-
В чем измеряется скорость выделения энергии при ударе молнии
Вопрос . Электрические характеристики молний и классификация молний. Опасные воздействия молнии на ОРУ
Молния представляет собой гигантский электрический искровой разряд между облаками и земной поверхностью, или между облаками, или между разными частями облака.
- Длина линейной молнии составляет несколько километров, но может достигать 20 км и более.
- Основной канал молнии имеет несколько ответвлений длиной 2-3 км.
- Диаметр канала молнии составляет от 10 до 45 см.
- Длительность существования молнии составляет десятые доли секунды. Средняя скорость движения молнии 150 км/с.
- Сила тока внутри канала молнии доходит до 200000 А.
- Температура плазмы в молнии превышает 10000°С.
- Напряженность электрического поля внутри грозового облака составляет от 100 до 300 вольт/см, но перед разрядом молнии в отдельных небольших объемах она может доходить до 1600 вольт/см.
- Средний заряд грозового облака составляет 30-50 кулонов.
- В каждом разряде молнии переносится от 1 до 10 кулонов электричества.
Важнейшей характеристикой является максимальное значение (амплитуда) тока молнии /м, часто называемое просто током молнии. При максимальном значении тока молнии создаются наибольшие падения напряжения на активных сопротивлениях -волновых сопротивлениях проводов и сопротивлениях заземления. Амплитуды токов первых компонентов отрицательных молний, соответствующих 50 % вероятности в статистических функциях их распределения, составляют U) кА, а последующих компонентов - только 13 кА. При положительных разрядах токи молнии бывают больше, чем при отрицательных. Максимальные токи молнии составляют 200-300 кА, однако крайне редко могут быть и в 2-3 раза больше.
Крутизна фронта тока молнии diM I dt определяет индуктивные падения напряжения в проводниках и индуктированные напряжения в магнитно-связанных цепях. В практических расчетах обычно пользуются средней крутизной ам=Iм/tф. Это не вносит большой ошибки при способе определения продолжительности фронта, показанном на рис. 1.10. Для первых компонентов отрицательных молний 50%-ное значение максимальной крутизны фронта тока молнии в статистических функциях их распределения составляет 15 кА/мкс, а для последующих компонентов - 40 кА/мкс, максимальные значения до 1000 кА/мкс. Между амплитудой и крутизной фронта тока молнии имеется слабая положительная корреляционная связь: чем больше ток, тем больше крутизна. Однако данных пока недостаточно, поэтому принято считать IМи ам независимыми случайными величинами.
Длительность импульса,е величина определяет длительность поражающего воздействия и разрядное напряжение изоляции оборудования в соответствии с ее волть- амперной характеристикой .Длительности импульсов тока для 50%-ой вероятности,состовляют:для первого импульса отрицательной молнии (54-80 мкс),для повторного импульса отрицательной молнии 30мкс,для импульса положительной молнии-230мкс.
Наряду с наиболее распространенной линейной молнией иногда встречаются ракетообразная, четочная и шаровая молнии.
Ракетообразная молния наблюдается очень редко. Она длится 1-1,5 сек и представляет собой медленно развивающийся между облаками разряд.
К весьма редким видам молнии следует отнести и четочную. Она имеет общую длительность 0,5 сек и представляется глазу на фоне облаков в виде светящихся четок диаметром около 7 см.
Шаровая молния в большинстве случаев представляет собой сферическое образование диаметром у земной поверхности 10-20 см, а на высоте облаков до 10 м.
На Земле ежесекундно наблюдается в среднем около 100 разрядов линейной молнии, средняя мощность, которая затрачивается в масштабе всей Земли на образование гроз равняется 1018 эрг/сек.
Интересно отметить, что энергия конденсации, выделяющаяся в грозовом облаке средних размеров с площадью основания около 30 км2 при дожде средней интенсивности, составляет около 1021 эрг. То есть, энергия, выделяющаяся при выпадении осадков из грозового облака, значительно превышает его электрическую энергию.
Классификация линейных молний
Из предшествующих параграфов следует, что линейные молнии между облаком и землей могут быть отрицательные (их большинство) или положительные в зависимости от знака заряда облака. Из самой структуры грозового облака следует, что в некоторых случаях они могут быть биполярными, например, в начальной части на землю проходит отрицательный ток (переносятся отрицательные заряды), а потом его полярность меняется на положительную.
