CC BY
70
УДК 53.05:656
DOI 10.52375/20728689_2022_1_12
молнии, её виды, законы формирования и отвод на транспорте
Федотов и.Ф., инженер, изобретатель, автор патента RU на изобретение № 2194216, патента RU на изобретение № 2296203. Почётный
работник транспорта России, e-mail: igo8262012@yandex.ru
Классификации молний. Основное русло, дельта (разветвление) основного русла, общее русло и развёрнутое русло электрического тока молнии. Молниесдачеприёмник молниеотвода. Разное горизонтальное направление, разная скорость и разная высота ветра как причина соприкосновения (трения) облака и океана, суши, воздуха и объекта на (в) них. Удельное электрическое сопротивление воды океанской, суши, воды облачной, воздуха и объекта на (в) них. Расположение истоков русел электрических токов молний в поверхности соприкосновения (трения) воздуха и вышерасположенного грозового облака с горизонтальной нижней поверхностью. Признаки направления движения электрического заряда молнии. Разряд заряда горизонтальной молнии по боковой стороне (по палубам, этажам) объекта (судна, здания, сооружения). Недостаток молниеотвода, изобретённого Бенджамином Франклином.
Ключевые слова: «столкновения» частиц в облаках, положительный и отрицательный электрические заряды в облаке, «положительная» и «отрицательная» молнии, «канал» молнии, вертикальная, горизонтальная и вертикально-горизонтальная молнии, «молниеприёмник», «неправильный» удар молнии с атмосферы по Останкинской телебашне, загадочности «атмосферных частиц» электризации летящего самолёта.
LIGHTNING, ITS TYPES, LAWS OF FORMATION AND RETRACT IN TRANSPORT
Fedotov I., engineer, inventor, author of RU patent for invention No. 2194216, RU patent for invention No. 2296203, honorary worker of the
Russian transport, e-mail: igo8262012@yandex.ru
Lightning classifications. The main channel, the delta (branching) of the main channel, the general channel and the unfolded channel of the lightning electric current. Lightning rod lightning rod. Different horizontal direction, different speeds and different heights of the wind as a reason for the contact (friction) of the cloud and the ocean, land, air and an object on (in) them. Electrical resistivity of ocean water, land, cloudy water, air and an object on (in) them. The location of the sources of the channels of electric currents of lightning in the surface of contact (friction) of air and an overlying thundercloud with a horizontal lower surface. Signs of the direction of movement of the electric charge of lightning. Discharge of a horizontal lightning charge on the side (on decks, floors) of an object (ship, building, structure). Lack of a lightning rod invented by Benjamin Franklin.
Keywords: «collisions» of particles in clouds, positive and negative electric charges in a cloud, «positive» and «negative» lightning, «channel» of lightning, vertical, horizontal and vertical-horizontal lightning, «lightning rod», «wrong» lightning strike from the atmosphere along the Ostankino television tower, the mystery of «atmospheric particles» of the electrification of a flying aircraft.
ВВЕДЕНИЕ. ВИДЫ МОЛНИИ, ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩЕГО РУСЛА (КАНАЛА) ДВИЖЕНИЯ ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА.
Атмосфера может иметь либо электрический заряд недоэлек-тронности (заряд упущенных электронов и ионов, заряд дефицита электронов и ионов, положительный заряд), либо электрический заряд переэлектронности (заряд захваченных электронов и ионов, заряд избытка электронов и ионов, отрицательный заряд), либо нулевой электрический заряд (см. в Интернете: Электрический ток - Википедия/ Электрические токи в природе).
Термины «электрический заряд недоэлектронности атмосферы» и «электрический заряд переэлектронности атмосферы» я предложил в 2019 г. (см. в Интернете: Федотов И. Ф. Заявки на два научных открытия под названиями: «Трение облака о поверхность Земли или о воздух является причиной рождения электрических зарядов молний» и «Истоки русел движения электрических зарядов молний в атмосфере располагаются в одной горизонтальной поверхности». Журнал «Транспортное дело России», 2019, № 4, с. 118).
Возможны следующие классификации тропосферных молний.
Классификация I. По числу одновременно бьющих молний они могут быть одиночными молниями или групповыми (множественными) молниями.
Одиночная молния является разрядом одного электрического заряда молнии или снизу-вверх с суши по атмосфере (см. рис. 3), или сверху-вниз с атмосферы по водоёму (см. рис. 23) или по суше (см. рис. 2), или с одной части атмосферы по другой части атмосферы (см. рис. 16).
Групповые молнии являются разрядами множества электрических зарядов молний или снизу-вверх с суши по атмосфере (см. рис. 8), или сверху-вниз с горизонтальной поверхности трения воздуха об облако, по земной поверхности, например, по судам и по водоёму (см. рис. 23).
