Заземление в воздухе. Куда уходит электричество, если самолет не касается земли?
Представьте, что вы летите на высоте 10 000 метров. За окном - грозовой фронт, сверкают молнии, а вы сидите в кресле, попиваете томатный сок и заряжаете телефон. И вдруг в голове возникает вопрос: «А куда, собственно, уходит электричество?»
Команда «СпецЭнергоЗавод» решила разобрать устройство самолета с точки зрения профессиональной электрики. Спойлер - здесь работают те же законы ПУЭ, что и на наших подстанциях, только ставки выше.
Парадокс терминологии - что такое «Земля»?
В быту мы привыкли, что заземление - это физический контакт с почвой (штыри, уголки, полоса). Но в электротехнике «земля» - это прежде всего точка с нулевым потенциалом, общий проводник.
✈ В самолете роль «земли» выполняет его металлический корпус - фюзеляж.
С точки зрения схемотехники, бортовая сеть самолета - это аналог системы с изолированной нейтралью, весь дюралюминиевый корпус лайнера выступает гигантской ГЗШ (Главной заземляющей шиной). Все приборы заземлены на корпус, что создает систему уравнивания потенциалов. Вывод - на земле принцип тот же. Неважно, насколько хороший у вас контур в грунте - если внутри цеха нет качественной системы уравнивания потенциалов (СУП), оборудование сгорит при первом же скачке.
📝 Нюанс для профи - бортовая сеть самолета работает не на привычных нам 50 Гц, а на 400 Гц при напряжении 115 Вольт. Почему? Физика проста, чем выше частота, тем меньше и легче могут быть трансформаторы и генераторы, так как в авиации борьба идет за каждый килограмм.
На земле мы редко используем 400 Гц, но принцип «эффективность через правильный подбор характеристик» нам близок. При производстве электрощитов специалисты «СпецЭнергоЗавод» учитывают нагрузки так, чтобы вы не переплачивали за избыточную мощность железа, но имели запас прочности.
Куда девается статика?
Во время полета лайнер трется о воздух, кристаллы льда и пыль. На скорости 800 км/ч корпус накапливает статический заряд до сотен тысяч вольт. Если его не сбросить, перестанет работать радиосвязь, а навигация «сойдет с ума».
Как сбросить заряд без провода? Самолет его буквально «выдыхает».
🔍 Обратите внимание на заднюю кромку крыла. Видите тонкие штыри, похожие на антенны? Это статические разрядники.
⚡ В авиации статику снимают разрядники. В промышленности (на мукомольных заводах, АЗС, складах ГСМ) статика - главная причина взрывов.Здесь «антеннки» не помогут. Для промышленных объектов мы применяем медные шины заземления и используем металлоконструкции, исключающие искрообразование. Физика одна, а решения - разные.
Удар молнии - Клетка Фарадея!
Статистика неумолима, ведь в каждый самолет молния попадает в среднем раз в год. Пассажиры видят вспышку, слышат хлопок, но продолжают пить кофе. Почему?
Срабатывает принцип Клетки Фарадея. Но есть нюанс - самолет состоит из тысяч деталей, соединенных заклепками, петлями и подшипниками. Если между ними будет плохой контакт, молния пробьет искру в месте соединения, что может привести к локальному плавлению или даже взрыву.
💡Чтобы этого избежать, в авиации используется тотальная металлизация. Все подвижные части, элероны, рули высоты, соединены с крылом гибкими металлическими перемычками. Они создают единый путь для тока без разрывов.
Видели когда-нибудь отгоревший провод в щитовой из-за плохо затянутого болта? При токах короткого замыкания или ударе молнии любое переходное сопротивление - это место аварии. Поэтому мы уделяем фанатичное внимание контактным соединениям и гибким связям. Цепь должна быть непрерывной. Точка.
Посадка. Момент истины!
Самый опасный момент для электрики самолета - это касание земли. На корпусе может оставаться остаточный потенциал. Если он отличается от потенциала бетона ВПП - будет пробой.
Представьте ситуацию - приехал топливозаправщик. У самолета свой потенциал, у грузовика - свой. Разница может составлять всего 50 Вольт, но этого достаточно для образования микроскопической искры в момент поднесения пистолета к горловине. А вокруг - пары керосина. Именно поэтому в авиационных регламентах прописана жесткая последовательность - сначала заземление, потом шланг. И никак иначе.
Авиаторы пришли к решение изящно:
⚡Проводящие шины - в резину колес добавляют технический углерод (сажу). Покрышка становится проводником. В момент касания заряд мгновенно уходит в бетон.
⚡Заземление на стоянке - перед заправкой техник обязан соединить корпус самолета и заземляющий болт на перроне медным тросом.
В авиации цена ошибки заземления - жизнь. В энергетике и строительстве - это сгоревшее оборудование, штрафы технадзора и потеря времени и финансов.
Самолет учит нас главному - электрический ток всегда ищет путь. И наша с вами задача - грамотно проложить этот путь.
Строите «приземленный» объект? Не нужно изобретать самолет. Доверьте расчеты и производство профессионалам.
ООО "СЭЗ" - проектирует, производит и поставляет под ключ НКУ и ВКУ по типовым и индивидуальным проектам!
🟠Группа ВКонтакте - подписаться
🟠Tелеграм-канал - подписаться
🟠Сайт - открыть