CC BY
54ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.842.4621.3
DOI 10.25257/FE.2022.4.30-38
© В. С. БУТКО1, М. И. ГОРБУНОВА1, В. И. ЗЫКОВ1, М. В. КРУПИН1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Молниезащита воздушных судов в авиации МЧС России
АННОТАЦИЯ
Тема. Актуальность статьи обусловлена необходимостью обеспечения молниезащиты авиации в МЧС России при тушении крупных пожаров. Для защиты самолета от разряда молнии может применяться целый комплекс технических и организационных мероприятий, цель которых - предотвратить аварийные ситуации. В статье рассмотрены основные из них, особое внимание уделено вопросу обеспечения молни-езащиты воздушных судов, отдельные элементы конструкции которых выполнены из углепластиков.
Методы. Для целей исследования были использованы методы экспертных оценок, математической статистики и математического моделирования, в том числе с применением программного обеспечения СОМЗОЬ МиШрИузюЗ®.
Результаты. Рассмотрен механизм образования плазменных каналов молнии, представлены результаты расчётов, которые отражают зависимость пороговых значений напряжённости электрического поля в атмосфере от длины летательного аппарата и позволяют провести количественную оценку величины порогового значения напряжённости электрического поля в атмосфере, при которой возникает разряд молнии от летательного аппарата определённой длины. Дана оценка размера возможных повреждений самолёта от термического проявле-
ния прямого удара молнии. Проанализированы способы защиты конструкции воздушных судов от электромагнитных помех. Рассмотрены тепловые и механические характеристики композитных материалов, определена возможность создания модели для разработки оптимальной структуры защитных слоёв авиационных углепластиков.
Область применения результатов. Результаты проведённого анализа существующих технических решений по минимизации влияния молнии на воздушные суда могут быть использованы применительно к конкретным типам самолётам авиации МЧС России, в частности, к самолётам типов Ил-62М (воздушный пункт управления), БЕ-200 и Ил-76ТД.
Выводы. С учётом результатов работы можно в целом оценить степень защиты летательных аппаратов как от прямых ударов молнии и их механических воздействий на воздушное судно, так и от статического электричества и электромагнитных помех, создаваемых током молнии.
Ключевые слова: самолёт, молния, точка удара молнии, плазменный канал, статическое электричество, электромагнитные помехи, грозовое облако, композиционные материалы, углепластик
© V.S. BUTKO1, M.I. GORBUNOVA1, V.I. ZYKOV1, M.V. KRUPIN1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Aircraft lightning protection in aviation of EMERCOM of Russia
ABSTRACT
Purpose. The topicality of the article is determined by the necessity to provide lightning protection for aviation of EMERCOM of Russia when extinguishing major fires. To protect an aircraft from a lightning discharge a broad range of technical and organizational measures can be applied, the purpose of which is to prevent emergencies. The article discusses the main ones, and special attention has been paid to the issue of providing aircraft lightning protection, individual structural parts of which are made of carbon fiber reinforced plastics (CFRPs).
Methods. To achieve the research goals, the methods of expert evaluation, mathematical statistics and mathematical modeling have been used, including application of software COMSOL Multiphysics®.
Findings. The mechanism of lightning plasma channels forming has been considered, the results of calculations have
been presented, which reflect the dependence of threshold values of electric field strength in the atmosphere on the aircraft length and make it possible to quantify the threshold value of the electric field strength in the atmosphere, at which a lightning discharge occurs from an aircraft of a certain length. An estimate of the possible damage size to the aircraft from thermal impact of the direct lightning strike has been given. The methods of protecting aircraft structures from electromagnetic interference have been analyzed. Thermal and mechanical characteristics of composite materials have been studied, the possibility of creating a model for developing optimal structure of protective layers of aviation CFRPs has been determined.
Research application field. The results of the analysis of the existing technical solutions directed at minimizing lightning impact on aircrafts can be applied in relation to certain aircraft types
of EMERCOM aviation, in particular, to H-62M (air control point), Be-200 and I1-76TD aircraft types.