Классификация II. По величине энергии электрического тока молнии, то есть по длине развёрнутого русла электрического тока молнии [в эту длину включается длина основного русла молнии (между истоком молнии и началом дельты молнии) и длина каждой ветки и подветки дельты (разветвления) молнии, а также длина каж-
дой ветки и подветки от основного русла молнии] полезно молнии классифицировать на два вида (понятие «дельта молнии» схоже с понятием «дельта лавового потока при извержении вулкана» или понятию «дельта реки реки»):
- молния с малой (мелкой) энергией электрического тока, то есть с малой длиной развёрнутого русла электрического тока молнии (см. рис. 12),
- молния с большой (крупной) энергией электрического тока, то есть с большой длиной развёрнутого русла электрического тока (см. рис. 7). Такая молния опасна для летящего самолета.
Классификация III. По соотношению в длине общего русла электрического тока молнии длины основного русла молнии и длины дельты (разветвления) основного русла молнии [между концом основного русла молнии и концом наиболее длинной ветки или подветки дельты (разветвления)] я предложил в 2019 г. молнии классифицировать на три вида (см. в Интернете: Федотов И. Ф. Заявки на два научных...». Журнал «Транспортное дело России», 2019, № 4, с. 119):
- короткоруслово-длиннодельтовая молния (см. рис. 3, 12). На неё чуть похожа катодная корона (рис. 19, 21), но она от молнии отличается крохотностью как основного русла, так и кисти,
- длинноруслово-короткодельтовая молния (см. рис. 17),
- руслововетково-бездельтовая молния (см.: Руслововетковая молния на рис. 2).
Короткоруслово-длиннодельтовая молния имеет основное русло, но в размере меньше длины дельты (разветвления) (см. рис. 12, на котором длина основного русла электрического тока молнии приблизительно в восемь раз МЕНЬШЕ длины дельты (разветвления) основного русла).
Я заметил закономерность, которая состоит в том, что короткоруслово-длиннодельтовая молния имеет место в облаке с электрическими зарядами недоэлектронности (зарядами упущенных электронов, зарядами дефицита электронов, положительными зарядами). То есть электроны электрического тока этой молнии чуть ли не сразу после её истока разлетаются в разные стороны по вакансиям в облаке с электрическими зарядами недоэлектронности. Тем самым короткоруслово-длиннодельтовость молнии является видимым
признаком разряда молнии в облаке с электрическими зарядами не-доэлектронности.
Например, на рис. 12 разряд короткоруслово-длиннодельтовой молнии с самолётного лобового стекла снизу-вверх-влево по атмосфере (то есть разряд короткоруслово-длиннодельтовой молнии самолёт-атмосфера) означает, что самолёт летит в атмосфере с электрическими зарядами недоэлектронности (зарядами упущенных электронов, зарядами дефицита электронов, положительными зарядами).
Появление на лобовом стекле летящего самолёта короткоруслово-длиннодельтовой молнии имеет важное практическое значение для пилота по трём причинам:
1) сгенерированная трением поверхности летящего самолёта об облако короткоруслово-
длиннодельтовая более или менее вертикальная молния самолёт-облако имеет длину развёрнутого
русла в размере нескольких метров (при средней длине развёрнутого русла вертикальной молнии несколько километров), т. е. имеет малую энергию разряда и оттого не опасна для самолёта,
2) исток возможной длинноруслово-короткодельтовой вертикальной молнии суша-самолёт находится от летящего самолёта далеко (в среднем в нескольких километрах) внизу (на суше) и потому не очень опасен для самолёта в облаке,
3) хотя самолёт находится далеко не внизу, а вверху в облаке, однако самолёту в облаке с электрическими зарядами недоэлектронности не грозит во много раз более значительный разряд электрического заряда переэлектронности (заряда захваченных электронов, заряда избытка электронов, заряда «отрицательной» молнии), наподобие ужасного разряда молнии на рис. 13 с атмосферы по самолёту и последующей его пропажи, возможно, от поражения молнией (см. в Интернете: Тайна рейса 447: мнения экспертов, vesti.ru).
Длинноруслово-короткодельтовая молния показана на рис. 17, на котором длина основного русла электрического тока молнии не менее чем в три раза БОЛЬШЕ длины дельты (разветвления) основного русла электрического тока молнии.
Длинноруслово-короткодельтовая молния имеет место в облаке с электрическими зарядами переэлектронности (зарядами захваченных электронов, зарядами избытка электронов, отрицательными зарядами) (рис. 17). То есть длиннорусловость молнии является видимым признаком разряда молнии в облаке с электрическими зарядами переэлектронности.
Русловетково-бездельтовая молния имеет место в переэлектронном облаке с фрагментами облака с электрическими зарядами недоэлектронности (зарядами упущенных электронов, зарядами дефицита электронов, положительными зарядами) (см. рис. 7).
Ещё я заметил, что при наличии подобного фрагмента облака неподалёку от основного русла руслововетковой молнии данное основное русло обычно изгибается в сторону этого фрагмента и в отмеченный фрагмент облака устремляется один или несколько веток от основного русла. Например, на рис. 2 фрагменты облака с электрическими зарядами недоэлектронности случились: один слева и один справа от основного русла молнии сверху-вниз, основное русло прогнулось сообразно один раз влево и один раз вправо и с основного русла к упомянутым фрагментам отправились соответственно две и две ветки.
