Protezione dai fulmini

[Nataluc]

Salve a tutti, una domanda:

come si ottiene laprotezione dai fulmini della fusoliera???mi sono imbattutto in questa domanda e le risposte che ho avuto sono state varie...qualcuno sa darmi una risposta precisa...
grazie ciao

[m.forna]

http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_cage

http://it.wikipedia.org/wiki/Gabbia_di_Faraday (finché va anche in italiano..)

[ciccioxx92]

Credo che intendesse la protezione dell'aereo, come apparecchiature radio, etc...

Altrimenti con la semplice Gabbia di Faraday, l'aereo all'interno non subisce danni (di tipo elettrico). Stesso motivo per cui in un temporale conviene andare in automobile.

[m.forna]

Credo che intendesse la protezione dell'aereo, come apparecchiature radio, etc...

Altrimenti con la semplice Gabbia di Faraday, l'aereo all'interno non subisce danni (di tipo elettrico). Stesso motivo per cui in un temporale conviene andare in automobile.

ma non ha specificato "della fusoliera"?

[sigmet]

Salve a tutti, una domanda:

come si ottiene laprotezione dai fulmini della fusoliera???

la gabbia di Faraday...

[AirGek]

Salve a tutti, una domanda:

come si ottiene laprotezione dai fulmini della fusoliera???

la gabbia di Faraday...

staminchia...

La storia della gabbia di faradey non m'ha mai convinto... infatti ne ho lette di aerei con danni strutturali oltre che di avionica a seguito di fulmine...

[JT8D]

Sul fatto che l'aereo sia una Gabbia di Faraday non tutti sono d'accordo (compreso me).
Ad esempio leggete qui:

http://www.md80.it/bbforum/viewtopic.php?f=30&t=1767

Paolo

[ciccioxx92]

Sul fatto che l'aereo sia una Gabbia di Faraday non tutti sono d'accordo (compreso me).

In che senso non lo è?

[vihai]

La gabbia di Faraday ha una conduttività infinita, l'aereo benché sia di alluminio che è un buon conduttore, non è un conduttore perfetto quindi puoi considerarlo come una gabbia di Faraday solo in condizioni non estreme.

I fulmini possono essere condizioni estreme

[ciccioxx92]

Quindi la gabbia di Faraday protegge il suo interno, dipendendo dal materiale con cui la si fa?

[87Nemesis87]

come scritto sopra, la gabbia di faraday è un concetto fisico teorico ...

...nella realtà si può dire che l'aeroplano agisca come una gabbia di faraday "quasi" perfetta, ma la spaventosa intensità di carica elettrica dei fulmini a volte possono arrivare a "forarla"

[sochmer]

Salve a tutti, una domanda:

come si ottiene laprotezione dai fulmini della fusoliera???

la gabbia di Faraday...

che io sappia quello è stato un incendio a qualche apparato elettrico e non un fulmine

[vihai]

che io sappia quello è stato un incendio a qualche apparato elettrico e non un fulmine

Sembra anche a me, in effetti...

[sochmer]

che io sappia quello è stato un incendio a qualche apparato elettrico e non un fulmine

Sembra anche a me, in effetti...

confermo

http://www.flightglobal.com/blogs/unusu ... es-cr.html

[KrahS]

Un mio professore una volta mi ha accennato che sugli aerei si sa già praticamente la parte che entrerà in contatto con un fulmine poiché praticamente con l'osservazione negli anni è sempre stato così. Credo che fosse la parte alta del muso, ma sinceramente proprio non ricordo con precisione. Comunque il concetto è che sapendo che il fulmine colpisce una determinata parte dell'aereo la si rinforza maggiormente e si realizza (non credo su tutti i velivoli) con un materiale più conduttore dell'alluminio un "percorso" fino alla coda, rinforzata anch'essa, da cui il fulmine esce. In questo modo l'energia non interferisce con l'interno del velivolo (proprio come una gabbia di Faraday) e si evitano danni poiché l'energia scorre su una striscia di materiale che si sa in partenza resistere. Diciamo come la messa a terra di edifici e strutture metalliche elevate.