Conclusions. Taking into account the findings of the research it is possible to generally evaluate the degree of aircraft protection both from direct lightning strikes and their mechanical effects on the aircraft and from static electricity and electromagnetic interference created by lightning current.
Key words: aircraft, lightning, lightning strike point, plasma channel, static electricity, electromagnetic interference, thunderstorm cloud, composite materials, carbon fiber reinforced plastic
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение задач защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера активно осуществляется воздушно-транспортными средствами МЧС России. С привлечением воздушных судов МЧС России происходит тушение пожаров, занимающих большие территории. Кроме того, авиация в МЧС России обеспечивает доставку гуманитарных грузов и эвакуацию граждан из зон ЧС как на территории Российской Федерации, так и на территории зарубежных стран [1]..
Современное состояние парка специальных самолётов и вертолетов МЧС России позволяет создавать авиационную группировку для тушения пожаров, спасения людей в труднодоступных местах, организовать воздушные пункты управления для ведения инженерной, радиационной и других видов разведки, оказывать экстренную медицинскую помощь. Авиационная техника МЧС России на протяжении многих лет демонстрируется на специализированных выставках и вызывает заслуженный интерес профессионалов и любителей авиации.
Авиация МЧС России имеет в своём составе самолёт-амфибию Бе-200, который создан Таганрогским авиационным научно-техническим комплексом им. Г. М. Бериева, и считается наиболее
Рисунок 1. Самолёт-амфибия Бе 200 Figure 1. Amphibious aircraft Be-200
совершенным и эффективным из существующих самолётов-амфибий (рис. 1).
Не имеющее аналогов в мире, это воздушное судно позволяет осуществлять забор 12 т воды за 12 с в режиме глиссирования и прицельно сбрасывать воду на предельно малых высотах. Вместе с тем остаются проблемные вопросы по использованию самолёта Бе-200 при тушении лесных пожаров способом «коврового» тушения. Среди них -вопрос обеспечения защиты воздушного судна от поражения молнией.
Безопасность полетов авиационной техники МЧС России должна осуществляться с учётом вероятности поражения её молнией. Для защиты самолёта от разряда молнии и предотвращения аварийных ситуаций может применяться целый комплекс технических и организационных мероприятий, в том числе технические решения, используемые на самолётах гражданской авиации. Цель авторов - совершенствование способов защиты самолётов от негативного воздействия молнии. Для достижения поставленной цели были проанализированы основные факторы воздействия молнии на воздушные суда и дана оценка опасности их проявления.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Аля предотвращения прямого удара молнии в самолёт пилоты по погодному радару прокладывают курс в обход центра грозы. В большинстве случаев используются импульсные радары, работа которых основана на эффекте Доплера. Во время работы радара учитывается скорость выпадения осадков, их положение и величина. Современные радиолокаторы получают трёхмерное цветное изображение распределения выпадающих осадков. Подобный прибор размещён на самолёте Сухой Суперджет 100, который в настоящее время находится на вооружении МЧС России.
В Нормах лётной годности («Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории» (утв. Постановлением 28-й сессии Совета по авиации и использованию воздушного пространства от 11.12.2008)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 4
п. 25.581) прописаны требования к молниезащите самолётов. Основной способ молниезащиты заключается в соединении всех элементов конструкции летательного аппарата в общую электрическую массу. При этом с помощью металлических шин защищаются обтекатели антенн и диэлектрические части конструкции самолёта, а с помощью электрических фильтров, разрядников, экранизации и скрутки проводов защищаются радиотехнические системы самолёта. Заключительным этапом становится серия испытаний самолёта для проверки защищённости от разрядов молнии как отдельных частей самолёта, так и всего летательного аппарата в целом [6].