Всякая молния наращивает своё основное русло электрического тока до тех пор, пока вблизи
данного русла не появятся вакансии для электронов его электрического тока или не закончится энергия электрического тока молнии (см. рис. 9, считая слева направо, четвёртая молния).
Так, на рис. 6 конец короткого основного русла короткоруслово-длиннодельтовой молнии телебашня-облако разветвился дельтой (длиной примерно в девять раз большей длины основного русла) на ветки и подветки оттого, что непосредственно над телебашней было облако с электрическими зарядами недоэлектронности (зарядами упущенных электронов, зарядами дефицита электронов, положительными зарядами).
На рис. 17 длинноруслово-короткодельтовая молния наращивала своё основное русло в облаке с электрическими зарядами переэлектронности до фрагмента облака с электрическими зарядами недоэлектронности над группой необычайно высоких зданий и сооружений. Этот фрагмент облака случился, вероятно, оттого, что заряды переэлектронности из него постепенно стекли на сушу по молниеотводам отмеченных высоких зданий и сооружений.
Классификация ГУ. По месту расположения молнирующего электрода (внизу, вверху, слева, справа), то есть по направлению движения заряда электронов молнии, она может быть:
1. Молния с изменением высоты её электрического заряда над Землёй (ниже для краткости именуется «молния вертикальная»).
1.1. Молния с возрастанием высоты её электрического заряда над Землёй («положительная» молния). Данную молнию именуют ещё молнией снизу-вверх, восходящей молнией, всходящей молнией. Примеры:
- молния снизу-вверх с суши по атмосфере (см. рис. 3),
- молния снизу-вверх с объекта на суше по атмосфере (см. рис.
6),
- молнии снизу-вверх с летящего самолёта по атмосфере (см. рис. 9).
1.2. Молния с уменьшением высоты её электрического заряда над Землёй («отрицательная»
молния). Эту молнию называют ещё молнией сверху-вниз, нисходящей молнией, сходящей молнией. При этом облако является объёмным электродом. Примеры:
- молния сверху-вниз с атмосферы по судну (см. рис. 20),
- молния сверху-вниз с атмосферы по объекту на суше (см. рис.
7).
Известная классификация «Молнии между тучей и землей бывают двух типов: положительные и отрицательные» (см. в Интернете: Удар молнии в Останкинскую башню. Газета «Пятое измерение» от 2002 г. .№ 3. Расследование/ Что знает о молниях наука?) является нелепой по следующим причинам:
- всякая «положительная» молния одновременно является «отрицательной», т.к. состоит (как и «отрицательная» молния) из отрицательно заряженных электронов. Но обладает отличительным признаком: электроны «положительной» молнии текут снизу-вверх (см. рис. 3, 4, 6, 8, 9),
- любая «отрицательная» молния в то же время является «положительной», так как имеет направление движения электрического заряда (как и «положительная» молния) из района с отрицательным электрическим зарядом в район с положительным электрическим зарядом. Однако обладает отличительным признаком: электроны «отрицательной» молнии текут сверху-вниз (см. рис. 1, 2, 7, 11, 20).
Другими словами, названия «положительная» и «отрицательная» вертикальных молний излишни, так как они отличаются вовсе не знаком «+» и «-» (знак всегда «-») молнирующего электрода (он всегда катод), а его местом сообразно или в нижнем конце, или в верхнем конце траектории соответственно или снизу-вверх, или сверху-вниз движения электронов молнии.
Аналогией молнирующего электрода является коронирующий электрод (см.: Трофимова Т. И. Курс физики. Издание семнадцатое, стереотипное. М., «Академия», 2008, с. 199).
2. Молния с небольшими колебаниями высоты её электрического заряда над Землёй (далее для краткости именуется «молния горизонтальная»). Горизонтальную молнию называют ещё внутриоблачной молнией. Но данное наименование неоднозначно, так как внутрио-блачная молния может быть вертикальной молнией. То же касается и названия «межоблачная» молния.
2.1. Молния горизонтальная с боковой стороны объекта по атмосфере.
2.2. Молния горизонтальная с атмосферы по боковой стороне объекта.
2.3. Молния горизонтальная с облака по облаку (см. рис. 16).
3. Молния вертикально-горизонтальная с боковой стороны объекта (см. рис. 12) или по боковой стороне объекта (см. рис. 24).
«Статистический анализ данных показал, что 5-7 процентов всех ударов молний поражают боковую поверхность башни гораздо ниже её вершины. Это так называемые нисходящие (точнее, вертикально-горизонтальные - И. Ф.) молнии.» (см. в Интернете: Удар молнии в Останкинскую башню. Газета «Пятое измерение» от 2002 г. № 3. Расследование/ Что мы знаем о молниях?).