В зависимости от направления развития лидера (от облака к земле или наоборот) молнии разделяются на нисходящие (направленные вниз) и на восходящие (направленные вверх). Последние наблюдаются при поражениях высоких объектов и в горах. Вероятность возникновения восходящих молний возрастает с увеличением высоты объекта. При поражениях конструкций высотой около 100 м только в 10 % случаев молнии бывают направленными вверх, в то время как при высоте конструкций более 400 м восходящие молнии составляют 95 %.
Наряду с завершенными разрядами, образующими канал облако-земля, могут быть и незавершенные разряды. В последнем случае лидерный канал прекращает свое развитие, не доходя до противоположного электрода - земли или облака. Причиной этому могут быть быстро меняющиеся условия в недостаточно зрелом грозовом облаке.
Новый метод измерения энергии удара молнии - ScienceDaily
Флорида, которую часто называют «столицей молнии» Соединенных Штатов, является прекрасным местом для изучения количества энергии, выделяемой при ударе молнии. Просто спросите доцента Школы наук о Земле Университета Южной Флориды Мэтью Пасека и его коллегу Марка Херста из Independent Geological Sciences, Inc., которые разработали уникальный метод измерения количества энергии, расходуемой разрядом молнии, падающей из облака на землю.
По словам Пасека, одной из самых сложных вещей для измерения является количество энергии удара молнии. Хотя физики атмосферы могут приблизительно определить энергию молнии, измеряя электрический ток и температуру болтов по мере их возникновения, числа обычно являются приблизительными.
Команда Пасека и Херста первая исследовала энергию ударов молнии, используя геологические исследования «постфактум», а не измеряя энергию во время удара. Проведя эту «археологию» удара молнии, исследователи смогли измерить энергию молнии, поразившей песок Флориды тысячи лет назад.
Результаты их анализа были недавно опубликованы в журнале Scientific Reports .
«Когда молния ударяет в песок, она может образовывать цилиндрическую стеклянную трубку, называемую фульгуритом», - пояснил Пасек. «Структура фульгурита, созданная энергией и теплом при ударе молнии, может многое рассказать нам о природе удара, особенно о количестве энергии в одном разряде молнии».
Команда собрала более 250 фульгуритов - как недавних, так и древних - в песчаных шахтах в округе Полк, штат Флорида., на месте, которое, как считается, было зарегистрировано тысячи лет ударов молний, что дает возможность измерить историю ударов молний в том, что сегодня называется коридором I-4, в районе недалеко от Тампы и Орландо. Они проанализировали свойства фульгуритов, уделяя особое внимание длине и окружности стеклянных цилиндров, потому что количество выделяемой энергии определяется этими размерами.
"Все знают, что в молнии много энергии, но сколько?" Пасек объяснил.«Наша первая попытка определить распределение энергии молнии по фульгуритам, а также первый набор данных для измерения доставки энергии молнии и ее потенциального повреждения твердой поверхности земли».
Согласно Пасеку, энергия, выделяемая молнией, измеряется в мегаджоулях, также выражаемых в МДж / м.
«Например, один мегаджоуль эквивалентен примерно 200 пищевым калориям или энергии от включения микроволновой печи на 20 минут для приготовления пищи», - объясняет он.«Это также можно сравнить с потреблением энергии 60-ваттной лампочкой, если оставить ее включенной примерно на четыре часа. Это также то же самое, что и кинетическая энергия, которую имеет автомобиль, движущийся со скоростью около 60 миль в час». Их исследование показало, что энергия, производимая ударом молнии, достигает максимума более 20 МДж / м.
Исследователи также нашли способ отделить «нормальные» удары молнии от «аномальных».
«В то время как мы представили новый метод измерения с использованием окаменелых горных пород, мы также обнаружили - впервые - что удары молний следуют так называемой« логнормальной тенденции », - пояснил Пасек.«Логнормальный тренд показывает, что самые мощные удары молнии случаются чаще, чем можно было бы ожидать, если бы вы сделали колоколообразную кривую ударов. Это означает, что большие удары молнии действительно большие».
По словам Пасека, молния может переносить чрезвычайно высокое напряжение и нагревать воздух вокруг места удара до более 30 000 градусов по Кельвину - это более 53 000 градусов по Фаренгейту. Когда молния попадает в песок, почву, камень или глину, ток проходит через цель и нагревает материал до уровня, превышающего его уровень испарения.При быстром охлаждении образуется фульгурит.
По словам Пасека, который также является экспертом в астробиологии, геохимии и космохимии, молния ударяет по Земле примерно 45 раз в секунду, причем от 75 до 90 процентов ударов приходится на сушу.
