RU2523422C1 - Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation - Google Patents
Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2523422C1 RU2523422C1 RU2013119351/07A RU2013119351A RU2523422C1 RU 2523422 C1 RU2523422 C1 RU 2523422C1 RU 2013119351/07 A RU2013119351/07 A RU 2013119351/07A RU 2013119351 A RU2013119351 A RU 2013119351A RU 2523422 C1 RU2523422 C1 RU 2523422C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- model
- corona
- cloud
- isolated
- charge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике защиты от ударов молнии различных объектов (как наземных, так и летательных аппаратов) и может быть использовано для экспериментальной оценки молниестойкости (испытание на коронирование) объектов.The invention relates to techniques for protection against lightning strikes of various objects (both ground and aircraft) and can be used for experimental evaluation of lightning resistance (corona test) of objects.
Известен способ испытаний объектов на молниезащищенность, заключающийся в том, что проводящую модель объекта (самолета) размещают в воздушном промежутке между электродами высоковольтного генератора импульсных напряжений (ГИН), создают импульсный разряд, имитирующий разряд молнии, регистрируют точки поражения объекта с помощью фотоаппаратов и видеокамеры и делают выводы о молниезащищенности объекта (Трунов O.К., Гапонов И.М., Лупейко А.В., Сысоев B.C. К методике исследований молниезащиты самолетов на моделях // Электричество, 1985, №9, с.58-59). Недостатком способа является низкая точность оценки молниезащищенности объекта, большая трудоемкость и стоимость испытаний.A known method of testing objects for lightning protection is that a conductive model of an object (aircraft) is placed in the air gap between the electrodes of a high voltage pulse voltage generator (GIN), a pulse discharge simulating a lightning strike is created, the point of impact of the object is recorded using cameras and a video camera, and draw conclusions about the lightning protection of the object (Trunov O.K., Gaponov I.M., Lupeyko A.V., Sysoev BC On the methodology for studying lightning protection of aircraft on models // Electricity, 1985, No. 9, pp. 58-59). The disadvantage of this method is the low accuracy of assessing the lightning protection of an object, the high complexity and cost of testing.
Это связано с тем, что для увеличения разброса точек выхода разряда с модели объекта (с целью выявления максимального количества путей протекания тока молнии по модели) меняют полярность и крутизну фронта прикладываемого импульса напряжения, что требует больших трудозатрат на замену фронтовых резисторов на всех этажах генератора импульсных напряжений. Это увеличивает длительность проводимых испытаний и меняет условия поражения объектов при изменении полярности разряда. Кроме того, оказываются нарушенными физические процессы, которые характерны для заряженного облака.This is due to the fact that in order to increase the spread of the discharge exit points from the model of the object (in order to identify the maximum number of lightning current paths in the model), the polarity and steepness of the front of the applied voltage pulse are changed, which requires a lot of labor to replace the front resistors on all floors of the pulse generator stresses. This increases the duration of the tests and changes the conditions of damage to objects when the polarity of the discharge changes. In addition, the physical processes that are characteristic of a charged cloud are violated.
Известен способ испытаний объектов на молниезащищенность на основе применения искусственных заряженных аэрозольных водных облаков с предельной плотностью заряда, способных инициировать электрические разряды и исследовать процессы формирования и развития стадий разряда (А.Ф. Дьяков, Б.К. Максимов, Р.К. Борисов, И.П. Кужекин, А.Г. Темников, А.В. Жуков. Электромагнитная совместимость и молниезащита в электроэнергетике. Москва, Издательский дом МЭИ, 2011, стр.298-302). Устройство для осуществления способа содержит имитатор местности, модели молниеприемника и объекта, имитатор грозового облака в виде генератора заряженного аэрозоля и регистратор разрядов. Недостатком известного способа и устройства является недостаточная точность оценки молниезащищенности объектов в связи с тем, что испытуемые объекты заземлены, что меняет реальные условия коронирования изолированных объектов.A known method of testing objects for lightning protection based on the use of artificial charged aerosol water clouds with a limiting charge density that can initiate electric discharges and study the processes of formation and development of discharge stages (A.F. Dyakov, B.K. Maksimov, R.K. Borisov, IP Kuzhekin, AG Temnikov, AV Zhukov, Electromagnetic Compatibility and Lightning Protection in the Electric Power Industry, Moscow, MPEI Publishing House, 2011, pp. 298-302). A device for implementing the method comprises a terrain simulator, an air terminal model and an object, a thundercloud simulator in the form of a charged aerosol generator and a discharge recorder. The disadvantage of this method and device is the lack of accuracy in assessing the lightning protection of objects due to the fact that the test objects are grounded, which changes the real conditions of coronation of isolated objects.