При разработке молниезащиты самолёта решаются задачи по защите системы бортовой электроники, экипажа и пассажиров от поражения электрическими разрядами. Уменьшение вероятности поражения воздушного судна электрическими разрядами от молнии возможно с учётом механизма образования плазменных каналов молнии. Рассмотрим его подробнее.
Во время грозовой деятельности у сооружений на поверхности земли могут возбуждаться плазменные каналы, которые направлены навстречу нисходящему лидеру. Их соприкосновение и определяет место удара молнии в наземное сооружение. Подобный процесс происходит в небе: самолёт не только стягивает на себя каналы молний, он рождает их от своей поверхности, так как потенциал электрического поля в грозовом облаке может быть на порядок больше, чем у земли.
Над неподвижным наземным сооружением в электрическом поле грозового облака создаётся облако объёмного заряда короны, которое экра-
нирует вершину объекта и препятствует возникновению встречного лидера. В связи с высокой скоростью полёта летательного аппарата скорости дрейфа ионов в коронном разряде недостаточно для накопления объёмного заряда перед самолётом. При подвижности ионов д. ~ 1,5 • 10-4 м2 (В-с)1 их скорость дрейфа в электрическом поле может достигать величины у. = 100 м/с [3]. При этом уровень напряжённости электрического поля, кВ/м, составляет:
£,=-!-» 670. 0 И/
(1)
Подобные значения напряжённости электрического поля могут быть достигнуты только при непосредственной близости грозового облака. Отсутствие экранирующего облака коронных ионов перед самолётом позволяет появиться лидеру восходящей молнии. При развитии положительного лидера от передней части летательного аппарата в сторону отрицательно заряженного грозового облака может возникнуть ещё и отрицательный лидер, от хвоста самолёта или концов крыльев самолёта в сторону грозового облака с положительным зарядом или к поверхности земли (рис. 2) [6, 7].
На рисунке 3 представлены результаты расчётов, отражающие зависимость пороговых значений напряжённости электрического поля в атмосфере от длины летательного аппарата. Представленные зависимости позволяют провести количественную оценку величины порогового значения напряжённости электрического поля в атмосфере,
Рисунок 2. Инициирование молнии летательным аппаратом Figure 2. Lightning initiation by aircraft
E, кВ/м
250 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0
30 40 50 60 70 Длина объекта, м
80 90 100
Рисунок 3. Зависимость пороговых значений напряжённости электрического поля в атмосфере от длины летательного аппарата Figure 3. Dependence of threshold values of electric field strength in the atmosphere on the aircraft length
0
10 20
при которой возникает разряд молнии от летательного аппарата определённой длины, в том числе в зависимости от эквивалентного радиуса кривизны мест старта газоразрядных процессов г0 [4, 8]. Это означает, что крупный самолёт может сам спровоцировать возникновение молнии даже при обычной кучевой облачности, которая не отображается на экране курсового радиолокатора. При этом экипаж не будет осведомлён о возможной опасности возникновения разряда молнии.
Для организации мероприятий, направленных на снижение опасности прямого удара молнии, следует учитывать также термическое проявление её мощных разрядов. Так как энергия молнии рассредоточена по всему каналу, длина которого может достигать нескольких километров, то количество энергии, потраченной на нагрев и плавление обшивки летательного аппарата, составляет ДШе = 3 000 Дж. При этом масса расплавленного материала обшивки самолёта может быть оценена по формуле [3]:
т.
CA/Tai + ^м/
(2)
где СД1 - удельная теплоёмкость алюминия для рассматриваемого диапазона температуры, CAI ~ ~ 800 Дж/(кг-°С);7АУ - температура плавления алюминия, ТД1 ~ 660 °С; XAI - удельная теплота плавления, XAI ~ 3,9-105 Дж/кг.
Подставив конкретные значения в формулу (2), получим 3,2 г расплавленного материала обшивки самолёта. В связи с тем, что во время полёта точка контакта канала молнии смещается по корпусу летательного аппарата, то в реальных условиях масса расплавленного материала будет даже меньше. Данный эффект зависит от скорости полёта самолёта и приводит к появлению большего количества повреждений обшивки самолёта, но за счёт того, что энергия выделяется не в одном, а в нескольких местах, размер этих повреждений уменьшается.