«Около четверти этих ударов происходит от облака к земле, поэтому потенциал образования фульгурита велик: до 10 фульгуритов образуется в секунду во всем мире», - сказал Пасек.
Их исследования служат не только для того, чтобы обеспечить способ измерить огромную энергию молнии, но и для повышения осведомленности об опасностях, исходящих от потенциально смертоносных зарядов.
.Study предлагает новый метод измерения энергии удара молнии
Когда молния ударяет в песок, он может образовывать цилиндрическую стеклянную трубку, называемую фульгуритом. Этот фульгурит имеет диаметр примерно 1,2 сантиметра. Предоставлено: д-р Мэтью Пасек / Университет Южной Флориды. Флорида, которую часто называют «молниеносной столицей Соединенных Штатов», - отличное место для изучения количества энергии, выделяемой при ударе молнии.Просто спросите доцента Школы наук о Земле Университета Южной Флориды Мэтью Пасека и его коллегу Марка Херста из Independent Geological Sciences, Inc., которые разработали уникальный метод измерения количества энергии, расходуемой разрядом молнии, падающей из облака на землю.
По словам Пасека, одна из самых сложных вещей для измерения - это количество энергии при ударе молнии.Хотя физики атмосферы могут приблизительно определить энергию молнии, измеряя электрический ток и температуру болтов по мере их возникновения, числа обычно являются приблизительными.
Команда Пасека и Херста первая исследовала энергию ударов молнии, используя геологические исследования «постфактум», а не измеряя энергию во время удара. Проведя эту «археологию» удара молнии, исследователи смогли измерить энергию молнии, поразившей песок Флориды тысячи лет назад.
Результаты их анализа были недавно опубликованы в журнале Scientific Reports .
«Когда молния ударяет в песок, она может образовывать цилиндрическую стеклянную трубку, называемую фульгуритом, - объяснил Пасек.« Структура фульгурита, созданная энергией и теплом при ударе молнии, может многое рассказать нам о природе удар, особенно о количестве энергии в одной молнии ».
Команда собрала более 250 фульгуритов - как недавних, так и древних - в песчаных шахтах в округе Полк, штат Флорида., на месте, которое, как считается, было зарегистрировано тысячи лет ударов молний, что дает возможность измерить историю ударов молний в том, что сегодня называется коридором I-4, в районе недалеко от Тампы и Орландо. Они проанализировали свойства фульгуритов, уделяя особое внимание длине и окружности стеклянных цилиндров, потому что количество выделяемой энергии определяется этими размерами.
"Все знают, что в молнии много энергии, но сколько?" Пасек объяснил.«Наша первая попытка определить распределение энергии молнии по фульгуритам, а также первый набор данных для измерения доставки энергии молнии и ее потенциального повреждения твердой поверхности земли».
Это фульгуриты, собранные на полях в округе Полк, Флорида. Поверхностные различия, вероятно, являются результатом различных начальных физических условий (например, процентное содержание воды в песке). Предоставлено: д-р Мэтью Пасек / Университет Южной Флориды. Согласно Пасеку, энергия, выделяемая молнией, измеряется в мегаджоулях, также выражаемых в МДж / м.
«Например, один мегаджоуль эквивалентен примерно 200 калориям пищи или энергии, которую нужно оставить включенной на 20 минут для приготовления пищи», - объясняет он. «Это также можно сравнить с потреблением энергии 60-ваттной лампочкой, если оставить ее включенной примерно на четыре часа. Это также то же самое, что и кинетическая энергия, которую имеет автомобиль, движущийся со скоростью около 60 миль в час». Их исследование показало, что энергия, производимая ударом молнии, достигает максимума более 20 МДж / м.
Исследователи также нашли способ отделить «нормальные» удары молнии от «аномальных».«
«В то время как мы представили новый метод измерения с использованием окаменелых горных пород, мы также обнаружили - впервые - что удары молний следуют так называемой« логнормальной тенденции », - пояснил Пасек. «Логнормальный тренд показывает, что самые мощные удары молнии случаются чаще, чем можно было бы ожидать, если бы вы сделали колоколообразную кривую ударов. Это означает, что большие удары молнии действительно большие».
По словам Пасека, молния может переносить чрезвычайно высокое напряжение и нагревать воздух вокруг места удара до более 30 000 градусов Кельвина - это более 53 000 градусов по Фаренгейту.Когда молния попадает в песок, почву, камень или глину, ток проходит через цель и нагревает материал до уровня, превышающего его уровень испарения. При быстром охлаждении образуется фульгурит.