Comunque mi rimando a qualcuno con più esperienza...io parlo solo per sentito dire!!

[vihai]

Comunque il concetto è che sapendo che il fulmine colpisce una determinata parte dell'aereo la si rinforza maggiormente e si realizza (non credo su tutti i velivoli) con un materiale più conduttore dell'alluminio

L'alluminio è già uno dei migliori conduttori. Un pochino meglio il rame, ma a parità di peso meglio inspessire l'alluminio.

un "percorso" fino alla coda, rinforzata anch'essa, da cui il fulmine esce. In questo modo l'energia non interferisce con l'interno del velivolo (proprio come una gabbia di Faraday)

Per quello che riguarda i danni locali va anche bene ma non ci sono solo quelli, ma la gabbia di Faraday ha a che fare con quello che sta DENTRO e dentro c'è l'avionica e i vari impianti elettrici e se vuoi evitare danni devi diminuire la resistenza di TUTTO il percorso.

In realtà conviene rendere più tolleranti gli impianti che aggiungere centinai di kg di alluminio.

Poi può sempre capitare il fulmine positivo particolarmente potente e mandare tutte le protezioni in malora...

Ciao,

[FAS]

Un mio professore una volta mi ha accennato che sugli aerei si sa già praticamente la parte che entrerà in contatto con un fulmine poiché praticamente con l'osservazione negli anni è sempre stato così. Credo che fosse la parte alta del muso, ma sinceramente proprio non ricordo con precisione. Comunque il concetto è che sapendo che il fulmine colpisce una determinata parte dell'aereo la si rinforza maggiormente e si realizza (non credo su tutti i velivoli) con un materiale più conduttore dell'alluminio un "percorso" fino alla coda, rinforzata anch'essa, da cui il fulmine esce. In questo modo l'energia non interferisce con l'interno del velivolo (proprio come una gabbia di Faraday) e si evitano danni poiché l'energia scorre su una striscia di materiale che si sa in partenza resistere. Diciamo come la messa a terra di edifici e strutture metalliche elevate.

Comunque mi rimando a qualcuno con più esperienza...io parlo solo per sentito dire!!

le prese statiche sono le mie colpite

[Ayrton]

tempo fa un ezy prese un fulmine in atterraggio a mxp...da qualche parte ho le foto...fulmine entrato nei pressi del beacon superiore e uscito dalla copertura dei reverse del motore n°2...lasciando un buco di circa 15x20 cm...ma nessun danno ulteriore

[KrahS]

Comunque il concetto è che sapendo che il fulmine colpisce una determinata parte dell'aereo la si rinforza maggiormente e si realizza (non credo su tutti i velivoli) con un materiale più conduttore dell'alluminio

L'alluminio è già uno dei migliori conduttori. Un pochino meglio il rame, ma a parità di peso meglio inspessire l'alluminio.

un "percorso" fino alla coda, rinforzata anch'essa, da cui il fulmine esce. In questo modo l'energia non interferisce con l'interno del velivolo (proprio come una gabbia di Faraday)

Per quello che riguarda i danni locali va anche bene ma non ci sono solo quelli, ma la gabbia di Faraday ha a che fare con quello che sta DENTRO e dentro c'è l'avionica e i vari impianti elettrici e se vuoi evitare danni devi diminuire la resistenza di TUTTO il percorso.

In realtà conviene rendere più tolleranti gli impianti che aggiungere centinai di kg di alluminio.

Poi può sempre capitare il fulmine positivo particolarmente potente e mandare tutte le protezioni in malora...

Ciao,

E no ti sbagli!!! Ripeto che non sono sicuro della reale applicazione della cosa ma il concetto per me è corretto. Se non crei un percorso preferenziale l'energia va dove vuole e quindi potrebbe danneggiare strumentazione e quant'altro (per esempio il motore accennato da Ayrton).
Invece se introducessi un percorso preferenziale semplicemente utilizzando per esempio una lastra di qualche centimetro di larghezza e qualche millimetro di spessore di rame (o conduttore simile) lungo la fusoliera esterna, che parte dalla zona dove si presume cadano i fulmini fino ad una zona in coda da cui possa uscire senza comportare danni potresti evitare problemi.
Il vantaggio è che l'energia che in generale sarebbe libera di andare dove vuole, viene "forzata" in un percorso noto. Così facendo non serve rinforzare un intero aereo per preservarlo in caso di contatto con fulmini, ma basterebbe rinforzare poche parti note. Ciò comporta quindi nessun effettivo aumento di peso, anzi forse un risparmio!