Необходимо также оценить воздействие молнии на диэлектрические части конструкции летательного аппарата. Так, для предотвращения электрического пробоя предусматривается защита обтекателя самолёта металлическими шинами. Эти тонкие металлические шины отводят ток молнии к фюзеляжу самолёта, одновременно выполняя роль молниеприёмника.
Одним из негативных воздействий молнии на воздушное судно является ударная волна, которая появляется из-за резкого повышения темпе-
ратуры канала молнии. При проникновении ударной волны в воздухозаборник двигателя самолёта может произойти помпаж двигателя, то есть нарушиться его газодинамическая устойчивость [9].
Для современных самолётов одним из самых опасных проявлений молнии являются электромагнитные помехи от её тока. Во время полёта самолёт приобретает электрический заряд. При ясной погоде он достаточно небольшой, но при полёте в облаках и осадках электризация может быть значительной. При напряжении в сотни киловольт с отдельных конструктивных элементов самолёта малого радиуса кривизны, в первую очередь, от наружных антенн летательного аппарата, формируется разряд в стримерной форме, длина которого может достигать до 60 см. При этом возникают высокочастотные электромагнитные помехи, которые влияют на работу бортового оборудования самолёта. Для защиты от этих помех используются электростатические разрядники, которые расположены на задних кромках крыла самолёта и хвостового оперения (рис. 4) [3].
Электростатические разрядники представляют собой пучок тонких проводников, которые создают так называемую ультракорону или непрерывную корону (свечение положительной короны на тонких проводниках). Ток короны составляет несколько микроампер и лишён импульсной составляющей. Это приводит к уменьшению высокочастотных колебаний и электромагнитных помех.
При попадании молнии в летательный аппарат ток распространяется по металлической обшивке самолёта, и создаётся падение напряжения, величину которого можно оценить в соответствии с выражением [3]:
Рисунок 4. Электростатические разрядники
Figure 4. Static arresters
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 4
ик = 1Я0I, (3)
где 1 - длина обшивки; Я0 - погонное сопротивление обшивки самолёта; I - величина тока.
Для самолётов, длина которых около 50 м, при токе молнии с амплитудой в диапазоне 100200 кА напряжение может достигать порядка 1020 В (при погонном сопротивлении обшивки фюзеляжа 2-10-6 Ом/м). Такое напряжение безопасно для электропроводки летательного аппарата, но может негативно повлиять на работу бортовых электронных систем.
Следующим проявлением действия молнии, которое необходимо оценить, является магнитное поле тока, протекающего по обшивке самолёта, и попадающего внутрь летательного аппарата через технологические отверстия, что обуславливает электромагнитные наводки в бортовых электрических цепях. Исследования показали, что магнитное поле в объёме кабины самолёта может превысить 2 000 А/м, возбуждая при этом электродвижущую силу магнитной индукции порядка 10 кВ в контуре, составляющем площадь в 1 м2 [4]. Это подтверждает важность применения мер по защите конструкции воздушных судов от электромагнитных помех.
К вопросу обеспечения безопасности воздушных судов относится молниезащита отдельных элементов их конструкций, выполненных из выходящих на внешнюю поверхность обшивки самолета углепластиков, доля которых составляет более 30 % от общей массы самолёта. Конструкционные углепластики являются слабыми проводниками (их сопротивление на 3-4 порядка выше, чем у металлов), незащищённые углепластико-вые конструкции при поражении молнией получают повреждения, недопустимые по ресурсным и эксплуатационным требованиям молниезащиты. Применение углепластиков в конструкции летальных аппаратов возможно только при условии их молниезащищённости [10-12].
