לקראת החורף שאלה על ברקים

[Eran Granola]

הפריקה של חשמל סטטי מהעננים תוך ניצנוץ אור בזק, הנראה כמו פלאש של מצלמה, נקרא ברק. בחורף ובסתיו שעומד בפתחנו יש המון היווצרויות כאלו הנוצרות בתוך ענני הסערה, ומתפרצות אל השמיים.

מתוך עולמנו הוירטואלי רציתי לשאול את יודעי הדבר על העולם האמיתי, כיצד משפיע או כלל לא משפיע הברק (ברקים) על מטוסי הנוסעים. מקטן ועד גדול.

האם יש איזה מנגנון שפורק את המטען החשמלי כדי שלא יפגע במטוס?

תודה

[Baruch Spiegel]

היי ערן.

מתוך כלל הסכנות בטיסה בסביבת סופות רעמים, סכנת ההיפגעות מברק היא בסבירות הנמוכה ביותר. בין השאר בגלל שמבחינת מטען חשמלי מטוס הוא צף בשמים ולא מחובר לGROUND הגדול בעולם - האדמה.

אבל עדיין קיימת סכנה של פגיעת ברק כי בגלל החיכוך באוויר המטוס צובר מטען חשמלי מסויים. ומכיוון שמטוסים לא מחוברים עם כבל לאדמה אין אפשרות להיפטר מהמטען הזה, כל זמן שהמטוס באוויר. יש סכנה לכשל במבנה המטוס בגלל חריכה של נקודות הפגיעה, כמובן נזק למערכות אלקטרוניות וחשמליות, ובעייה של סינוור הצוות.

ברוכי.

[Gadi L.]

האמת ב 2005 ביום סוער מאוד בארגנטינה הייתי אמור לעלות על מטוס מקורדובה לבואנוס איירס (737-200) שנפגע מברק לפני שהוא הגיע לקורדובה לאסוף אותנו.

הודיעו לנו שדוחים לנו את היציאה בשעתיים כי הוא נפגע מברק, המטוס הגיע, פרק את הנוסעים והמזוודות ומשם לקחו אותו לבדיקת מערכות כוללת בהאנגר בשדה כדי לבדוק אם באמת לא נשרף משהו.

אה ואתמול נהניתי מאוד לראות 6 ברקים לדקה במשך חצי שעה עם בלק הוקים שמנסים להתחמק מהם בחושך :mrgreen:

[Etai Charit]

מתוך מגזין הבטיחות של אנשי צוות דיילי אוויר - אלעל, כתבה בתרגום של קב' דני פת לפרסום של חברת Lightning Technologies:

כשברק פוגע במטוס עלולים הנוסעים ואנשי הצוות לראות הבזק חזק ולשמוע רעש הדומה לרעש פיצוץ או דפיקה חזקה מאוד בגוף המטוס. הטייסים לעיתים יבחינו במכשירים מסוימים שחדלו לעבוד או בהבהובים של תאורה בתא הטייס ובמכשירי הטיסה, אך תופעות אלה בד"כ חולפות תוך מספר שניות.

הברק, כמעט תמיד יפגע במטוס באחת מנקודות הקצה שלו - קצה הכנף, למשל, או קצה האף של המטוס. בשלב הזה המטוס פשוט "טס דרך הבזק הברק", כשמנקודת הקצה זרם הברק ממשיך לנוע ויוצר מגע עם מעטה הגוף של המטוס. המטוס נמצא עתה "בתוך הזרם" שנוצר בין שני הקטבים של הברק המצויים בתוך הענן. כשהזרם/ברק נע לאורך הגוף הוא בעצם נע על פני החומרים המבודדים שהיצרנים הרכיבו על פני מעטפת הגוף ומשטחי ההיגוי והכנפיים, עד שהוא מגיע לנקודת קצה אחרת (למשל קצה הזנב) ועוזב את המטוס.