[sigmet]

che io sappia quello è stato un incendio a qualche apparato elettrico e non un fulmine

Sembra anche a me, in effetti...

confermo

In effetti ho consultato il DB dell'NTSB e il commento della foto presa da internet era errato ; l'incidente era effettivamente dovuto ad un incendio (ma il pilota era d'amianto? ).
Comunque i danni da fulmini molte volte non sono dissimili e in alcuni casi le conseguenze hanno portato alla perdita del velivolo.
1. 26.06.59 (ca. 17.35) Lockheed L-1649A Starliner 
N7313C (1015) Trans World Airlines - TWA 
Cccupants: 9 crew + 59 passengers = 68 
Fatalities: 9 crew + 59 passengers = 68.
Accident Occured: During Climb
Location: Milano; 20 mi NW (Italy)
Flight: Milano-Malpensa APT - Paris-Orly Flightnr.: 891 

Source: ICAO Accident Digest Circular 62-AN/57 (132-152)

2. 12.08.63 (13.19 GMT) Vickers 708 Viscount 
F-BGNV (39) Air Inter [year built: 1954] 
Occupants: 4 crew + 16 passengers 
Fatalities: 4 crew + 16 passengers 
3rd party fatalities: 1
Accident Occured: Initial Approach
Location: Lyon; 24 km N (France)
Flight: Lille - Lyon-Satolas APT Flightnr.: 2611

Source: ICAO Accident Digest No.15 - Volume II, Circular 78- AN/66 (179-185)

3. 08.12.63 Boeing 707-121 
N709PA (17588/3) Pan American World Airways [year built: 1958] 
Occupants: 8 crew + 73 passengers 
Fatalities: 8 crew + 73 passengers
Accident Occured: Initial Approach
Location: Elkton, MD (USA)
Flight: Washington-Baltimore IAP, DC - Philadelphia IAP Flightnr.: 214 
Total airframe flying hours: 14609; cycles 

Comments: Inflight explosion of fuel tank due to lightning strike. 

Source: ICAO Accident Digest No.15 - Volume II, Circular 78- AN/66 (121-133)

4. 24.12.71 (12.36) Lockheed L-188A Electra 
OB-R- 941 (1086) LANSA [year built: 1959] 
Occupants: 6 crew + 86 passengers 
Fatalities: 6 crew + 85 passengers 
Accident Occured: Cruise
Location: Puerto Inca (Peru)
Flight Lima-Jorge Chavez IAP - Flightnr.: 508 

Comments: About forty minutes after take-off, the aircraft entered a zone of strong turbulence and lightning. After flying for twenty minutes in this weather at FL210 lightning struck the aircraft, causing fire on the right wing which separated, along with part of the left wing. The aircraft crashed in flames into mountainous terrain. Structural failure occurred because of the loads imposed on the aircraft flying through a severe thunderstorm, but also because of stresses resulting from the manoeuvre to level out the aircraft. 
Source:

5. 09.05.76 (14.35 GMT) Boeing 747-131F 
5-8104 (19677/73) Islamic Republic of Iran Air Force [year built: 1970] 
Occupants: 10 crew + 7 passengers
Fatalities: 10 crew + 7 passengers 
Freight loss 
Accident Occured: Descent
Location: Madrid; nr (Spain)
Flight Tehran-Mehrabad IAP - Madrid-Torrejon AFB Flightnr.: 48 