В отличие от металлов, углепластик получает повреждения в виде сквозного пробоя, расщепления и растрескивания на десятки сантиметров от канала разряда, эрозии и расслоения материала. При этом, как следствие, может произойти отрыв слоёв углепластика в потоке воздуха при полёте.
Все существующие способы молниезащи-ты заключаются в обеспечении близких по отношению к свойствам металлических конструкций величин поверхностной электро- и теплопроводности. Это реализуется способом нанесения на поверхность конструктивных элементов самолёта
углепластиковых обшивок сплошных или дискретных металлических молниезащитных покрытий. Используются, в частности, молниезащитные системы на основе приклеенной фольги или напылённых металлов (алюминий, медь, никель), медных или алюминиевых шин, сеток. Толщина покрытия, шаг шин, диаметр проволоки и величина ячейки выбираются в зависимости от возможного характера воздействия молнии на конкретный конструктивный элемент воздушного судна [5, 14].
В качестве примера использования высокотехнологичных композитных материалов можно привести вариант их применения в конструкции Boeing 787 Dreamliner (рис. 5) [13]. Углепластики, полученные с помощью соединения полимерного связующего материала с наполнителем из диспергированного углеродного волокна, обеспечивают высокую прочность элементов конструкции воздушных судов. Этот процесс известен как армирование углеродным волокном.
Обладая высокой прочностью и малым весом углепластики не проводят электрический ток, и при ударе молнии в конструкции самолёта могут возникнуть повреждения. Для устранения этого недостатка в слоистую структуру композитного материала (углепластика) встраивают цельнотянутую металлическую фольгу, что обеспечивает увеличение рассеивания тока и тепла во время удара молнии (рис. 6).
На рисунке 6а слева показана структура углепластика, включающая в себя слой натянутой
Рисунок 5. Высокотехнологичные композитные материалы, используемые в конструкции фюзеляжа Boeing 787:
■ слоистый углепластик; ■ многослойный углепластик; ■ другие композитные материалы; ■ алюминий; | титан;
I другие
Figure 5. High-tech composite materials used
in Boeing 787 fuselage construction: ■ carbon laminate; ■ multilayer CFRPs;
■ other composite materials; ■ aluminium; ■ titanium;
■ others
а (а) б (b)
Рисунок 6. Металлическая фольга в слоистой структуре композитного материала: а - структура углепластика; б - фрагмент фольги
Figure 6. Metallic foil in laminated structure of the composite material: а - CFRPs structure; b - foil fragment
металлической фольги, фрагмент которой обозначен на рисунке 6 б. На рисунке также показаны дополнительные слои покрытия, расположенные поверх цельнотянутой металлической фольги. Слои краски, грунтовки и стекловолокно обеспечивают защиту металлической фольги от влаги и других погодных явлений, вызывающих её коррозию [15].
Коррозионные повреждения металлической фольги могут повлечь частичное разрушение металла, ухудшение проводимости фольги и снижение степени защиты конструкции самолёта от уда-
ра молнии. Перепады температуры, происходящие во время взлётно-посадочного цикла, приводят к появлению трещин, что снижает эффективность защитного покрытия.
Со временем происходит накопление усталостных повреждений композитного материала из-за воздействия вибрации на каждый из сло-ёв. При многократном термическом напряжении происходит накопление деформаций, количество и глубина смещений увеличиваются, что ведёт к образованию трещин. Анализ механических характеристик материала по таким параметрам,
а (а) б (b)
Рисунок 7. Результат мультифизического моделирования: распределение напряжения и смещение по всей структуре композитного материала: а - вид образца сверху и в разрезе; б - слои образца
Figure 7. The result of the multiphysics modeling: stress distribution and displacement throughout the composite material structure: а - top view and cross-sectional of the sample; b - layers of the sample
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 4
как предел текучести, модуль Юнга и коэффициент Пуассона, позволит определить напряжения в композитном материале.
С учётом тепловых и механических характеристик композиционных материалов появляется возможность создания модели для разработки оптимальной структуры защитных слоёв авиационных углепластиков. Разработка современных композиционных материалов и их широкое использование в конструкции воздушных судов в значительной степени снизит напряжение, смещение и образование трещин.
