Техника - молодёжи 1999-01, страница 24

Юрий

МЕДВЕДЕВ

РОССИЙСКАЯ

ЛАБОРАТОРИЙ

БЬЕТ В ИНОСТРАННЫЙ САМОЛЕТ

Не секрет, что сегодня в отечественной науке более или менее сносно чувствуют себя те, кто нашел зарубежного заказчика. А он, как известно, зря денег не дает. Раз раскошелился, значит, наши специалисты работают на мировом уровне.

Сейчас в Европе лишь три страны — Англия, Франция и Россия — конкурируют между собой, изучая воздействие молнии на летательные аппараты. Исследования эти очень сложны и дорогостоящи. Одно оборудование обходится в десятки миллионов долларов.

У некоторых читателей может возникнуть недоумение: ну хорошо, раньше самолетостроители просто не имели альтернативы, они были вынуждены тратить огромные деньги на подобные работы. Но теперь-то появились мощнейшие компьютеры, способные моделировать даже испытания атомных бомб, где множество различных процессов протекает за мизерные доли секунды. Неужели им не под силу просчитать последствия удара молнии?

К сожалению, именно так дело и обстоит. Каж-

испытанию: воздействию напряжения в десятки миллионов вольт, токов в сотни тысяч ампер.

Задача специалистов, Е.Прохорова, Л.Леви-товой, К.Соколова. — отыскать самые уязвимые точки машины, а затем дать рекомендации, как их защитить. Я наблюдал этот детектив воочию, когда исследовали летательный аппарат, представленный одной зарубежной фирмой.

Поиск начался с выявления зон, вероятность попадания молний в которые наиболее высока. Небольшую модель самолета в самых различных положениях подвешивали между электродами и бомбардировали мощными разрядами (2), создаваемыми генератором высоких напряжений (2.4 MB). Это целое сооружение (3), высотой около 10 м.

Оказалось, что с вероятностью 40% молния «выбирает» крыло, 30% — хвост, 25% — носовую часть и 5% — подвесной топливный бак.

Затем поиск «слабых» мест начал сужаться. Новые эксперименты (примерно 300 мощнейших разрядов) показали, что у крыла наиболее притягатель-

дыи новый самолет — это не только новая конструкция, но и новые материалы Как они поведут себя при атаке грозового разряда — выявить с помощью компьютеров пока не удается. Необходим эксперимент. Тем более, что речь, в конце концов, идет о жизни людей.

Единственную в стране лабораторию молние-защиты летательных аппаратов, расположенную в Московском энергетическом институте, многие, наверное, видели в фильме «Иду на грозу». И сегодня она успешно соревнуется на мировом рынке с аналогичными западными центрами. Причем объем работ постоянно растет.

— Это вполне объяснимо, — говорит заве-дующией лабораторией Е.Н.Прохоров. — Когда-то, на заре авиастроения, летательные аппараты были небольшие, имели механические приводы, летали только в хорошую погоду. А сейчас размеры машин огромные, вылет — практически при любых метеоусловиях, а главное — они буквально напичканы сложнейшим электронным оборудованием, в котором от удара молнии наводятся токи, выводящие его из строя.

Стоит ли напоминать, что в сильном грозовом облаке на острых кромках самолета возникает «корона» (1). Так вот, она как бы притягивает к себе распространяющуюся молнию, то есть вероятность ее попадания в машину резко возрастает. А кроме того, «корона» сама по себе, если не принять соответствующих мер, скажем, не установить специальные разрядники, может вызвать помехи в радиоаппаратуре.

Итак, по статистике каждый российский самолет раз в год (военные чаще) подвергается серьезному

50 млс) и прожигать, благодаря очень высокой температуре не только такие материалы, но и находящийся под ними металл. Чтобы этого избежать, в них вводятся специальные токопроводящие элементы Благодаря им молния не удерживается в точке, прожигая ее, а стекает по корпусу (4). Но спасут ли они самолет, спрогнозировать не может никто. Ответ способен дать только эксперимент.

Поэтому узлы и детали, наиболее подозреваемые в причастности к возможной аварии, должны быть

^ V

к

III А

РШр S'

ны для молнии — законцовки, у хвоста — законцовки стабилизатора и киля, у носовой части — винт, у подвесного бака — хвостовое оперение и обтекатель.

Но даже если разряд чаще всего попадает туда. это вовсе не значит, что именно здесь повреждения будут самыми ощутимыми. Дело в том, что самолет перемещается, а потому точка первоначального касания молнии «бежит» по его поверхности Если бы корпус был сделан только из металла, то канал молнии просто скользил бы по нему, практически не повреждая. Однако корпус покрыт лаком и краской, отдельные его узлы (законцовки крыла, хвоста, рули высоты и т.д.) изготовлены из различных пластиков, обладающих высоким электросопротивлением. Там, где оно наиболее велико, канал (по сути, электрическая дуга температурой до 40 тыс. К) может удерживаться продолжительное время (до

подвергнуты еще одной самой суровой проверке — их «бьют» разрядом, а заодно в специальной трубе обдувают мощной струей воздуха, имитирующей реальные условия полета.

Этот эксперимент требует от исследователей поистине ювелирной точности. Ведь все воздействие, длящееся 1 с, имеет несколько составляющих. За 500 мкс надо успеть создать первый самый мощный разряд с током 200 кА. Затем следует второй (1000 А) и третий (200 А) — каждый продолжительностью чуть меньше полсекунды, _ и, наконец, вновь — мощный повторный разряд (100 кА за 500 мкс).

Каждый из названных режимов генерируется своей системой. Понятно, что их работу необходимо отсинхронизировать. Кроме того, процесс снимается на кинопленку со скоростью 2 млн. кадров в секунду. Расшифровка полученной картины — особая статья в работе исследователей, требующая скрупулезности и тщательности.

И вот своеобразный детектив близок к завершению. «Следствие» выявило, что у исследуемой модели наиболее уязвимые зоны, то есть те, где канал разряда держится продолжительное время и может вызвать прожоги — это задние кромки крыла и хвостового оперения, а также задняя часть подвесного бака. Теперь инженеры могут рекомендовать заказчикам конкретные меры, защищающие самолет от удара молнии. Но это тема уже для совсем другой статьи. ■

ТЕХНИКА-МОЛОД ЕЖИ 1 99

21