RU2466912C1 - Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны - Google Patents
Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466912C1 RU2466912C1 RU2011126951/11A RU2011126951A RU2466912C1 RU 2466912 C1 RU2466912 C1 RU 2466912C1 RU 2011126951/11 A RU2011126951/11 A RU 2011126951/11A RU 2011126951 A RU2011126951 A RU 2011126951A RU 2466912 C1 RU2466912 C1 RU 2466912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lightning
- fairing
- nose
- antenna
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиации и предназначено для молниезащиты, в частности, для защиты носовых диэлектрических обтекателей самолетов и расположенных под ними антенн. Устройство содержит системы металлических полосовых электродов - молниеотводов разной длины, дополнительные полосовые электроды. Полосовые электроды - молниеотводы расположены на внутренней и внешней поверхности диэлектрической оболочки носового обтекателя самолета и электрически связаны с металлическими конструкциями фюзеляжа. Дополнительные полосовые электроды электрически связаны с металлическими конструкциями фюзеляжа и расположены в середине промежутков между металлическими полосовыми молниеотводами на внутренней поверхности оболочки обтекателя. Количество дополнительных полосовых электродов равно количеству полосовых электродов-молниеотводов. Ширина дополнительных полосовых электродов выбрана равной d=5÷10 мм. Высота дополнительных полосовых электродов над основанием носового обтекателя равна высоте края антенны радара. Антенна радара находится под носовым обтекателем. Технический результат заключается в повышении защиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны навигационного радара от воздействия молнии и грозовых облаков. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области авиации и предназначено для молниезащиты, в частности, для защиты носовых диэлектрических обтекателей самолетов и расположенных под ними антенн от воздействия молнии и грозовых облаков.
Известно устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета (патент Великобритании №2132027, 1984 г., МПК H01Q 1/50 1/42). Устройство содержит металлические полосы, расположенные на внешней поверхности оболочки обтекателя и имеющие квадратные отверстия по всей длине. Наличие отверстий в полосовом молниеотводе улучшит работу радара, не ухудшая молниезащиты обтекателя. Устройство не препятствует накоплению заряда на внутренней поверхности оболочки обтекателя и формированию разряда между антенной и стенкой обтекателя при воздействии молнии и грозовых облаков.
Однако известное устройство имеет низкую надежность защиты обтекателя и находящейся под ним антенны от молнии и грозовых облаков.
Известно устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета (патент США №5542624, 1996 г., МПК B64D 45/02), которое содержит металлические стержни, расположенные внутри диэлектрического обтекателя на расстоянии от его внутренней поверхности, которые имеют металлические зубцы-ответвления, выходящие на внешнюю поверхность обтекателя через отверстия в его оболочке. Это может обеспечить надежный перехват молнии, не подвергая оболочку обтекателя воздействию электродинамических сил при протекании тока молнии.
Однако такое устройство не препятствует накоплению заряда на внутренней поверхности оболочки обтекателя и формированию разряда между антенной и стенкой обтекателя, сложно в изготовлении, имеет уменьшенный срок службы самого обтекателя из-за наличия отверстий с металлическими зубцами в его оболочке. Таким образом, известное устройство для молниезащиты не обладает достаточной стойкостью к воздействию грозовых облаков и молнии и надежностью.
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета (патент Франции №2675767, 1992 г., МПК B64D 45/02; 47/02). Устройство содержит полосовые молниеотводы, расположенные на внутренней и внешней поверхности диэлектрического обтекателя напротив друг друга и электрически связанные через металлический фюзеляж. Полосовой электрод, расположенный на внутренней поверхности оболочки обтекателя, находится между полосовым электродом на внешней поверхности обтекателя и антенной радара внутри обтекателя и не влияет на величину напряженности электрического поля грозового облака и молнии в месте расположения антенны и, соответственно, на возможность возникновения и интенсивность коронного разряда с антенны. В этом случае может происходить осаждение и накопление зарядов на внутренней поверхности диэлектрической оболочки обтекателя на участках между полосовыми молниеотводами за счет оседания ионов, образовавшихся при коронном разряде с антенны под обтекателем в электрическом поле грозового облака и/или приближающегося лидера молнии. Особенно опасно накопление заряда на участках поверхности обтекателя напротив краев антенны радара, так как там минимальное расстояние между антенной и оболочкой обтекателя.