Мультифизическое моделирование расширяет возможности прогностического анализа посредством одновременного вычисления вызванного термическим напряжением смещения по всей структуре композитного материала с учетом характеристик каждого из слоёв [2].
Пример результатов мультифизического моделирования иллюстрирует распределение напряжения и смещение по всей структуре композитного материала (рис. 7).
На рисунке 7а представлены эквивалентные напряжения Мизеса и смещения на виде сверху и в разрезе образца композитного материала. На рисунке 7б верхние слои образца композитного материала сделаны прозрачными и показаны области повышенных напряжений, обозначенные красным цветом. Синим цветом выделены области с пониженными напряжениями. Видно, что значения напряжения Мизеса значительно выше в точках пересечения проволоки сетки.
Комбинируя объёмное содержание компонентов углепластиков, в зависимости от назначе-
ния, возможно получать композитные материалы с требуемыми показателями прочности, модуля упругости, абразивной стойкости. Одновременно с этим слой металлической фольги обеспечит углепластику защиту от повреждений разрядом молнии.
ВЫВОДЫ
Авторами были рассмотрены особенности основных опасных факторов воздействия молнии на воздушные суда и дана оценка их негативных проявлений, а также проанализированы различные организационные и технические решения молниезащиты, которые могут быть использованы на воздушных судах МЧС России. Отмечено, что применение конструкционных углепластиков позволит не только существенно повысить прочность материала, используемого в элементах конструкции самолета, но и снизить опасность воздействия молнии на воздушное судно.
С учётом результатов работы можно в целом оценить степень защиты летательных аппаратов как от прямых ударов молнии и их механических воздействий на воздушное судно, так и от статического электричества и электромагнитных помех, создаваемых током молнии.
Результаты проведённого анализа существующих технических решений по минимизации влияния молнии на воздушные суда могут быть использованы применительно к конкретным типам самолётам авиации МЧС России, в частности, к самолётам типов Ил-62М (воздушный пункт управления), БЕ-200 и Ил-76ТД.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Развитие авиамобильных подразделений МЧС России [Электронный ресурс] // Банк научных статей [сайт]. Режим доступа: https://bank.nauchniestati.ru/primery/nauchnaja-statja-na-temu-razvitie-aviamobilnyh-podrazdelenij-mchs-rossii/ (дата обращения 11.03.2022).
2. Segui J. Защита авиационных композитных материалов от повреждения разрядом молнии [Электронный ресурс] // Comsol [сайт]. Режим доступа: https://www.comsol.ru/blogs/ protecting-aircraft-composites-from-lightning-strike-damage/ (дата обращения 13.03.2022).
3. Базелян Э. М. Молниезащита самолетов [Электронный ресурс] // Профессиональный центр знаний zandz.com о мол-ниезащите и заземлении [сайт]. Режим доступа: ШЬ^Н^:// zandz.com/ru/biblioteka/statya5/molniezashchita_samoletov/ (дата обращения: 20.09.2022).
4. Базелян Э. М. Осторожно, молния! М.: Издательство «Спорт и Культура-2000», 2012. 160 с.
5. Гуляев И. Н, Гуняева А. Г., Раскутин А. Е, Федотов Ю, Сорокин К. В. Молниезащита и встроенный контроль для конструкций из ПКМ // Труды ВИАМ. 2013. № 4. С. 10.
6. Кравченко В. И., Князев В. В. Молния и летательные аппараты: монография: в трёх томах. Т. 2. Поражающие воздейст-
вия и дестабилизирующие влияния грозовых разрядов. Харьков: Издатель: О.А. Мирошниченко. 2021. 322 с.