По словам Пасека, который также является экспертом в астробиологии, геохимии и космохимии, молния ударяет по Земле примерно 45 раз в секунду, причем от 75 до 90 процентов ударов приходится на сушу.
«Около четверти этих ударов происходит от облака до земли, поэтому потенциал образования фульгурита велик, с образованием до 10 фульгуритов в секунду во всем мире», - сказал Пасек.
Их исследования служат не только для того, чтобы обеспечить способ измерить огромную энергию молнии, но и для повышения осведомленности об опасностях, исходящих от потенциально смертоносных зарядов.
1 погиб, 2 ранены в результате удара молнии на юго-западе Флориды
Предоставлено Университет Южной ФлоридыЦитата : Исследование предлагает новый метод измерения энергии удара молнии (2016, 3 августа) получено 30 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2016-08-method-energy-lightning.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
.Как выжить при ударе молнии | Статистика молний
Есть клуб, открытый для людей со всего мира, но вы не захотите вступать в него: клуб предназначен исключительно для людей, переживших удар молнии.
От ударов молний ежегодно умирает около 24 000 человек во всем мире, и около 240 000 человек получают ранения от молнии и выживают.
Но даже спустя десятилетия после удара молнии выжившие могут продолжать испытывать разрушительные долгосрочные последствия.Поскольку зона удара молнии может переносить тысячи вольт электричества на квадратный фут, тяжелое повреждение нервов часто встречается у выживших, которые часто сообщают о когнитивных проблемах, таких как потеря памяти, неспособность сосредоточиться и изменения личности. [Электрическая Земля: Потрясающие изображения молнии]
«Многое из вашей рутины - куда вы положили ключи, как вы это записали, многозадачность - в ней отсутствуют части», - доктор Мэри Энн Купер, директор из программы исследования повреждений от молний в Университете Иллинойса в Чикаго, сказал NBC News в интервью 2009 года.
«Их друзья больше не ходят. [Они] не понимают шуток; они социально неприемлемы. Все эти фильтры вроде исчезли», - сказал Купер.
Расс Чепмен шел по парковке в 1999 году в Литтлтоне, штат Колорадо, когда поблизости ударила молния, которая сбила его с дороги. С тех пор Чепмена уволили с работы, потому что он забыл пойти на работу, он часто не ест и страдает от проблем со здоровьем, включая сильные головные боли, проблемы со сном и эпилепсию.
«Я точно знаю, что люди думают, что я действительно странный», - сказал Чепмен NBC News.
Выжившие после удара молнии часто обращаются в Международную организацию выживших после удара молнии и электрошока - группу, которая предоставляет информацию и поддержку жертвам и их семьям.
Как выжить при ударе молнии
Лучший способ выжить, конечно же, - это избежать удара молнии. Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) рекомендует людям следовать правилу 30/30: если, увидев молнию, вы не можете сосчитать до 30, прежде чем услышите гром, немедленно войдите в здание (потому что гроза уже близко).И не выходите на улицу раньше, чем через 30 минут после последнего удара грома.
Навесы, землянки, автобусные остановки и другие сооружения не обеспечивают реальной защиты и могут фактически стать целями для удара молнии. Вместо этого найдите солидное здание с проводкой и водопроводом, которые будут отводить электрический заряд от людей.
По данным FEMA, безопаснее находиться в автомобиле, чем на улице, при условии, что это автомобиль с жесткой крышей и закатанными окнами, а не кабриолет. Металлический каркас автомобиля обеспечивает некоторую защиту (если пассажиры не касаются металлических деталей).
Помните, что резиновые шины и обувь на резиновой подошве практически не защищают от молнии. Фактически, многие жертвы ударов молнии - это фермеры в открытых полях, которые едут на тракторах с резиновыми шинами.
Если вас застали на открытом воздухе в лесу во время грозы, ищите укрытие в низине под густыми зарослями небольших деревьев. Избегайте высоких деревьев, так как молния обычно поражает самый высокий объект в области.
Если вы находитесь на открытой местности, идите в низину, например, в долину или овраг (но будьте осторожны, если возникнут внезапные наводнения).Если вы находитесь в лодке в открытой воде, как можно быстрее высадитесь на берег.
А если вы чувствуете, что волосы встают дыбом, значит, вот-вот ударит молния. В крайнем случае немедленно сядьте на корточки на подушечках стоп, закройте уши руками (чтобы минимизировать потерю слуха) и положите голову между коленями.