Молниесдачеприёмник молниеотвода ныне имеет название «молниеприёмник». Но данное название является полуназванием, так как эта часть молниеотвода осуществляет не только приём заряда (то есть приём электронов) молнии сверху с атмосферы вниз, например, по объекту на суше, что очевидно на рис. 7. Но осуществляет и сдачу заряда (то есть сдачу электронов) молнии снизу с суши вверх по облаку, что также очевидно, например, на рис. 6 (разряд молнии с верхнего молниесдачеприёмника молниеотвода Останкинской телебашни вверх по атмосфере).
Русло электрического тока молнии ещё носит название «канала» молнии (см. в Интернете: Опасность прямого удара молнии, zandz. com). Но слово «канал» означает обычно нечто искусственное, т. е.
созданное человеком. К чему молния не относится. Потому лучше применять термин «русло», т. е. путь развития чего-либо, в этом случае - путь электрического тока молнии.
ЗАЯВКА НА НАУЧНОЕ ОТКРЫТИЕ 1-го ЗАКОНА ФОРМИРОВАНИЯ МОЛНИИ ПОД НАЗВАНИЕМ: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД МОЛНИИ ВОЗНИКАЕТ ПРИ СОПРИКОСНОВЕНИИ (ТРЕНИИ) АТМОСФЕРЫ И ТЕЛА С ДРУГИМ УДЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ (УЭСом)».
Так, на рис. 9 приведены разряды группы из семи молний с движением с самолёта вверх по облаку их электрических зарядов, возникших при трении неметаллических частей поверхности летящего самолёта и облака (УЭС этих частей больше УЭСа облака, оттого электрические заряды молний возникли на неметаллических частях поверхности летящего самолёта, а не на облаке).
«В принятой на сегодняшний день теории образования молний считается, что столкновения частиц в облаках приводят к появлению больших областей положительного и отрицательного зарядов» (см. в Интернете: Удар молнии в Останкинскую башню. Газета «Пятое измерение» от 2002 г. № 3. Расследование/ Что знает о молниях наука?). Но это мнение опровергается фактами.
Например, столкновений «частиц в облаках» при подъёме пара испаряемых масс воды над океанами имеется больше, чем над континентами (ведь над океанами испаряемых масс воды во много раз больше, чем над континентами), но «Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами» (см. в Интернете: Гроза - Википедия/ География гроз).
Электрический заряд молнии зарождается в результате, возможно, одного из двух вариантов.
Вариант 1. Соприкосновение (трение) облака (в виде метели или приземного тумана) и незамёрзшего океана либо суши, или тела на них либо над ними,
Вариант 2. Соприкосновение (трение) воздуха и вышерасположенного грозового облакак с горизонтальной нижней поверхностью.
Это соприкосновение (трение) может происходить под воздействием ветра (или, например, двигателей самолёта на рис. 9). «Ветер - поток воздуха, который быстро движется параллельно (подчёркнуто И. Ф.) земной поверхности» (см. в Интернете: Ветер - Википедия). Ветер имеет разное горизонтальное направление и разную скорость на разных ярусах атмосферы, так как «Скорость и направление ветра зависят от высоты (подчёркнуто И. Ф.) над поверхностью земли.» (см. в Интернете: Направление и скорость ветра. - МегаЛекции, megalektsii.ru).
Вариант 1. Соприкосновение (трение) облака (в виде метели или приземного тумана) и незамёрзшего океана либо суши, или тела на них либо над ними (см. рис. 9).
УЭС единицы участка (метра) воды океанской, суши, воды облачной, объекта на (в) них составляет (в очерёдности уменьшения УЭСа):
- сухая незагрязнённая кожа человека (УЭС от 3 х 103 Ом-м до 2 х 104 Ом-м),
- почти дистиллированная вода капелек в облаке (УЭС при 20° С: от 103 Ом-м до 104 Ом-м),
- влажная загрязнённая кожа человека (УЭС от 103 Ом-м до 5 х 103 Ом-м),
- песок сухой (УЭС: от 103 Ом-м до 4 х 103 Ом-м),
- гранит (УЭС: от 1,1 х 103 Ом-м до 2 х 103 Ом-м),
- бетон зданий и сооружений (УЭС при 20° С: от 4 х 101 Ом-м до 103 Ом-м),
- снег сухой (УЭС при температуре от -2° С до -16° С: от 2,8 х 105 Ом-м до 2,6 х 107 Ом-м),
- земля влажная (УЭС при 20° С: 102 Ом-м),
- торф (УЭС при 0° С: 5 х 101 Ом-м),
- лес (УЭС живого дерева: от 2 Ом-м до 6 Ом-м),
- вода океанская (УЭС при 20° С: 0,3 Ом-м).