7. Lightning and Surge Protection, Grounding, Bonding, and Shielding Requirements for Facilities and Electronic Equipment. Department of Transportation, FAA Standard FAA-STD-019e. 2005 [Электронный ресурс] // Engineering 360 [сайт]. Режим доступа: https://standards.globalspec.com/ (дата обращения: 23.04.2022)
8. Rupke E. Lightning Direct Effects Handbook. Pittsfield, Massachusetts, U.S.: Lightning Technologies. 2002.
9. Radov V. A, Uman M. A. Lightning: Physics and Effects. Cambridge University Press: New York. 2002.
10. Gou J., Tang Y, Liang F, Zhao Z, Firsich D, Fielding J. Carbon nanofiber paper for lightning strike protection of composite materials // Composites Part B: Engineering. 2009. Vol. 41. P. 192198. DOI: 10.1016/j.compositesb.2009.06.009
11. Feraboli P. Miller M. Damage resistance and tolerance of carbon/epoxy composite coupons subjected to simulated lightning strike Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. 2009. Vol. 40. Pp. 954-967.
12. Shulin I. L, Junjie Y, Xuelin Y, Fei С, Xtaopeng S. Damage analysis for carbon fiber, epoxy composite exposed to simulated
lightning current. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2016. Vol. 35 (15). P. 1201-1213.
13. The Boeing Company. «787 Advanced Composite Design». 2008-2013.
14. Morgan J. D., Greegor R. B., Ackerman P. K., Le Q. N. Thermal Simulation and Testing of Expanded Metal Foils Used for Lightning Protection of Composite Aircraft Structures. SAE Int. J. Aerosp. 2013, № 6 (2). Pp. 371-377. D0I:10.4271/2013-01-2132
15. Greegor R. B., Morgan J. D., Le Q. N., Ackerman P. K. Finite Element Modeling and Testing of Expanded Metal Foils Used for Lightning Protection of Composite Aircraft Structures. Proceedings of 2013 ICOLSE Conference; Seattle, WA, September 18-20, 2013.
REFERENCES
1. Development of automobile divisions of the Ministry of Emergency Situations of Russia. Bank of scientific articles. Available at: https://bank.nauchniestati.ru/primery/nauchnaja-statja-na-temu-razvitie-aviamobilnyh-podrazdelenij-MCHS-Rossii (accessed March 11, 2022) (in Russ.).
2. Protection of aviation composite materials from damage by lightning discharge. Available at: https://www.comsol.ru/blogs/ protecting-aircraft-composites-from-lightning-strike-damage/ (accessed March 13, 2022) (in Russ.).
3. Bazelyan E.M. Lightning protection of aircraft. Available at: https://zandz.com/ru/biblioteka/statya5/molniezashchita_ samoletov/ (accessed September 13, 2022) (in Russ.).
4. Bazelyan E.M. Caution, lightning! Moscow, Publishing house "Sport and Culture-2000" Publ., 2012. 160 p. (in Russ.).
5. Gulyaev I.N., Gunyaeva A.G., Raskutin A.E., Fedotov M.Y., Sorokin K.V. Lightning protection and built-in control for structures made of polymer composites. Trudy VIAM - Scientific and Technical Journal "Proceedings of VIAM", 2013, no. 4, p. 10 (in Russ.).
6. Kravchenko V.I., Knyazev V.V.Molniiai letatel'nyeapparaty: monografiia: v tr'kh tomakh. T. 2. Porazhaiushchie vozdeistviia i destabiliziruiushchie vliianiia grozovykh razriadov [Lightning and aircraft: monograph: in three volumes. Vol. 2. Damaging effects and destabilizing effects of lightning discharges]. Kharkiv, Publisher: O.A. Miroshnichenko, 2021, 322 p. (in Russ.).
7. Lightning and Surge Protection, Grounding, Bonding, and Shielding Requirements for Facilities and Electronic Equipment. Department of Transportation, FAA Standard FAA-STD-019e. 2005. Engineering 360. Available at: https://standards.globalspec.com/ (accessed April 23, 2022).
