УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОТ ПОРАЖЕНИЯ МОЛНИЯМИ В СЛОИСТООБРАЗНЫХ ОБЛАКАХ Российский патент 1994 года по МПК B64D45/02 

Изобретение относится к технике, используемой для защиты летательных аппаратов (ЛА) от поражения молниями.

Для защиты самолетов от поражения молниями в слоистообразных облаках в основном, используют устройства, состоящие из набора пассивных статических острийных разрядников, устанавливаемых на законцовках крыльев и оперения самолета в местах наибольших значений напряженности электрического поля.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство, состоящее из набора пассивных острийных разрядников, каждый из которых выполнен в виде закрепленного на изоляторе проводника, один конец которого соединен с обшивкой ЛА.

Недостатком известных устройств защиты с пассивными острийными разрядниками является низкая эффективность их работы. Обычно в случае установки разрядника на самолете в оптимальной точке (на законцовке крыла или оперения) он начинает коронировать при заряде, обуславливающем разность потенциалов между самолетом и окружающей средой, равную примерно 10-15 кВ. Порог коронирования разрядников, установленных на кромках крыла или оперения, ближе к фюзеляжу, а также разрядников, установленных группами, существенно выше. При полете самолета или ЛА другого типа в слоистообразных облаках эти и любые другие, в том числе и активные, разрядники покрываются водой или льдом и практически не коронируют. При этом из-за покрытия обшивки (корпуса) ЛА водой или льдом практически не происходит ее (его) разрядка ионами атмосферного воздуха. В то же время из-за работы двигателя происходит непрерывная зарядка ЛА отрицательным электричеством. В камере сгорания двигателя происходит частичная ионизация газовой смеси с образованием свободных электронов и положительных ионов. Так как коэффициент диффузии электронов примерно в 10⁴ раз больше коэффициента диффузии положительных ионов, то они быстро уходят на стенки камеры сгорания и далее на обшивку (корпус) ЛА, а положительные ионы выбрасываются из сопла с газовой струей. У металлов, из которых обычно изготавливают обшивку (корпус) ЛА работа выхода электронов составляет единицы ЭВ. Поэтому электроны не могут покинуть обшивку (корпус) ЛА, а накапливаются на ней до тех пор, пока ЛА своим сильным электрическим полем не инициирует в атмосфере молниевый разряд. При этом часть заряда ЛА уходит в хорошо проводящий канал молнии.

Технической задачей изобретения является исключение возможности инициирования летательным аппаратом (самолетом, ракетой), молний в слоистообразных облаках и ликвидации помех работе радиоэлектронной аппаратуры, обусловленных электростатическими разрядами ЛП-атмосфера.

Решение технической задачи достигается тем, что в устройство, содержащее острийных разрядников, каждый из которых выполнен в виде закрепленного на изоляторе проводника, один конец которого соединен с обшивкой летательного аппарата, введен источник тока, подключенный к обоим концам проводника каждого из острийных разрядников.

На фиг. 1 представлена схема данного устройства; на фиг. 2 - одна из возможных конструкций острийного разрядника.

Устройство содержит источник 1 постоянного или переменного тока, подключенный к острийным разрядникам 2, число которых в зависимости от конструкции ЛА может изменяться от 1 до n.

Острийный разрядник 2 состоит из каркаса 3, изготовленного из изоляционного материала, на котором намотан проводник 4 с высоким удельным сопротивлением (например, из константана, манганина или вольфрама). Этот проводник электрически соединен с обшивкой (корпусом) ЛА. Нагрев проводника осуществляется от источника 1 тока.

Работает устройство следующим образом.

При выключенном источнике 1 тока работа устройства во время полета ЛА в облаках не отличается от работы известных устройств. Острийные разрядники 2 покрываются водой и поэтому плохо коронируют. На обшивке ЛА за счет работы двигателей накапливается большой электрический заряд, который может быть сброшен в атмосферу молниевым разрядом. При включенном источнике 1 тока с острийных разрядников за счет нагрева снимается влага и они под действием электрического поля ЛА осуществляют непрерывный сброс в атмосферу избыточного отрицательного заряда с обшивки ЛА, с которой они электрически соединены вместе с источником тока. (56) Брылев Г. Б. , Гашина С. Б. и др. Характеристики электрически активных зон в слоистообразных облаках. Л. Гидрометео- издат, 1989, с. 157.

Патент США N 3528629, кл. 244-1, 1970.

Использование: изобретение относится к технике, используемой для защиты летательных аппаратов (ЛА) от поражения молниями. Сущность изобретения: устройство содержит источник постоянного или переменного тока, подключенный к острийным разрядникам. Каждый острийный разрядник состоит из изготовленного из изоляционного материала, на котором намотан проводник с высоким удельным сопротивлением. Этот проводник электрически соединен с обшивкой ЛА. Нагрев проводника осуществляется от источника тока. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ОТ ПОРАЖЕНИЯ МОЛНИЯМИ В СЛОИСТООБРАЗНЫХ ОБЛАКАХ, содержащее n острийных разрядников, каждый из которых выполнен в виде закрепленного на изоляторе проводника, один конец которого соединен с обшивкой летательного аппарата, отличающееся тем, что, в него введен источник тока, подключенный к обоим концам проводника каждого из n острийных разрядников.