ברוב מטוסי הנוסעים מעטפת הגוף מורכבת מאלומיניום שהוא עצמו מהווה מוליך מצויין של זרם חשמלי. בעת ייצור ורישיון המטוס מוודאים שאין שום סדקים או מרווחים במעטה האלומיניום וכך מבטיחים שהזרם של הברק ישאר על מעטה הגוף בלבד ולא יחדור למטוס. במטוסים הבנויים מחומרים מרוכבים למיניהם, חומרים אשר מהווים מוליכים פחות טובים של זרם, דואגים לשלב בתוך המעטפת של הגוף שכבות נסתרות של מוליכים שתפקידם זהה לזה של מעטה האלומיניום, דהיינו להוביל את זרם הברק מחוץ למטוס.

מבחינת מערכות המטוס שעלולות להיות פגיעות לברקים, לא אביא ציטוט לעוד מספר פסקאות אלא אסכם בקצרה:

מיחשוב ומיכשור חשמלי: מוביל מתחים וסיגנלים הכרחיים לפעולת המטוס. על-כן, דואגים שפגיעת ברק לא תשפיע על הסיגנלים וכן שיהיו מערכות הגנה נגד קפיצות מתח על מנת שלא תיווצר פגיעה בתפקוד.

מיכלי דלק: מקור לדאגה שמא יתפוצצו וידלקו. לכן, היצרנים בונים את המעטפת סביב המיכלים עבה במיוחד, למניעת חדירת הברק פנימה (Burn Through). וכן - בדיקת עמידות ומעטה הגנה מיוחד לכל המערכות שעלולות להפגע.

ראדום (אף המטוס): חייב להיות עטוף במוליכים, מהסיבה הפשוטה שהוא מכיל את המכ"מ. הפתרון - פסי הולכה או שורה של מסמרות שתפקידם לקלוט ולהוליך את הזרם לכיוון מעטפת גוף המטוס.

מטוסים קלים - שמרו מרחק. התקנות וההחמרות חלות בעיקר על מטוסים גדולים. עבור מטוסים קלים, המיגון יהיה לרוב רק באזור המנועים, המעטפת ומיכלי הדלק.

[Shireto Shahar]

היי ערן.

מתוך כלל הסכנות בטיסה בסביבת סופות רעמים, סכנת ההיפגעות מברק היא בסבירות הנמוכה ביותר. בין השאר בגלל שמבחינת מטען חשמלי מטוס הוא צף בשמים ולא מחובר לGROUND הגדול בעולם - האדמה.

אבל עדיין קיימת סכנה של פגיעת ברק כי בגלל החיכוך באוויר המטוס צובר מטען חשמלי מסויים. ומכיוון שמטוסים לא מחוברים עם כבל לאדמה אין אפשרות להיפטר מהמטען הזה, כל זמן שהמטוס באוויר. יש סכנה לכשל במבנה המטוס בגלל חריכה של נקודות הפגיעה, כמובן נזק למערכות אלקטרוניות וחשמליות, ובעייה של סינוור הצוות.

ברוכי.

מתוך מגזין הבטיחות של אנשי צוות דיילי אוויר - אלעל, כתבה בתרגום של קב' דני פת לפרסום של חברת Lightning Technologies:

כשברק פוגע במטוס עלולים הנוסעים ואנשי הצוות לראות הבזק חזק ולשמוע רעש הדומה לרעש פיצוץ או דפיקה חזקה מאוד בגוף המטוס. הטייסים לעיתים יבחינו במכשירים מסוימים שחדלו לעבוד או בהבהובים של תאורה בתא הטייס ובמכשירי הטיסה, אך תופעות אלה בד"כ חולפות תוך מספר שניות.