Заряды противоположного знака могут накапливаться на внешней поверхности диэлектрической оболочки обтекателя за счет оседания аэроионов и заряженных гидрометеоров. В результате накопленные на внутренней и внешней поверхности обтекателя заряды могут обеспечивать как электрический пробой самой диэлектрической оболочки, так и формирование мощных разрядов с антенны даже в том случае, если не произошло поражение носового обтекателя самолета разрядом молнии.
Таким образом, в известном устройстве для молниезащиты накопление зарядов критической величины на поверхности оболочки носового обтекателя самолета, при которой возможны пробой оболочки обтекателя или формирование разряда между антенной и внутренней поверхности оболочки обтекателя, уменьшает надежность молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны.
Технической задачей изобретения является повышение надежности защиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны навигационного радара от воздействия молнии и грозовых облаков, при этом не должна уменьшиться радиопрозрачность, чтобы исключить дополнительные помехи в работе радиооборудования, находящегося под обтекателем.
Эта техническая задача достигается тем, что известное устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и расположенной под ним антенны, содержащее системы металлических полосовых электродов - молниеотводов разной длины, расположенных на внутренней и внешней поверхности диэлектрической оболочки носового обтекателя самолета и электрически связанных с металлическими конструкциями фюзеляжа, снабжено дополнительными полосовыми электродами, электрически связанными с металлическими конструкциями фюзеляжа и расположенными в середине промежутков между металлическими полосовыми молниеотводами на внутренней поверхности оболочки обтекателя, при этом количество дополнительных полосовых электродов равно количеству полосовых электродов-молниеотводов, ширина дополнительных полосовых электродов выбрана равной d=5÷10 мм, такой длины, что их высота hм над основанием носового обтекателя равна высоте ha края антенны радара, находящейся под носовым обтекателем.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 представлен вид сверху на носовой диэлектрический обтекатель самолета с находящимися на его внешней поверхности полосовыми молниеотводами и находящимися его на внутренней поверхности полосовыми электродами;
на фиг.2 показано расположение полосовых молниеотводов на внешней поверхности оболочки носового обтекателя и полосовых электродов на внутренней поверхности оболочки носового обтекателя относительно антенны радара под носовым обтекателем самолета;
на фиг.3 показано наличие электрической связи полосовых молниеотводов на внешней поверхности диэлектрической оболочки носового обтекателя и полосовых электродов на его внутренней поверхности с металлическими конструкциями фюзеляжа самолета;
на фиг.4 и фиг.5 показан принцип работы заявляемого устройства для молниезащиты носового обтекателя самолета и расположенной под ним антенны.
Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и расположенной под ним антенны содержит металлические полосовые электроды - молниеотводы 1, расположенные на внешней поверхности 2 диэлектрической оболочки носового обтекателя 3 самолета, и равное им количество дополнительных полосовых электродов 4 шириной d=5÷10 мм, расположенных на внутренней поверхности 5 диэлектрической оболочки носового обтекателя 3 самолета. Дополнительные полосовые электроды 4 на внутренней поверхности 5 оболочки носового обтекателя 3 расположены в середине промежутков между полосовыми молниеотводами 1 на внешней поверхности 1 носового обтекателя 3.
Полосовые молниеотводы 1 на внешней поверхности 2 оболочки носового обтекателя 3 и дополнительные полосовые электроды 4 на внутренней поверхности 5 носового обтекателя 3 электрически связаны между собой металлическими конструкциями фюзеляжа 6 самолета.
Полосовые электроды 1 на внешней поверхности 2 оболочки носового обтекателя 3 обеспечивают защиту носового обтекателя 3 самолета и установленной под ним антенны 7 от прямого удара молнии. Дополнительные полосовые электроды 4 на внутренней поверхности 5 диэлектрической оболочки носового обтекателя 3 имеют такую длину, что их высота hм над основанием 8 носового обтекателя 3 равна высоте ha края антенны 7 радара, находящейся под носовым обтекателем 3.
Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и расположенной под ним антенны работает следующим образом.