УЭС капелек воды облака больше УЭСа объектов на поверхности суши и воды океанской, в том числе имеющих значительную площадь, то есть: песка сухого, гранита, бетона зданий и сооружений, земли влажной, торфа, леса, воды океанской. Поэтому в каждом из семи перечисленных случаев соприкосновение (трение) облака и соответствующего объекта на поверхности суши, а также воды океанской, захватывает у отмеченного объекта (у песка сухого, гранита, бетона зданий и сооружений, земли влажной, торфа, леса, воды океанской) свободные и слабо связанные электроны, присоединяет их к облаку и тем самым заряжает приземное облако электрическим зарядом
переэлектронности (зарядом захваченных электронов, зарядом избытка электронов, отрицательным зарядом).
Грозы происходят чаще в дневные послеполуденные часы. Так, «.максимум гроз приходится на лето (в средних широтах) и дневные послеполуденные часы.» (см. в Интернете: Гроза - Википедия/ География гроз). Вероятная на мой взгляд причина: средняя высота нижней поверхности кучевого или грозового облака над земной поверхностью днём после полудня меньше, чем днём до полудня из-за испарения воды с земной поверхности в облако в дополуденные часы и уменьшения данной высоты. Оттого: 1) облако чаще соприкасается (трётся) о земную поверхность днём в послеполуденные часы, чем ночью в послеполуночные часы, 2) общее электрическое сопротивление (ОЭС) участка воздуха между облаком и земной поверхностью днём в послеполуденные часы меньше, так как высота облака над земной поверхностью днём в послеполуденные часы меньше.
Зимой молния бьёт редко (см. в Интернете: Удар молнии в Останкинскую башню. Газета «Пятое измерение» от 2002 г. № 3. Расследование/ Только ли грозы рождают молнии?). Причина: УЭС снежинок метели и под ней УЭС снежного покрова суши одинаковы. Оттого соприкосновение (трение) снежинок метели и снежного покрова суши не захватывает у снежного покрова суши свободные и слабо связанные электроны и не присоединяет их к снежинкам метели и тем самым не заряжает зимнее приземное облако электрическим зарядом переэлектронности.
Изредка заряжение снежинок метели электрическим зарядом возможно и даже растёт зимой, например, из-за роста числа оттепелей (см. в Интернете: Синоптики отмечают увеличение числа оттепелей в Москве, life.ru), то есть роста числа освобождений веток и стволов деревьев леса от снега (при отсутствии освобождений почвы в лесу от снежного покрова). По этой и иным причинам зимние грозы случаются всё чаще. Так, в Москве снежная гроза наблюдалась: 17 декабря 1995 г., 18 декабря 2006 г., 26 декабря 2011 г., 01 февраля 2015 г., 19 января 2019 г. (см. в Интернете: Снеговая гроза - Википедия).
«Над океаном гроз наблюдается приблизительно в десять раз меньше, чем над континентами» (см. в Интернете: Гроза - Википедия/ География гроз). Допустимая на мой взгляд причина: средняя высота нижней поверхности облака над океаном больше, чем над сушей. Оттого облако реже соприкасается (трётся) о поверхность океана, чем о поверхность суши. И ОЭС участка воздуха между облаком и океаном больше, так как высота облака над океаном больше, чем над сушей.
Над горной поверхностью грозы происходят чаще, чем над равнинной поверхностью. Например, «.сильные грозовые центры находятся в горных районах Гималаев и Кордильер.» (см. в Интернете: Гроза - Википедия/ География гроз). Вероятная на мой взгляд причина: средняя высота нижней поверхности облака над горной поверхностью меньше, чем над равнинной поверхностью. Оттого облако чаще соприкасается (трётся) о горную поверхность, чем о равнинную поверхность. И ОЭС участка воздуха между облаком и горной поверхностью меньше, так как высота нижней поверхности облака над горной поверхностью меньше, чем над равниной.
«Разделение зарядов (то есть электризация - И. Ф.) и возникновение двойного электрического слоя имеет место при соприкосновении любых двух различных тел: диэлектриков и проводников, твёрдых тел, жидкостей или газов» (см. в Интернете: § 7. Электризация трением).
Данное определение имеет неточность, так как «разделение зарядов и возникновение двойного электрического слоя имеет место при соприкосновении» вовсе не «любых двух различных тел», например, не имеет место при соприкосновении слюды мусковит (УЭС 1012-1013 Ом-м) и фарфора (УЭС 1012-1013 Ом-м), так как эти два различных тела имеют одинаковые УЭСы.
В то же время, например, «.при полётах в облаках на самолётах накапливаются большие заряды статического электричества, возникает коронный и даже искровой электрический заряд.» (см. в Интернете: Исследование электризации модели самолёта потоком увлажнённого воздуха в аэродинамических трубах, cyberleninka.ru, сверху абзац второй). То есть электрический заряд на неметаллических частях поверхности летящего самолёта возникает при соприкосновении (трении) этих частей самолёта, имеющих большее УЭС, и облака, имеющего меньшее УЭС (см.: Рис. 9).
Разряды группы катодных корон (то есть разряды группы кистевых электрических зарядов) с самолёта по атмосфере см. на рис. 19.