Близким к предлагаемому способу является способ испытаний объектов на молниезащищенность (А.с. СССР №1370800, МПК4 H05F 3/02, заявл. 11.08.86, опубл. 30.01.88), заключающийся в том, что создают ячейку грозового облака с помощью генератора аэрозольной струи, накапливают электрический заряд облака до величины, достаточной для образования лидерного разряда с облака на имитатор местности, на котором расположены модели объекта и молниеприемника. Разряды, попадающие на объект и молниеприемник, регистрируют с помощью регистратора. Через некоторое количество разрядов, число которых определяется требованиями испытаний, делают вывод о молниезащищенности объекта.Close to the proposed method is a method of testing objects for lightning protection (AS USSR No. 1370800, IPC 4 H05F 3/02, decl. 11.08.86, publ. 30.01.88), which consists in creating a thundercloud cell using generator aerosol jet, accumulate the electric charge of the cloud to a value sufficient to form a leader discharge from the cloud to the terrain simulator, on which are located the model of the object and the air terminal. The discharges falling on the object and the air terminal are recorded using a registrar. After a certain number of discharges, the number of which is determined by the test requirements, they conclude that the object is lightning protected.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является также устройство для испытаний объектов на молниезащищенность (А.с. СССР №1370800, МПК4 H05F 3/02, заявл. 11.08.86, опубл. 30.01.88), включающее модель объекта с молниеприемником, имитатор грозовых облаков, выполненный в виде генератора заряженного аэрозоля, ось которого направлена под острым углом к поверхности имитатора местности, и регистратор разрядов, попадающих на объект.Closest to the proposed device is also a device for testing objects for lightning protection (AS USSR No. 1370800, IPC 4 H05F 3/02, application. 11.08.86, publ. 30.01.88), including a model of an object with an air terminal, a simulator of lightning clouds, made in the form of a charged aerosol generator, the axis of which is directed at an acute angle to the surface of the terrain simulator, and a discharge recorder that hits the object.
Недостатком известных способов и устройств является низкая точность оценки молниестойкости объектов (на коронирование), обусловленная тем, что объекты при испытаниях заземлены. Также при этом отсутствует регулирование тока выноса, что не позволяет устанавливать величину заряда облако таким, что реализуется коронный разряд на объекте, но отсутствует искровой. Это снижает точность испытаний, так как затрудняется процесс фиксации мест коронирования объекта и интенсивности короны.A disadvantage of the known methods and devices is the low accuracy of assessing the lightning resistance of objects (for corona), due to the fact that the objects are grounded during testing. Also, there is no regulation of the discharge current, which does not allow the cloud charge to be set such that a corona discharge is realized at the object, but there is no spark. This reduces the accuracy of the tests, since the process of fixing the places of coronation of the object and the intensity of the corona is difficult.
Задача изобретения - повышение точности оценки мест коронирования объекта. Технический результат - приближение искусственно созданной модели ячейки грозового облака к природным грозовым облакам и повышение точности создания условий коронирования объекта.The objective of the invention is to increase the accuracy of the assessment of coronation sites of the object. EFFECT: approximation of an artificially created model of a thundercloud cell to natural thunderclouds and increasing the accuracy of creating conditions for coroning an object.
Задача решается тем, что в способе испытаний объектов на коронирование, заключающемся в том, что создают поток заряженного аэрозоля, накапливают электрический заряд в заторможенном потоке в виде заряженного облака до величины, когда напряженность электрического поля в промежутке «облако - изолированная модель объекта - земля» достаточна для формирования коронного разряда на модели летательного аппарата (л.а.), но исключающей возникновение искрового разряда.The problem is solved in that in the method of testing objects for corona, which consists in creating a charged aerosol stream, they accumulate an electric charge in a blocked stream in the form of a charged cloud to a value when the electric field strength in the gap is “cloud - an isolated model of an object - earth” sufficient for the formation of a corona discharge on the model of an aircraft (l.a.), but excluding the occurrence of a spark discharge.
Испытуемый объект (модель л.а.) изолируют от земли с помощью специальных изоляционных растяжек или подставки с высоким электрическим сопротивлением (типа нейлоновых веревок или фарфоровых изоляторов) для обеспечения адекватности моделирования процесса при полете объекта (летательного аппарата) в атмосфере с высоким электрическим полем. Коронирование объекта возникает под действием поля облака, возникающего от заряда облака. Обеспечение требуемого заряда облака осуществляется с помощью специального генератора, формирующего газовый поток с заряженными аэрозольными частицами. Этот поток выносит в атмосферу необходимый заряд (ток зарядки) и осуществляет непрерывную компенсацию потерь этого заряда облака из-за его диффузии и дрейфа заряженных частиц из облака под действием электрического поля.The test object (model L.A.) is isolated from the ground using special insulating extensions or supports with high electrical resistance (such as nylon ropes or porcelain insulators) to ensure adequate modeling of the process when the object (aircraft) is flying in an atmosphere with a high electric field. Coronation of an object occurs under the influence of a cloud field arising from a cloud charge. The required cloud charge is provided using a special generator that generates a gas stream with charged aerosol particles. This stream carries the necessary charge into the atmosphere (charging current) and continuously compensates for the loss of this cloud charge due to its diffusion and drift of charged particles from the cloud under the influence of an electric field.
