на ветер
За да ја тестираат нивната хипотеза, инженерите изградиле едноставна дрвена структура на крилјата и ја завиткале нивната конструкција во алуминиумска фолија, така што моделот ќе биде електрично спроводлив. Наместо да се генерира електрично амбиентално поле како за време на грмотевици, што ќе траеше многу време, инженерите работеа со алтернативна структура. Тие го создадоа празнењето на короната со метална жица што се движеше паралелно со должината на крилото и беше поврзана со извор на висок напон помеѓу жицата и крилото. Тие го закачија крилото на основата направена од изолационен материјал за да го направат лебдечки. Целата структура беше поставена во тунелот за ветер со брзина на ветер до 50 метри во секунда. Истражувачите исто така ја сменија напнатоста на жицата. Сите светлосни појави биле снимени со камера. Вашиот резултат е изненадувачки. Бидејќи јачината на испуштањето на короната и добиената осветленост се намалија со зголемувањето на ветерот - за разлика од заземјените конструкции.
Од лабораторијата до апликацијата
„Возбудливата работа во врска со оваа студија е што во текот на експериментот, всушност откривме дека класичните теории за испуштање корона на ветрот не се однесуваат на авиони што се електрично изолирани од нивната околина“, велат заедно Кармен Гуера-Гарсија. Таа е асистент професор по воздухопловство на МИТ.
Проектот беше делумно финансиран од Боинг, што овозможува да се извлечат заклучоци за неговата практична важност. Пилотите секогаш се обидуваат да избегнат грмотевици. За ова се достапни обемни технички помагала. Доколку не успеат, понатамошните технички мерки можат да помогнат да се минимизира ризикот од удари од гром. Во исто време, протокот на воздух генериран од авиони може да се користи и за контрола на испуштањата на короните. Првите експерименти не дозволуваат да се извлечат детални заклучоци за авионите; лабораторискиот модел е многу поедноставен. Истражувачите исто така знаат од претходните експерименти дека површината на авионот може да се полни негативно со цел да се неутрализираат носачите на позитивни полнежи и да се намали ризикот од удари на гром.