Разряды группы молний (то есть разряды группы искровых электрических зарядов) с самолёта по атмосфере см. на рис. 9.
Вариант 2. Соприкосновение (трение) воздуха и вышерасполо-
женного грозового облака с горизонтальной нижней поверхностью (см. рис. 11).
УЭС воздуха (при 20° С: от 1015 Ом-м до 1018 Ом-м) во много раз больше УЭСа капелек воды в облаке (при 20° С: от 103 Ом-м до 104 Ом-м). Отсюда на рис. 11 соприкосновение (трение) воздуха и расположенного выше него облака с меньшей величиной УЭСа захватило у этого облака свободные и слабо связанные электроны, присоединило их к воздуху и тем самым зарядило воздух на поверхности соприкосновения (трения) электрическими зарядами переэлектронности (зарядами захваченных электронов, зарядами избытка электронов, отрицательными зарядами) [аналогичный результат трения соответственно эбонита (УЭС при 20° С: 1016 Ом-м) и шерсти (УЭС: 1,7 х 109 Ом-м), см. в Интернете: Тема 27. Электрические свойства материалов]. А облако зарядило электрическими зарядами недоэлектронности (зарядами упущенных электронов, зарядами дефицита электронов, положительными зарядами).
Область научного и практического значения заявленного научного открытия 1-го закона формирования молнии под названием: «Электрический заряд молнии возникает при соприкосновении (трении) атмосферы и тела с другим УЭСом» проявляют приведённые ниже ответы на вопросы в пунктах 1-3.
1. Дорассмотрим утверждение: «В принятой на сегодняшний день теории образования молний считается, что столкновения частиц в облаках приводят к появлению больших...»
Вопросы:
1). Под воздействием чего происходят «столкновения частиц в облаках»?
2). Где имеется появление «больших областей положительного и отрицательного зарядов»?
Ответы на данные вопросы.
1). «.столкновения частиц в облаках.» происходят под воздействием ветров, имеющих известное разное горизонтальное направление и известную разную скорость на разных ярусах атмосферы. «Скорость и направление ветра зависят от высоты над поверхностью земли.» (см. в Интернете: Направление и скорость ветра. - МегаЛекции, megalektsii.ru).
2). Появление «.больших областей. .отрицательного» заряда в облаке имеет место в области соприкосновения (трения) облака и водоёма, суши, объекта на (в) них, а «положительного» заряда в облаке имеет место в области соприкосновения (трения) воздуха и нижерасположенного облака.
2. «Электризация ВС - процесс приобретения воздушным судном электрического заряда.
Если полёт происходит при ясном небе и отсутствии явлений погоды, то воздушное судно приобретает незначительный электрический заряд, так как встречается с небольшим количеством атмосферных частиц. При полёте в облаках и осадках электризация воздушного судна может быть значительной.» (см. в Интернете: Электризация вс в полёте, StudFiles, с. 1, сверху абзац первый).
Вопросы:
1). В каком случае «при ясном небе и отсутствии явлений погоды» воздушное судно может
приобретать электрический заряд?
2). Каких именно встреченных «атмосферных частиц»?
Ответы на отмеченные вопросы.
1). При полёте в «ясном небе и отсутствии явлений погоды» воздушное судно может приобретать электрический заряд в случае, если на внешней обшивке воздушного судна имеются элементы с большей величиной УЭСа, чем у воздуха.
2). «При полёте в облаках и осадках электризация воздушного судна может быть значительной» от встречи большего количества вовсе НЕ ЛЮБЫХ атмосферных частиц.
А от того, что УЭС облака и осадков значительно меньше УЭСа безоблачного воздуха. В этом случае при трении облака и осадков, с одной стороны, и внешней обшивки воздушного судна, с другой стороны, это судно захватывает у облака и осадков большее количество свободных и слабо связанных электронов и тем самым заряжает воздушное судно более значительным электрическим зарядом переэлектронности (зарядом захваченных электронов, зарядом избытка электронов, отрицательным зарядом).
3. «Распределение электрического заряда по поверхности воздушного судна неоднородно. Плотность заряда резко повышается на концах крыльев, стабилизатора, киля, в носовой части фюзеляжа самолёта. Особенно сильное заряжение происходит на неметаллических частях поверхности воздушного судна» (см. в Интернете: Электризация вс в полёте, StudFiles.net, с. 1).
Вопросы:
1). Отчего «Плотность заряда резко повышается на концах крыльев, стабилизатора, киля, в носовой части фюзеляжа самолёта.»?
2). Почему «Особенно сильное заряжение происходит на неметаллических частях поверхности воздушного судна»?
Ответы на перечисленные вопросы.