הברק, כמעט תמיד יפגע במטוס באחת מנקודות הקצה שלו - קצה הכנף, למשל, או קצה האף של המטוס. בשלב הזה המטוס פשוט "טס דרך הבזק הברק", כשמנקודת הקצה זרם הברק ממשיך לנוע ויוצר מגע עם מעטה הגוף של המטוס. המטוס נמצא עתה "בתוך הזרם" שנוצר בין שני הקטבים של הברק המצויים בתוך הענן. כשהזרם/ברק נע לאורך הגוף הוא בעצם נע על פני החומרים המבודדים שהיצרנים הרכיבו על פני מעטפת הגוף ומשטחי ההיגוי והכנפיים, עד שהוא מגיע לנקודת קצה אחרת (למשל קצה הזנב) ועוזב את המטוס.

ברוב מטוסי הנוסעים מעטפת הגוף מורכבת מאלומיניום שהוא עצמו מהווה מוליך מצויין של זרם חשמלי. בעת ייצור ורישיון המטוס מוודאים שאין שום סדקים או מרווחים במעטה האלומיניום וכך מבטיחים שהזרם של הברק ישאר על מעטה הגוף בלבד ולא יחדור למטוס. במטוסים הבנויים מחומרים מרוכבים למיניהם, חומרים אשר מהווים מוליכים פחות טובים של זרם, דואגים לשלב בתוך המעטפת של הגוף שכבות נסתרות של מוליכים שתפקידם זהה לזה של מעטה האלומיניום, דהיינו להוביל את זרם הברק מחוץ למטוס.

מבחינת מערכות המטוס שעלולות להיות פגיעות לברקים, לא אביא ציטוט לעוד מספר פסקאות אלא אסכם בקצרה:

מיחשוב ומיכשור חשמלי: מוביל מתחים וסיגנלים הכרחיים לפעולת המטוס. על-כן, דואגים שפגיעת ברק לא תשפיע על הסיגנלים וכן שיהיו מערכות הגנה נגד קפיצות מתח על מנת שלא תיווצר פגיעה בתפקוד.

מיכלי דלק: מקור לדאגה שמא יתפוצצו וידלקו. לכן, היצרנים בונים את המעטפת סביב המיכלים עבה במיוחד, למניעת חדירת הברק פנימה (Burn Through). וכן - בדיקת עמידות ומעטה הגנה מיוחד לכל המערכות שעלולות להפגע.

ראדום (אף המטוס): חייב להיות עטוף במוליכים, מהסיבה הפשוטה שהוא מכיל את המכ"מ. הפתרון - פסי הולכה או שורה של מסמרות שתפקידם לקלוט ולהוליך את הזרם לכיוון מעטפת גוף המטוס.

מטוסים קלים - שמרו מרחק. התקנות וההחמרות חלות בעיקר על מטוסים גדולים. עבור מטוסים קלים, המיגון יהיה לרוב רק באזור המנועים, המעטפת ומיכלי הדלק.

חוץ מפגיעה במכשירים\מבנה המטוס, האנשים שבפנים נוסעים\צוות לא יכולים להפגע ישירות מהברק?

[Ido Rosenthal]

מתחת לאלומניום יש שכבה מבודדת, הזרם החשמלי תמיד יעדיף לעבור במינימום התנגדות בדרך אל הקרקע, (בגלל זה למשל הסיכוי להפגע מברק בשדה פתוח הוא גבוה יותר, גוף האדם מוליך טוב יותר מהאוויר) לכן אם יפגע ברק הוא "יכנס" מצד אחד "ויצא" מצד שני דרך המוליכים.

[אורח]

לגבי מטוסים קלים ופגיעות ברקים - ציטוט בכתבת בטאון חיל האויר על זורעי העננים:

יצחק בכר מספר: "קורה הרבה שמטוס נפגע מברק. בדרך כלל את מכת הברק מקבל הקודקוד במנוע הקדמי. הזרם עובר את כל המטוס ויוצא מהזנב. לפעמים ביציאה נגרם נזק וחתיכת פח נתלשת". הפגיעה החמורה ביותר שקרתה למטוס בפרויקט התרחשה באיטליה לפני חמש שנים. מטוס של "גבע תעופה", שאותו הטיס טייס חיל-האוויר לשעבר אלדד פלטר, חטף פגיעה ישירה של ברק. "הנזק היה רציני, שום מכשיר לא עבד. לא מכשירי הטייס, לא מכשירי הכיוון ולא מכשירי הקשר. המטוס התמלא בחשמל סטאטי והתמגנט כולו. מסופי הברזל שלו התמגנטו וזה שיגע את המכשירים. במשך חצי שעה אלדד וטייס-המשנה לא ידעו איפה הם נמצאים. הם פשוט הסתובבו באוויר עד שמצאו במקרה איזה חור בעננים והתחילו להנמיך לאט לאט, עד שהחשמל הסטאטי השתחרר קצת ומכשיר הקשר החל שוב לעבוד".

לינק לכתבה המלאה.

[Opher Ben Peretz]

א. ככלל, ברקים קיימים בענני סופות רעמים שהם קומולונימבוס וקומולוס מגדלי. הברק יורד מהענן לקרקע בדרך הקצרה.

ב. אסור לטוס בקרבת סופות רעמים.

ג. בחומר המתורגם לא ראיתי את המידע הבא:

ברק בעצמה בינונית מסוגל לחדור דופן מטוס, לגרום לירידה פתאומית בלחץ דיחוס התא, לדליפת דלק ולפגיעה משמעותית במערכות המטוס. סיבה אחת לסעיף ב'.

ד. הסתברות נמוכה היא עניין יחסי. מידי שנה תוקפים כרישים בני אדם כמאה פעם. כמות בני אדם הנפגעים ממכת ברק בשנה גבוהה משמעותית .

[Eran Granola]

א. ככלל, ברקים קיימים בענני סופות רעמים שהם קומולונימבוס וקומולוס מגדלי. הברק יורד מהענן לקרקע בדרך הקצרה.

ב. אסור לטוס בקרבת סופות רעמים.

ג. בחומר המתורגם לא ראיתי את המידע הבא:

ברק בעצמה בינונית מסוגל לחדור דופן מטוס, לגרום לירידה פתאומית בלחץ דיחוס התא, לדליפת דלק ולפגיעה משמעותית במערכות המטוס. סיבה אחת לסעיף ב'.

ד. הסתברות נמוכה היא עניין יחסי. מידי שנה תוקפים כרישים בני אדם כמאה פעם. כמות בני אדם הנפגעים ממכת ברק בשנה גבוהה משמעותית .

תודה על התשובות המלומדות.

עם כל האמור לעיל, האם למיטב ידיעתכם חברות התעופה לוקחות בחשבון את סעיף ב?

[Etai Charit]

א. ככלל, ברקים קיימים בענני סופות רעמים שהם קומולונימבוס וקומולוס מגדלי. הברק יורד מהענן לקרקע בדרך הקצרה.

ב. אסור לטוס בקרבת סופות רעמים.

ג. בחומר המתורגם לא ראיתי את המידע הבא:

ברק בעצמה בינונית מסוגל לחדור דופן מטוס, לגרום לירידה פתאומית בלחץ דיחוס התא, לדליפת דלק ולפגיעה משמעותית במערכות המטוס. סיבה אחת לסעיף ב'.

ד. הסתברות נמוכה היא עניין יחסי. מידי שנה תוקפים כרישים בני אדם כמאה פעם. כמות בני אדם הנפגעים ממכת ברק בשנה גבוהה משמעותית .

תודה על התשובות המלומדות.

עם כל האמור לעיל, האם למיטב ידיעתכם חברות התעופה לוקחות בחשבון את סעיף ב?

סופות רעמים, ענני קומולונימבוס וכד' הם דברים שיש להתרחק מהם, ולא רק בגלל ברקים. ברק הוא אחד הדאגות האחרונות במקרה שכזה, בדיוק בשל המידע המובא כאן. דאגות יותר חמורות הן משבים חזקים, זרמי אוויר קטלניים, טיסה בגזרת רוח וכד'. אלו השפעות ישירות של ענני סערה, וזו הסיבה שלא טסים דרכם.