В случае отсутствия дополнительных полосовых электродов 4 на внутренней поверхности 5 оболочки носового обтекателя 3 в промежутках между полосовыми молниеотводами 1 на внешней поверхности 2 носового обтекателя 3 заряды противоположного знака (например, отрицательной и положительной полярности соответственно) могут накапливаться на внешней поверхности 2 оболочки носового обтекателя 3 за счет оседания аэроионов и заряженных гидрометеоров и на внутренней поверхности 5 диэлектрической оболочки носового обтекателя 3 за счет оседания ионов, образовавшихся при коронном разряде с антенны 7 под носовым обтекателем 3 в электрическом поле грозового облака и/или приближающегося лидера молнии. Как показали экспериментальные исследования с использованием искусственных облаков заряженного водного аэрозоля на моделях носовых обтекателей 3, заряды, накопившиеся на внешней 2 и внутренней 5 поверхности диэлектрической оболочки носового обтекателя 3, могут достигать значений в несколько сот мкКл/м2 и обеспечивать как электрический пробой самой диэлектрической оболочки носового обтекателя 3, так и формирование мощных разрядов с антенны 7 с амплитудой тока в несколько сотен ампер даже в том случае, когда не произошло поражение носового обтекателя 3 самолета разрядом молнии.
Дополнительные полосовые электроды 4 на внутренней поверхности 5 оболочки носового обтекателя 3 имеют ширину d=5÷10 мм и существенно снижают (экранируют) электрическое поле грозового облака и приближающегося лидера молнии вблизи краев антенны 7, где присутствует наибольший коэффициент усиления электрического поля, не создавая дополнительных помех для работы антенны 7 радара, расположенной под носовым обтекателем 3.
В результате, во-первых, резко уменьшается интенсивность коронного разряда с краев антенны 7, которая связана с напряженностью электрического поля квадратичной зависимостью, и, соответственно, количество ионов, образующихся внутри носового обтекателя 3. Это приводит к тому, что на внешней 2 и внутренней 5 поверхности оболочки носового обтекателя 3 накапливаются заряды существенно меньшей величины. Во-вторых, существенно снижается вероятность осаждения образовавшихся внутри носового обтекателя 3 ионов на участки внутренней поверхности 5 оболочки носового обтекателя 3 напротив краев антенны 7, где наиболее вероятно возникновение разряда между антенной 7 и внутренней поверхностью 5 оболочки носового обтекателя 3.
Эффективность предлагаемого в изобретении устройства для молниезащиты носового обтекателя 3 самолета и находящейся под ним антенны 7 радара подтвердили экспериментальные исследования на моделях носовых обтекателей 3 с использованием искусственных облаков заряженного водного аэрозоля, при которых не было зарегистрировано электрического пробоя диэлектрической оболочки носового обтекателя 3 и разрядов между антенной 7 и внутренней поверхностью 5 оболочки носового обтекателя 3.
Использование такого устройства для молниезащиты позволит существенно уменьшить накопление заряда на внутренней поверхности диэлектрической оболочки носового обтекателя самолета на участках напротив краев антенны радара, не снижая надежности защиты от прямых ударов молнии, практически исключить электрический пробой диэлектрической оболочки носового обтекателя и формирование разрядов между антенной и внутренней поверхностью оболочки носового обтекателя при воздействии молнии и грозовых облаков, повысить надежность работы радионавигационного оборудования без уменьшения радиопрозрачности носового обтекателя.