1). Плотность заряда резко повышается потому, что (см. рис. 9), считая слева направо, семь разрядов молний №№ 1-7 с самолёта вверх по атмосфере) на концах крыльев, горизонтального стабилизатора высоты полёта самолёта (см. разряд молнии № 1 с конца горизонтального стабилизатора), вертикального стабилизатора направления полёта самолёта, то есть киля (см. разряд молнии № 2 с верхнего конца киля и разряд молнии № 3 с бокового переднего края киля), в носовой части фюзеляжа самолёта (см. разряд молнии № 7 с носовой части фюзеляжа самолёта) имеется повышенная кривизна (малый радиус изгиба) поверхности.
Повышенная кривизна создаёт резкую неоднородность атмосферного электрического поля, т. е. неоднородность его напряжённости вблизи выступающего (выпуклого) с большой кривизной поверхности элемента самолёта, что ионизирует промежуток воздуха между данным элементом и облаком вплоть до пробоя этого промежутка электрическим зарядом молнии. (Разряды молний №№ 4-6 были также с кривой, точнее, почти круговой, поверхности фюзеляжа самолёта, что не очевидно на виде самолёта сбоку на рис. 9, но было бы очевидно на виде самолёта спереди).
2). Неметаллические части поверхности самолёта имеют УЭС большее, чем металлические части поверхности самолёта.
Оттого трение облака или воздуха о неметаллические части поверхности самолёта захватывает у облака или воздуха большее количество свободных и слабо связанных электронов, чем трение облака или воздуха о металлические части поверхности самолёта.
Приоритет заявки на научное открытие 1-го закона формирования молнии закреплён в 2018 г. в публикации (см. в Интернете: Федотов И. Ф. Происхождение молнии, способ идентификации направления движения заряда молнии и применение данного способа в авиации. Журнал «Транспортное дело России», 2018, № 1, с. 136, абзац перед пунктом 3).
Рис. 1. Разряды группы молний с движением с атмосферы по городу их электрических зарядов при расположении истоков молний (в виде наибольших вспышек на руслах молний) ниже верхушки Останкинской башни. См. в Интернете: Молнии возле Останкинской башни - смотрите картинки
Рис. 2. Разряд одиночной крупной руслововетковой молнии с движением с атмосферы вниз электрического заряда молнии. См. в Интернете: Красивые молнии - смотрите картинки
Рис. 3. Разряд одиночной короткоруслово-длиннодельтовой молнии с движением с суши по атмосфере электрического заряда молнии при атмосфере с зарядами недоэлектронности. См. в Интернете: Разряд молнии снизу-вверх - смотрите картинки
Рис. 4. Разряд одиночной молнии с движением снизу-вверх её электрического заряда, в том числе первоначально снизу по левому крылу летящего самолёта, далее течение электрического тока молнии по внешней обшивке летящего самолёта с левого крыла до носовой части фюзеляжа самолёта, затем с носовой части летящего самолёта вторичный разряд той же молнии вновь вверх по облаку. См. в Интернете: Попадание молнии в самолёт -смотрите картинки
Рис. 5. Разряд одиночной молнии с движением снизу-вверх её электрического заряда, в том числе первоначально снизу по летящему самолёту (три кадра видиозаписи). См. в Интернете: Попадание молнии в самолёт - смотрите картинки
Рис. 6. Разряд одиночной короткоруслово-длиннодельтовой молнии с движением с Останкинской башни по атмосфере электрического заряда молнии при атмосфере с зарядами недоэлектронности. См. в Интернете: Молния в Останкино -смотрите картинки
Рис. 7. Разряд одиночной крупной руслововетковой молнии с движением с атмосферы по вышке электрического заряда молнии. См. в Интернете: Разряд молнии по вышке - смотрите картинки
Рис. 8. Разряды группы вертикальных молний с движением их электрических зарядов с суши по атмосфере с зарядами недоэлектронности. См. в Интернете: Необычные молнии -смотрите картинки
Рис. 9. Разряды группы из семи молний с движением с самолёта
вверх по облаку их электрических зарядов, возникших при трении неметаллических частей поверхности летящего самолёта и облака (УЭС неметаллических частей поверхности самолёта больше УЭСа облака, оттого электрические заряды молний возникли на неметаллических частях поверхности летящего самолёта, а не на облаке). См. в Интернете: Молнии бьют с самолёта - смотрите картинки
Рис. 10. Забор молниеотводный. Он же забор антиворовской. Он же забор антиснежный. Он же забор водоотводный. Он же забор
восьмицветный. См. в Интернеиете: Федотов И. Ф. Забор для защиты от воров. Описание изобретения к патенту RU № 2296203
С2
Рис. 11. Разряды группы молний с движением с атмосферы
по городу их электрических зарядов, возниших при соприкосновении (трении) воздуха и вышерасположенного грозового, почти чёрного облака с горизонтальной нижней поверхностью. См. в Интернете: Молнии в городе - смотрите картинки