8. Rupke E. Lightning Direct Effects Handbook. Pittsfield, Massachusetts, U.S.: Lightning Technologies. (2002).
9. Radov V.A.; Uman, M.A. Lightning: Physics and Effects. Cambridge University Press: New York. (2002).
10. Gou J., Tang Y., Liang F., Zhao Z., Firsich D., Fielding J. Carbon nanofiber paper for lightning strike protection of composite materials // Composites Part B: Engineering. 2009, vol. 41, p. 192-198. DOI: 10.1016/j.compositesb.2009.06.009
11. Feraboli P. Miller M. Damage resistance and tolerance of carbon/epoxy composite coupons subjected to simulated lightning strike Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. 2009, vol. 40, pp. 954-967.
12. Shulin I.L., Junjie Y., Xuelin Y., Fei C, Xtaopeng S. Damage analysis for carbon fiber, epoxy composite exposed to simulated lightning current. Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2016, vol. 35 (15), pp. 1201-1213.
13. The Boeing Company. "787 Advanced Composite Design". 2008-2013.
14. Morgan J.D., Greegor R.B., Ackerman P.K., Le Q.N. Thermal Simulation and Testing of Expanded Metal Foils Used for Lightning Protection of Composite Aircraft Structures. SAE Int. J. Aerosp. 2013, no. 6 (2), pp. 371-377. DOI:10.4271/2013-01-2132
15. Greegor R.B., Morgan J.D., Le Q.N., Ackerman P.K. Finite Element Modeling and Testing of Expanded Metal Foils Used for Lightning Protection of Composite Aircraft Structures. Proceedings of 2013 ICOLSE Conference; Seattle, WA, September 18-20, 2013.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Вячеслав Сергеевич БУТКО
Кандидат технических наук Начальник Академии ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 8402-8338 AuthorID: 1107605
Марина Иосифовна ГОРБУНОВА
Кандидат педагогических наук, доцент,
доцент кафедры специальной электротехники
автоматизированных систем и связи,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 4470-3760
AuthorID: 1135680
marina_gorbunova_57@inbox.ru
Владимир Иванович ЗЫКОВ Н
Доктор технических наук, профессор,
профессор кафедры специальной электротехники
автоматизированных систем и связи,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 9268-5535
AuthorID: 328773
Н zykov01@mail.ru
Михаил Владимирович КРУПИН
Кандидат технических наук, доцент, Начальник кафедры специальной электротехники
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Vyacheslav S. BUTKO
PhD in Engineering,
Chief of State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-rafl: 8402-8338 AuthorID: 1107605
Marina I. GORBUNOVA
PhD in Engineering, Associate Professor,
Associate Professor of the Departments of Special Electrical
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-rafl: 4470-3760
AuthorID: 1135680
marina_gorbunova_57@inbox.ru
Vladimir I. ZYKOV H
Grand Doctor in Engineering, Professor,
Professor of the Departments of Special Electrical
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-rafl: 9268-5535
AuthorID: 328773
H zykov01@mail.ru
Mikhail V. KRUPIN
PhD in Engineering, Associate Professor, Head of the Departments of Special Electrical
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2022. No. 4
автоматизированных систем и связи,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 8786-5302
Аи^огЮ: 763960
M.Krupin@academygps.ru
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-KOfl: 8786-5302
AuthorlD: 763960
M.Krupin@academygps.ru
Поступила в редакцию 19.10.2022 Принята к публикации 20.11.2022
Received 19.10.2022 Accepted 20.11.2022
Для цитирования:
Бутко В. С., Горбунова М. И, Зыков В. И., Крупин М. В. Молниезащита воздушных судов в авиации МЧС России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2022. № 4. С. 30-38. D0I:10.25257/FE.2022.4.30-38
For citation:
Butko V.S., Gorbunova M.I., Zykov V.I., Krupin M.V. Aircraft lightning protection in aviation of EMERCOM of Russia. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination, 2022, no. 4, pp. 30-38. DOI:10.25257/FE.2022.4.30-38