Claims (1)
- Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и расположенной под ним антенны, содержащее системы металлических полосовых электродов-молниеотводов разной длины, расположенных на внутренней и внешней поверхностях диэлектрической оболочки носового обтекателя самолета и электрически связанных с металлическими конструкциями фюзеляжа, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными полосовыми электродами, электрически связанными с металлическими конструкциями фюзеляжа и расположенными в середине промежутков между металлическими полосовыми молниеотводами на внутренней поверхности оболочки обтекателя, при этом количество дополнительных полосовых электродов равно количеству полосовых электродов-молниеотводов, ширина дополнительных полосовых электродов выбрана равной d=5÷10 мм такой длины, что их высота hм над основанием носового обтекателя равна высоте ha края антенны радара, находящейся под носовым обтекателем.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126951/11A RU2466912C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126951/11A RU2466912C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2466912C1 true RU2466912C1 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011126951/11A RU2466912C1 (ru) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466912C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711560C2 (ru) * | 2015-10-05 | 2020-01-17 | Зе Боинг Компани | Способы отвода тока молнии от крепежных деталей обшивки в композитных неметаллических структурах |
| CN116358980A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 翔鹏佑康(北京)科技有限公司 | 一种肿瘤细胞快速检测鉴定装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2675767A1 (fr) * | 1991-04-23 | 1992-10-30 | Birault Jean | Radome parafoudre pour avion. |
| US5542624A (en) * | 1993-06-03 | 1996-08-06 | Hr Smith (Technical Developments) Ltd. | Lightning strike protection |
| RU2244664C1 (ru) * | 2003-07-22 | 2005-01-20 | Фарамазян Вартан Вагинакович | Молниеотводящая сегментная шина |
| EP1826121A2 (en) * | 2006-02-24 | 2007-08-29 | The Boeing Company | Gap lightning surface protection of composite structures |
-
2011
- 2011-07-01 RU RU2011126951/11A patent/RU2466912C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2675767A1 (fr) * | 1991-04-23 | 1992-10-30 | Birault Jean | Radome parafoudre pour avion. |
| US5542624A (en) * | 1993-06-03 | 1996-08-06 | Hr Smith (Technical Developments) Ltd. | Lightning strike protection |
| RU2244664C1 (ru) * | 2003-07-22 | 2005-01-20 | Фарамазян Вартан Вагинакович | Молниеотводящая сегментная шина |
| EP1826121A2 (en) * | 2006-02-24 | 2007-08-29 | The Boeing Company | Gap lightning surface protection of composite structures |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711560C2 (ru) * | 2015-10-05 | 2020-01-17 | Зе Боинг Компани | Способы отвода тока молнии от крепежных деталей обшивки в композитных неметаллических структурах |
| CN116358980A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 翔鹏佑康(北京)科技有限公司 | 一种肿瘤细胞快速检测鉴定装置 |
| CN116358980B (zh) * | 2023-06-01 | 2023-09-29 | 翔鹏佑康(北京)科技有限公司 | 一种肿瘤细胞快速检测鉴定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2982494A (en) | Lightning arrestor for radomes | |
| US9896220B2 (en) | Aircraft antenna cover, aircraft member cover, aircraft, and rain erosion boot for aircraft | |
| CN101611655B (zh) | 雷闪防护装置：湿/干场敏感避雷针 | |
| US10457413B2 (en) | Methods and systems for aircraft lightning strike protection | |
| US5841066A (en) | Lightening strip | |
| Lee | Protection zone for buildings against lighning strokes using transmission line protection practice | |
| US5542624A (en) | Lightning strike protection | |
| US8674216B1 (en) | Early streamer emission terminal | |
| RU2466912C1 (ru) | Устройство для молниезащиты носового обтекателя самолета и находящейся под ним антенны | |
| CN103863570A (zh) | 包括以偏置的方式安装的避雷导体带的避雷导体系统 | |
| Pierce | Triggered lightning and some unsuspected lightning hazards | |
| USRE25417E (en) | Lightning arrestor for radomes | |
| KR101681558B1 (ko) | 낙뢰전달기능의 레이돔 체결부재 및 이를 포함하는 레이돔 조립체 | |
| CN107771020B (zh) | 具有集成esd保护的分段式雷电分流元件 | |
| JP2016004646A (ja) | 落雷抑制型避雷装置 | |
| US6313810B1 (en) | Arrangement relating to antenna protection | |
| CN113272549A (zh) | 用于风力涡轮机叶片的电荷消散系统、风力涡轮机叶片和相关方法 | |
| Sheng-Quan et al. | Lightning menace to ship and corresponding protection design requirements | |
| Petrov et al. | Lightning strikes to aircraft radome: Electric field shielding simulation | |
| Zheng et al. | Investigation on ship LEMP protection design and test | |
| JP2019209699A (ja) | 航空機 | |
| RU2244664C1 (ru) | Молниеотводящая сегментная шина | |
| Kuan et al. | Analysis of Lightning and Surge Protection for Float Ground System | |
| US11247785B2 (en) | Lightning current controlling device, lightning current controlling method, and aircraft | |
| RU2633364C2 (ru) | Способ молниезащиты на принципе экранирования защищаемого объекта от молниевого разряда и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160702 |