Рис. 12. Разряд одиночной мелкой короткоруслово-длиннодельтовой молнии с движением её электрического заряда с самолёта вверх по атмосфере с зарядами недоэлектронности. См. в Интернете: Молния на лобовом стекле самолёта, pikabu.ru
Рис. 13. Разряд одиночной молнии с движением сверху-вниз её электрического заряда, в том числе первоначально сверху по носовой части фюзеляжа летящего самолёта, далее течение электрического тока молнии по внешней обшивке летящего самолёта до его хвостовой части, затем с хвостовой части летящего самолёта вторичный разряд той же молнии вновь вниз. См. в Интернете: Тайна рейса 447: мнения экспертов, vesti.ru
Рис. 14. Разряд одиночной молнии с движением снизу-вверх её электрического заряда, в том числе первоначально с суши (где имеется наибольшая вспышка на русле молнии) на стоянке самолёта по его носовой части, далее течение электрического тока
молнии по внешней обшивке стоящего самолёта, затем по его килю, потом вторичный разряд той же молнии вновь вверх с киля стоящего самолёта по атмосфере с зарядом переэлектронности. См. в Интернете: Удар молнии по самолёту на стоянке - смотрите картинки
Рис. 15. Разряды группы молний с движением с атмосферы
по городу их электрических зарядов, возникших при соприкосновении (трении) воздуха и вышерасположенного грозового, почти чёрного облака с горизонтальной нижней поверхностью при расположении верхушки башни примерно вдвое выше истоков молний (в виде наибольших вспышек на руслах молний). См. в Интернете: Самые красивые молнии со всего света (13 фото), fishki.net
Рис. 16. Разряд одиночной короткоруслово-длиннодельтовой молнии с движением слева-направо её электрического заряда. См. в Интернете: Горизонтальные молнии - смотрите картинки
Рис. 17. Разряд одиночной крупной длинноруслово-короткодельтовой молнии с движением справа-налево её электрического заряда. См. в Интернете: Горизонтальные молнии - смотрите картинки
Рис. 18. Кучевые облака с горизонтальной нижней поверхностью. См. в Интернете: Кучевые облака - смотрите картинки
Рис. 19. Разряды группы катодных корон (то есть разряды группы кистевых электрических зарядов) с движением с самолёта по атмосфере электрических зарядов катодных корон. См. в Интернете: Огни святого Эльма - смотрите картинки
Рис. 20. Разряд одиночной крупной руслововетковой молнии с движением с атмосферы по судну электрического заряда молнии. См. в Интернете: Разряд молнии по судну- смотрите картинки
Рис. 21. Разряды группы катодных корон (то есть разряды группы кистевых электрических зарядов) с движением с судна по атмосфере электрических зарядов катодных корон. См. в Интернете: Огни святого Эльма - смотрите картинки
Рис. 22. Кучевые облака с горизонтальной нижней поверхностью над косогором. См. в Интернете: Кучевые облака над склоном -смотрите картинки
Рис. 24. Разряд одиночной крупной русловетковой молнии с движением её электрического заряда с атмосферы вниз-направо по боковой стороне монумента ниже его верхушки примерно на четверть высоты монумента. См. в Интернете: Разряд молнии по монументу
Рис. 23. Разряды группы из шести молний с движением сверху-вниз их электрических зарядов, возникших при соприкосновении
(трении) воздуха и вышерасположенного грозового, почти чёрного облака с горизонтальной нижней поверхностью, по судам (слева-направо три молнии: 2-я, 3-я, 4-я) и по водоёму (остальные три молнии: 1-я, 5-я, 6-я). См. в Интернете: Разряды молний по судам и по водоёму
Литература:
1. Дмитриев А. А., Ягодинский В. Н. Москвичу о погоде. Л., Гидрометеоиздат, 1984, с. 33, 37- 38.
2. Интернет. Башня Останкино, so.advisor. travel.
3. Интернет. Ветер - Википедия.
4. Интернет. В Нидерландах во взлетающий самолёт ударила молния, quibbll.com.
5. Интернет. Глубина промерзания грунта в Московской области/ Величины промерзания грунтов.
6. Интернет. Гроза - Википедия/ Механизм электризации.
7. Интернет. Исследование электризации модели самолёта потоком увлажнённого воздуха в аэродинамических трубах, cyberleninka.ru.
8. Интернет. Ищем молнию в земле.
9. Интернет. Классификация облаков - Циклопедия.
10. Интернет. Красивые молнии - смотрите картинки.
11. Интернет. Молния: больше вопросов, чем ответов.
12. Интернет. Молния на лобовом стекле самолёта, pikabu.ru.
13. Интернет. Молния ударила в вышку, pressfoto.ru.
14. Интернет. Направление и скорость ветра. - МегаЛекции, megalektsii.ru.
15. Интернет. Небеса американского штата Оклахома осветила рекордная молния.
16. Интернет. Образование в облаках электрических зарядов, znakka4estva.ru.
17. Интернет. Опасность прямого удара молнии, zandz.com.
18. Интернет. РД 34.21.122-87.
19. Интернет. Регистратор грозовой опасности, zandz.com.
20. Интернет. Рост человека - Википедия/ Средний рост человека в России.