Не лежите ровно на земле - лучше всего свести к минимуму контакт с землей, так как электрический заряд будет проходить по земле.
Если в человека ударила молния, немедленно окажите помощь - пострадавшие не несут электрический заряд и не могут нанести удар током или причинить вред.
Молния по номерам
По данным Национальной метеорологической службы, типичная молния содержит около 300 миллионов вольт электричества, или достаточно мощности, чтобы зажечь 100-ваттную компактную люминесцентную лампу в течение года.
По данным Национального управления по исследованию океанов и атмосферы (NOAA), в Соединенных Штатах от ударов молнии ежегодно умирает около 100 человек и около 1000 получают ранения.
По оценкам FEMA, ваши шансы на поражение молнией сейчас составляют примерно 1 из 600 000.За последние 100 лет количество ударов по людям существенно снизилось, так как сейчас все меньше людей работают на открытом воздухе на фермах или ранчо.
Во Флориде значительно больше ударов молнии, смертей и травм, чем в любом другом штате; NOAA регистрировало в среднем 1,4 миллиона вспышек молний в год во Флориде.
Регион Новой Англии обычно получает относительно мало ударов молний, а Калифорния, несмотря на свои размеры, получает всего 85 000 ударов молний в среднем за год, в основном из-за мягкой прибрежной погоды.
И ни в одном другом регионе мира не бывает больше молний, чем в Центральной Африке: в один маленький африканский городок - крошечную деревушку Кифука в Демократической Республике Конго - молния падает примерно 158 раз в год.
Следуйте за Марком Лалланилла на Twitter и Google+ . Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья на LiveScience.com.
.Самолеты с электрической зарядкой снизят риск поражения молнией. - ScienceDaily
По оценкам авиационных экспертов, каждый коммерческий самолет в мире поражается молнией не реже одного раза в год. Около 90 процентов этих ударов, вероятно, вызваны самим самолетом: в условиях грозы электропроводящая поверхность самолета может действовать как громоотвод, вызывая удар, который потенциально может повредить внешние конструкции самолета и поставить под угрозу его бортовую электронику.
Чтобы избежать ударов молнии, полеты обычно перенаправляются в штормовые районы неба. Теперь инженеры Массачусетского технологического института предлагают новый способ снизить риск удара молнии в самолете с помощью бортовой системы, которая могла бы защитить самолет, электрически заряжая его. Предложение может показаться нелогичным, но команда обнаружила, что если бы самолет был заряжен до нужного уровня, вероятность его удара молнией значительно снизилась бы.
Идея проистекает из того факта, что, когда самолет пролетает через окружающее электрическое поле, его внешнее электрическое состояние, обычно сбалансированное, изменяется.По мере того как внешнее электрическое поле поляризует самолет, один конец самолета становится более положительно заряженным, а другой конец поворачивается в сторону более отрицательного заряда. По мере того, как самолет становится все более поляризованным, он может вызвать поток плазмы с высокой проводимостью, называемый положительным лидером, - предшествующий этап удара молнии.
В таком опасном сценарии исследователи предлагают временно зарядить самолет до отрицательного уровня, чтобы ослабить более заряженный положительный конец, таким образом не давая этому концу достичь критического уровня и инициируя удар молнии.
С помощью моделирования исследователи показали, что такой метод работает, по крайней мере, концептуально. Они сообщают о своих результатах в журнале Американского института аэронавтики и астронавтики .
Команда, в которую входят заслуженный профессор Мануэль Мартинес-Санчес и доцент Кармен Герра-Гарсия, планирует оснастить самолет автоматизированной системой управления, состоящей из датчиков и исполнительных механизмов, снабженных небольшими источниками питания. Датчики будут отслеживать окружающее электрическое поле на предмет признаков возможного формирования лидера, в ответ на это исполнительные механизмы будут излучать ток для зарядки самолета в соответствующем направлении.Исследователи говорят, что такая зарядка потребует более низких уровней мощности, чем для стандартной лампочки.
«Мы пытаемся сделать самолет как можно более невидимым для молний», - говорит соавтор Хайме Перайр, глава факультета аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института и профессор аэронавтики и астронавтики Х. Н. Слейтера. «Помимо этого технологического решения, мы работаем над моделированием физики, лежащей в основе этого процесса. Это область, в которой было мало понимания, и на самом деле это попытка создать некоторое понимание ударов молний, вызванных самолетами, с нуля.«
Другой соавтор статьи - Нгок Куонг Нгуен, научный сотрудник отдела аэронавтики и космонавтики.