Величина необходимого для коронирования объекта электрического заряда облака и его подпитка регулируются величиной тока зарядки с помощью специального блока генератора, способного регулировать амплитуду и длительность выходного тока генератора (тока зарядки). Величину электрического заряда в заторможенном потоке устанавливают такой, чтобы исключить возникновение искрового разряда в промежутке «облако - изолированная модель объекта - земля» - ограничение сверху. В то же время величина заряда облака должна быть достаточной для возникновения интенсивной короны с модели л.а. - ограничение снизу.The value of the cloud’s electric charge required for coronation of the object and its recharge are regulated by the value of the charging current using a special generator unit that can adjust the amplitude and duration of the generator output current (charging current). The magnitude of the electric charge in the inhibited flow is set so as to exclude the occurrence of a spark discharge in the gap "cloud - an isolated model of the object - earth" - a restriction from above. At the same time, the cloud charge should be sufficient for the appearance of an intense corona from the L.A. model. - restriction from below.
После достижения такого режима (величины необходимого заряда) регистрируют места коронирования объекта и делают вывод о местах и интенсивности коронирования частей объекта.After reaching such a regime (the required charge value), the places of coronation of an object are recorded and a conclusion is made about the places and intensity of coronation of parts of an object.
На фиг.1 представлена схема устройства для испытания изолированных объектов на коронирование.Figure 1 presents a diagram of a device for testing isolated objects for coronation.
Способ испытаний изолированных объектов (летательных аппаратов) на коронирование осуществляется следующим образом. От генератора заряженных частиц 1, расположенного на заземленной плоскости 2 и имеющего блок регулирования заряда 3, обеспечивающий возможность регулирования амплитуды и длительности импульсов выходного тока, при этом величина тока подбирается такой, что исключается возникновение искрового разряда в промежутке «облако - изолированная модель объекта - земля», подают заряд на заряженную аэрозольную струю 4, которая образует заряженное аэрозольное облако над заземленной плоскостью 2 и моделью летательного аппарата 5.The method of testing isolated objects (aircraft) for coronation is as follows. From a generator of charged particles 1, located on a grounded plane 2 and having a charge control unit 3, providing the ability to control the amplitude and duration of the pulses of the output current, while the current value is selected such that the occurrence of a spark discharge in the gap “cloud - isolated object model - earth ", A charge is applied to a charged aerosol jet 4, which forms a charged aerosol cloud above the grounded plane 2 and the model of the aircraft 5.
Возникающий коронный заряд на частях модели 5 фиксируют с помощью фотоаппарата (место коронирования) и фотоэлектронного умножителя (интенсивности коронного разряда) блока аппаратуры 6.The arising corona charge on the parts of model 5 is fixed with a camera (the place of corona) and a photoelectronic multiplier (corona discharge intensity) of the unit 6.
В зависимости от внешних условий с помощью блока регулирования тока 3 устанавливают величину заряда облака так, что реализуется коронный разряд на модели, но при этом отсутствует искровой пробой испытательного промежутка. Для этого при возникновении искровых разрядов из облака величину заряда облака снижают на величину, исключающую искровой разряд, но реализующую коронный разряд на модели.Depending on the external conditions, using the current control unit 3, the cloud charge is set so that a corona discharge is realized on the model, but there is no spark breakdown of the test period. For this, when spark discharges from the cloud occur, the cloud charge is reduced by a value excluding the spark discharge, but realizing the corona discharge on the model.
По величине интенсивности коронного разряда, фиксируемой фоторегистрирующей аппаратурой (фотоаппарат и фотоэлектронный умножитель), делают вывод о коронирующих местах и интенсивности коронного разряда на модели летательного аппарата.According to the magnitude of the intensity of the corona discharge recorded by the photo-recording equipment (camera and photoelectronic multiplier), a conclusion is made about the corona spots and the intensity of the corona discharge on the model of an aircraft.