Comments: The Boeing was operated on a military logistic flight from Tehran to McGuire AFB via Madrid. The flight took off from Tehran at 08.20h GMT and climbed to a cruising altitude of FL330. After establishing contact with Madrid control, clearance was received to CPL VOR via Castejon. At 14.25h the flight was cleared to FL100. At 14.30 the crew advised Madrid that they were diverting to the elft because of thunderstorm activity, and at 14.32 Madrid cleared ULF48 to 5000ft and directed him to contact Madrid approach control. At 14.33 the crew contacted approach control and advised them that there was too much weather activity ahead and requested to be vectored around it. Last radio contact was when ULF48 acknowledged the 260deg heading instructions and informed Madrid that they were descending to 5000ft. The aircraft was later found to have crashed in farmland at 3000ft msl following left wing separation. It appeared that the aircraft had been struck by lightning, entering a forward part of the aircraft and exiting from a static discharger on the left wingtip. The lightning current's conductive path to the static discharger at the tip was through a bond strap along the trailing edge. Concentration of current at the riveted joint between this bond strap and a wing rib were sufficient conductive to cause the flash to reattach to this rivet and to leave the discharger. Fuel vapors in the no.1 fuel tank then ignited. The explosion caused the upper wing skin panel to separate, causing a drastic altering of the aeroelastic properties of the wing, and especially the outboard section of wing. The outer wing began to oscillate, developing loads which caused the high-frequency antenna and outer tip to separate. The whole wing failed a little later. 

Source: FI 15.5.76(1283); NTSB-AAR-78-12

6. 05.09.80 Lockheed L-100-20 Hercules 
KAF317 (4350) Kuwait Air Force
Occupants: crew + passengers 
Fatalities: crew + passengers 
Location: Montelimar; nr (France)

Comments: Crashed after lightning strike. 

Source: FI 03.01.1981 (29)

7. 08.02.88 (07.58) Swearingen SA.227AC Metro 
D-CABB (AC-500) N
8. Nurrnberger Flugdienst - NFD
Occupants: 2 crew + 19 passengers 
Fatalities: 2 crew + 19 passengers
Accident Occured: Initial Approach
Location: Mulheim; nr (Germany)
Flight Hannover-Langenhagen APT - D
9. Dusseldorf Flightnr.: 108 

Comments: The Metro aircraft suffered a lightning strike, following which the electrical system failed. The right wing broke off in an uncontrolled descent and the aircraft disintegrated. 

Source: ICAO Adrep Summary 2/90 (#32)

Questo e' un MD 80 che ho riportato ferry a Roma (dopo aver sostituito il radome..)

e questo e' un caso dove il fulmine ha staccato di netto una winglets.



I danni maggiori sono generalmente a carico di elementi in composito.
A tal riguardo sono in corso studi per analizzare il danno da fulmine sugli aerei di ultima generazione dove viene fatto largo uso di questi materiali.
Mi piacerebbe conoscere in proposito l'opinione dell'amico FAS. So che anche l'EADS sta sviluppando delle ricerche.

Per chi volesse approfondire l'argomento provo ad allegare un interessante documento che ho avuto modo di studiare qualche mese fa.

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid= ... h&hl=en_US

[vihai]

E no ti sbagli!!! Ripeto che non sono sicuro della reale applicazione della cosa ma il concetto per me è corretto. Se non crei un percorso preferenziale l'energia va dove vuole e quindi potrebbe danneggiare strumentazione e quant'altro (per esempio il motore accennato da Ayrton).

Il percorso preferenziale è la fusoliera.

Invece se introducessi un percorso preferenziale semplicemente utilizzando per esempio una lastra di qualche centimetro di larghezza e qualche millimetro di spessore di rame (o conduttore simile) lungo la fusoliera esterna, che parte dalla zona dove si presume cadano i fulmini fino ad una zona in coda da cui possa uscire senza comportare danni potresti evitare problemi.

Ma hai già un tubo di alluminio, se vuoi diminuire la resistenza elettrica al più aumenti lo spessore dell'alluminio, aggiungere una barra di rame è meno efficace. Pesa di più e non contribuisce alla resistenza strutturale.

In più devi aggiungere l'effetto pelle. Mille volte meglio la fusoliera.

Il vantaggio è che l'energia che in generale sarebbe libera di andare dove vuole, viene "forzata" in un percorso noto. Così facendo non serve rinforzare un intero aereo per preservarlo in caso di contatto con fulmini, ma basterebbe rinforzare poche parti note. Ciò comporta quindi nessun effettivo aumento di peso, anzi forse un risparmio!