Молнии процветающие
Для ясности, молния сама по себе очень мало опасна для пассажиров внутри самолета, так как кабина самолета хорошо изолирована от любой внешней электрической активности. В большинстве случаев пассажиры могут увидеть только яркую вспышку или услышать громкий хлопок. Тем не менее, самолет, пораженный молнией, часто требует дополнительных проверок и проверок безопасности, которые могут задержать его следующий полет.Если самолет получит физическое повреждение, он может быть выведен из эксплуатации - чего авиакомпании предпочли бы избежать.
Более того, новые самолеты, изготовленные частично из неметаллических композитных структур, таких как углеродное волокно, могут быть более уязвимы для повреждений, связанных с молнией, по сравнению с их более старыми, полностью металлическими аналогами. Это связано с тем, что заряд может накапливаться на плохо проводящих панелях и создавать потенциальные различия от панели к панели, что может вызвать искрение в определенных областях панели.Стандартной защитной мерой является закрытие внешней части самолета легкой металлической сеткой.
«Современные самолеты примерно на 50 процентов состоят из композитных материалов, что очень сильно меняет картину», - говорит Герра-Гарсия. «Повреждения, связанные с молнией, очень разные, и ремонт композитных самолетов намного дороже, чем металлических. Вот почему сейчас процветают исследования ударов молний».
Вслед за лидером
Герра-Гарсия и ее коллеги изучали, снизит ли электрическая зарядка самолет риск удара молнии - идея, которая изначально была предложена им сотрудниками Boeing, спонсора исследования.
«Они очень хотят уменьшить количество таких вещей, отчасти потому, что на молниезащиту связаны большие затраты», - говорит Мартинес-Санчес.
Чтобы проверить, верна ли идея зарядки, команда MIT сначала разработала простую модель удара молнии, вызванного самолетом. Когда самолет пролетает через грозу или другую электрически заряженную среду, внешняя часть плоскости начинает поляризоваться, образуя «лидеры» или каналы высокопроводящей плазмы, текущие с противоположных концов плоскости и, в конечном счете, в сторону противоположно заряженных областей. атмосфера.
«Представьте себе два канала плазмы, распространяющиеся очень быстро, и когда они достигают облака и земли, они образуют цепь, и через нее течет ток», - говорит Герра-Гарсия.
«Эти лидеры обладают актуальными данными, но не очень», - добавляет Мартинес-Санчес. «Но в худшем случае, как только они установят цепь, вы можете получить 100 000 ампер, и тогда произойдет повреждение».
Исследователи разработали математическую модель для описания условий электрического поля, в которых будут развиваться лидеры, и того, как они будут развиваться, чтобы вызвать удар молнии.Они применили эту модель к типичной геометрии самолета и попытались выяснить, может ли изменение потенциала самолета (его отрицательная зарядка) предотвратить формирование лидеров и вызвать удар молнии.
Их результаты показывают, что при усреднении по направлениям и интенсивностям поля заряженный сценарий требовал на 50% более высокого окружающего электрического поля для инициирования лидера по сравнению с незаряженным сценарием. Другими словами, если зарядить самолет до оптимального уровня, риск удара молнии значительно снизится.
«В числовом выражении можно увидеть, что если бы вы могли реализовать эту стратегию зарядки, вы бы значительно снизили количество ударов молнии», - говорит Мартинес-Санчес. «Есть большое если: сможешь ли ты его реализовать? И вот над чем мы сейчас работаем».
Аспирант Теодор Муратидис проводит предварительные эксперименты в аэродинамической трубе братьев Райт Массачусетского технологического института, проверяя возможность зарядки простой металлической сферы. Исследователи также надеются проводить эксперименты в более реалистичных условиях, например, управляя дронами во время грозы.
Мартинес-Санчес говорит, что для того, чтобы сделать систему зарядки практичной, исследователям придется поработать над сокращением времени ее отклика. Основываясь на своем моделировании, он и его коллеги обнаружили, что такая система может заряжать и защищать самолет за доли секунды, но этого будет недостаточно для защиты от некоторых форм срабатывающих молний.
«Сценарий, о котором мы можем позаботиться, - это полет в область, где есть грозовые облака, и грозовые облака вызывают усиление электрического поля в атмосфере», - говорит Мартинес-Санчес.«Это можно ощутить и измерить на борту, и мы можем заявить, что для таких относительно медленно развивающихся событий вы можете зарядить самолет и адаптироваться в реальном времени. Это вполне возможно».
.