Заявляемые способ и устройство позволяют с большей точностью оценить коронирующую способность деталей объекта (модели самолета), так как при испытаниях создаются условия, более приближенные к реальным. Проведенные испытания показали более высокую степень определения коронирующих частей объекта, которые соответствуют реальным условиям грозовой активности.The inventive method and device can more accurately assess the corona ability of the parts of the object (aircraft model), since the tests create conditions that are closer to real ones. The tests showed a higher degree of determination of the corona parts of the object, which correspond to the actual conditions of thunderstorm activity.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119351/07A RU2523422C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119351/07A RU2523422C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2523422C1 true RU2523422C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013119351/07A RU2523422C1 (en) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2523422C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110502864A (en) * | 2019-08-29 | 2019-11-26 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | A kind of airframe and its electromagnet shield effect appraisal procedure |
| RU2755868C2 (en) * | 2017-03-20 | 2021-09-22 | Зе Боинг Компани | Method and system for non-destructive control |
| NO20200445A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-15 | Vestlandets Innovasjonsselskap As | Lightning test method and system |
| RU2809642C1 (en) * | 2023-06-19 | 2023-12-14 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for testing aircrafts for selectivity of lightning strikes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1370800A1 (en) * | 1986-08-11 | 1988-01-30 | Московский энергетический институт | Apparatus for testing objects for lightning protection |
| SU1391723A1 (en) * | 1986-07-11 | 1988-04-30 | Московский энергетический институт | Generator of charged aerosol |
| RU2110885C1 (en) * | 1995-04-26 | 1998-05-10 | Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации | Lighting current simulator |
| RU2352502C1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Device to check up aircraft resistance to lighting |
-
2013
- 2013-04-26 RU RU2013119351/07A patent/RU2523422C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1391723A1 (en) * | 1986-07-11 | 1988-04-30 | Московский энергетический институт | Generator of charged aerosol |
| SU1370800A1 (en) * | 1986-08-11 | 1988-01-30 | Московский энергетический институт | Apparatus for testing objects for lightning protection |
| RU2110885C1 (en) * | 1995-04-26 | 1998-05-10 | Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации | Lighting current simulator |
| RU2352502C1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Device to check up aircraft resistance to lighting |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755868C2 (en) * | 2017-03-20 | 2021-09-22 | Зе Боинг Компани | Method and system for non-destructive control |
| CN110502864A (en) * | 2019-08-29 | 2019-11-26 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | A kind of airframe and its electromagnet shield effect appraisal procedure |
| NO20200445A1 (en) * | 2020-04-14 | 2021-10-15 | Vestlandets Innovasjonsselskap As | Lightning test method and system |
| RU2809642C1 (en) * | 2023-06-19 | 2023-12-14 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for testing aircrafts for selectivity of lightning strikes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Becerra et al. | A self-consistent upward leader propagation model | |
| RU2523422C1 (en) | Test method isolated objects (aircrafts) for corona effect on and device for its implementation | |
| Pavan et al. | Aircraft charging and its influence on triggered lightning | |
| Rizk | Modeling of lightning exposure of sharp and blunt rods | |
| Horii et al. | Artificially triggered lightning | |
| CN110726881A (en) | Simulation method for inductive lightning and direct lightning | |
| CN103245896A (en) | Distributing line lightning induction overvoltage simulation platform based on rocket triggered lightning technology | |
| RU2502237C1 (en) | Method of testing facilities for lightning protection and apparatus for realising said method | |
| Schoene et al. | Experimental study of lightning-induced currents in a buried loop conductor and a grounded vertical conductor | |
| Fontanes et al. | On the induced currents to wind turbines by the Earth’s atmospheric electric potential: Experiments with drones | |
| Zhang et al. | The characteristics and simulation of close leader/return stroke field change waveforms | |
| Long et al. | On the interception of dart lightning leaders from wind turbine blades | |
| Čop et al. | Protection against lightning at a geomagnetic observatory | |
| Fontanes et al. | Experiments lifting vertical wires with drones to study wind turbines current induction and charging | |
| Issac et al. | Space launching site protection against lightning hazards | |
| Guerra-Garcia | The Role of Low Temperature Plasma Research in Designing the Lightning and Precipitation Static Protection of Novel Aircraft | |
| Hoole et al. | Determining safe electrical zones for placing aircraft navigation. Measurement and microelectronic systems in static thunderstorm environment | |
| CN203164342U (en) | Distribution line lightning induction overvoltage simulation platform based on rocket introducing thunder technology | |
| Diaz et al. | Streamer-to-leader transition in a sphere-to-plane air gap tested with switching impulses | |
| Deshagoni | Design and Analysis of Earthing System for Wind Turbine Generators from Lightning Discharge Currents | |
| CN111337796A (en) | Power transmission line lightning shielding failure model test platform and method considering mountain terrain | |
| Chen et al. | Analysis of lightning electromagnetic fields at near and far ranges | |
| Grzybowski et al. | Effectiveness of lightning protection devices | |
| Temnikov et al. | On a criterion of the appearance of an upward leader from ground-based objects | |
| Ruhnke | Screening effects on branched upward leaders |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160520 |