La corrente di un fulmine non funziona così. Essendo una scarica impulsiva con di/dt molto elevata subisce molto l'effetto pelle e quindi tende a distribuirsi sulla superficie dei conduttori. Inoltre non gradisce giri strani per via dell'induttanza, preferisce andare dritta.

Detto questo, comunque, supponi che durante una scarica muso-coda si vengano a formare delle tensioni di 200 V tra i conduttori interni dell'aeromobile.

Se 200 V sono troppi e vuoi dimezzarli allora devi dimezzare la resistenza elettrica e questo lo fai (almeno) raddoppiando la sezione del conduttore (e non è neanche così semplice). Non basta una barretta di rame, ma ci vuole una trave di rame

[KrahS]

Non ti capisco... io non voglio assorbire la scarica voglio semplicemente fare in modo che passi senza interagire in alcun modo con l'aereo, perchè dovrei volere che scorra su tutta la fusoliera col rischio di danni, ecc.???
Comunque il concetto è legato soprattutto alle fusoliere poco conduttrici vedasi il 787!!!

[vihai]

Non ti capisco... io non voglio assorbire la scarica voglio semplicemente fare in modo che passi senza interagire in alcun modo con l'aereo, perchè dovrei volere che scorra su tutta la fusoliera col rischio di danni, ecc.???

Posto che un fulmine non lo fermi né lo devii, l'unica cosa che ti rimane da fare è farlo passare con la minima resistenza (impedenza) possibile.

Bassa resistenza significa bassa tensione che significa bassa potenza dissipata che si traduce in poco riscaldamento dei materiali.

Comunque il concetto è legato soprattutto alle fusoliere poco conduttrici vedasi il 787!!!

Esatto, è proprio perché sono poco conduttrici che la corrente provoca un istantaneo surriscaldamento col rischio di danni strutturali.

[KrahS]

Posto che un fulmine non lo fermi né lo devii, l'unica cosa che ti rimane da fare è farlo passare con la minima resistenza (impedenza) possibile.

E ritorniamo sullo stesso concetto... in pratica mi stai dando ragione così... poiché non voglio procurare danni faccio un percorso di minima resistenza rispetto all'alluminio e sono sicuro che ci scorrerà la corrente... non voglio ne deviarla ne tanto meno fermarla, voglio semplicemente fornirgli un percorso che non mi crei danni...non riesco a capire perché non ti piace questo!?

KrahS ha scritto:
Comunque il concetto è legato soprattutto alle fusoliere poco conduttrici vedasi il 787!!!

Esatto, è proprio perché sono poco conduttrici che la corrente provoca un istantaneo surriscaldamento col rischio di danni strutturali.

Ancora mi dai ragione, altrimenti in tali casi come fai se non gli procuri sto famoso percorso???

va beh forse non mi so spiegare bene o non capisco bene cosa mi stai dicendo quindi la chiudo qui!

[vihai]

E ritorniamo sullo stesso concetto... in pratica mi stai dando ragione così... poiché non voglio procurare danni faccio un percorso di minima resistenza rispetto all'alluminio e sono sicuro che ci scorrerà la corrente... non voglio ne deviarla ne tanto meno fermarla, voglio semplicemente fornirgli un percorso che non mi crei danni...non riesco a capire perché non ti piace questo!?

Stai dando per scontato che una barra di rame sia un percorso preferenziale. Ti ho motivato il perché non è così.

[Zapotec]

Non ho capito se state discutendo del metodo per proteggere la fusoliera o le apparecchiature elettroniche in essa contenute ....

[vihai]

Non ho capito se state discutendo del metodo per proteggere la fusoliera o le apparecchiature elettroniche in essa contenute ....

La fusoliera si protegge bene anche da sola, i punti critici sono i punti in cui l'arco entra in contatto con la fusoliera. Purtroppo sono abbastanza imprevedibili ma se il fulmine non è particolarmente potente la lamiera di alluminio tende a subire pochi danni.