[Baruch Spiegel]

א. ככלל, ברקים קיימים בענני סופות רעמים שהם קומולונימבוס וקומולוס מגדלי. הברק יורד מהענן לקרקע בדרך הקצרה.

ב. אסור לטוס בקרבת סופות רעמים.

ג. בחומר המתורגם לא ראיתי את המידע הבא:

ברק בעצמה בינונית מסוגל לחדור דופן מטוס, לגרום לירידה פתאומית בלחץ דיחוס התא, לדליפת דלק ולפגיעה משמעותית במערכות המטוס. סיבה אחת לסעיף ב'.

ד. הסתברות נמוכה היא עניין יחסי. מידי שנה תוקפים כרישים בני אדם כמאה פעם. כמות בני אדם הנפגעים ממכת ברק בשנה גבוהה משמעותית .

תודה על התשובות המלומדות.

עם כל האמור לעיל, האם למיטב ידיעתכם חברות התעופה לוקחות בחשבון את סעיף ב?

סופות רעמים, ענני קומולונימבוס וכד' הם דברים שיש להתרחק מהם, ולא רק בגלל ברקים. ברק הוא אחד הדאגות האחרונות במקרה שכזה, בדיוק בשל המידע המובא כאן. דאגות יותר חמורות הן משבים חזקים, זרמי אוויר קטלניים, טיסה בגזרת רוח וכד'. אלו השפעות ישירות של ענני סערה, וזו הסיבה שלא טסים דרכם.

איתי, גנבת לי ת'מילים מהמקלדת.

לפני שתדאג מפגיעת ברק שהסיכוי שזה יקרה דומה לפגיעה מכדור תועה בתרגיל על יבש, כדי שתדאג לאחד מהדברים הבאים שהסבירות שלהם הרבה יותר גבוהה:

התפרקות של מטוס באוויר בעקבות גזירות רוח אנכיות או אופקיות.

איבוד שליטה במטוס בעקבות ערבול חזק.

שתילה של מטוס באדמה בעקבות זרמים אנכיים יורדים ו\או גזירות רוח.

פציעה של נוסעים לא קשורים.

חפצים משוחררים שעפים כמו כדורי רובה ועלולים לפגוע במישהו או במעטפת המטוס. (היה מקרה של תרמוס שעף דרך המעטפת וגרם לאיבוד דיחוס).

מטוסים מנוקבים ככברה בעקבות ברד.

התקרחות על הכנפיים, על הגוף, על החלונות. - גורם להגדלת משקל המטוס, קלקול הצורה האווירודינמית ואיבוד עילוי, ירידה בביצועי מנועים מדחפים וכד'

אובדן מנוע כתוצאה מהתקרחות של חלקים חיוניים( כגון התקרחות במאייד במטוס בוכנה).

כל מה שכתבתי מבוסס על מקרים אמיתיים שקרו.

אז מה אתם אומרים לפחד מברקים?

עוד משהו.

1. ההשוואה לאדם בודד שעומד בשדה חשוף לא רלוונטית כי האדם מחובר לאדמה ולכן

מהווה "קיצור דרך" עבור הברק. לא כך מטוס שטס באוויר ולא מחובר לקרקע.

2. לא כל הברקים הולכים מהענן א ל הקרקע. לעיתים מופיעה פריקה של מטען חשמיל בין גושי אוויר הטעונים חיובית (אוויר מיונן שהגיע מהשכבות הגבוהות בעקבות הערבול) לבין גושים הטעונים שלילית. לעיתים הברקים האלה מתקדמים אופקית ולא אנכית כמו ברק הפוגעע באדמה הרעמים הנשמעים בעקבות ברקים מסוג זה הם רעמים "מתגלגלים" בניגוד לרעמים בעקבות ברקים אנכיים שנשמעים כמו קול נפץ פתאומי וחד.

ברוכי.

[Aeroflot]

מה ? ככה ?!