proteccion contra rayos

PROTECCION CONTRA RAYOS

INTRODUCCION

Habitualmente, los aviones en vuelo son golpeados por rayos. De hecho, se estima que cada avión es alcanzado por un rayo, al menos, una vez al año. La protección se fundamenta en el hecho de que los aviones en su mayoría, están hechos de aluminio, que es un excelente conductor eléctrico. La electricidad del rayo fluye sobre la carcasa del avión hasta ser descargada en el aire. Como podemos suponer, uno de los posibles peligros es que el destello pueda cegar al piloto y al copiloto por unos segundos, pero nunca se ha tenido información de que esto haya causado mayores problemas. La protección contra los rayos va más allá de que los aviones sean buenos conductores de la electricidad. Sino que la aeronave debe de cumplir con todos los requerimiento para garantizar que no sucederán problemas mayores como la ignición de los tanques de combustibles debido a un chispa generada por un rayo.

Otro problema relacionado con los rayos es el efecto que pueden tener sobre las computadoras y los instrumentos de vuelo. El blindaje y los circuit breakers aseguran que los transitorios eléctricos no amenazan la aviónica de a bordo y los kilómetros de cable que podemos encontrar en un avión moderno. Todos los componentes que son vitales para la seguridad en una aeronave comercial deben certificar el cumplimiento de estrictas regulaciones internacionales.

Por todo ello actualmente es muy infrecuente que un accidente aéreo pueda deberse a la acción de un rayo, sino más bien a otras condiciones que acompañan a las tormentas, como los fuertes vientos, que son más peligrosos a medida que nos encontramos más cerca del suelo.

AVIONICA E INSTRUMENTACION I

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OBJETIVOS

Objetivo General:

Conocer los diferentes tipos o mecanismos de protección contra

rayos utilizados en las aeronaves.

Objetivos Específicos:

Identificar los diferentes métodos utilizados para proteger las

aeronaves contra los rayos.

Reflexionar sobre la importancia que tiene prever accidentes en

aviación y las diferentes formas en la que los podemos evitar.


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Efectos de los rayos en las aeronaves.

No fue mucho después del comienzo del vuelo a motor que las aeronaves comenzaron a ser investidas por rayos algunas veces con resultados catastróficos. Aeronaves de madera con cables de control de metal y cables de retención de metal no eran capaces de conducir las corrientes del impacto del rayo. Las partes de madera e incluso los cables de control explotaban o tomaban fuego. Incluso si no ocurrió un daño grave a la estructura los pilotos frecuentemente se electrocutaban por las corrientes del rayo entrando por sus manos o pies por los pedales de control o el timón de control. Estos efectos, junto con la turbulencia del aire y las precipitaciones enseñaron a los pilotos a mantenerse alejados de las tormentas.

Con la venida de las aeronaves todas de metal y aluminio, muchos de los efectos catastróficos fueron eliminados, pero las tormentas siguieron siendo tratadas con respeto. Pero debido a un par de accidentes ocasionados por los rayos en 1938 un comité fue creado para estudiar los efectos de los rayos en la aeronave y determinar que otras medidas protectoras podían ser necesarias.


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Efectos directos

Por mucho tiempo los efectos del daño físico en el punto de choque del relámpago en la aeronave eran la preocupación principal. Esto incluía agujeros en la piel metálica de la aeronave, quemaduras en la estructura no metálicas, etc. Si el punto de choque era una punta del ala o un antena la probabilidad del daño de los circuitos eléctricos internos de la aeronave también era una preocupación. Ahora estos y otros daños físicos se les conoce como efectos directos.

Efectos indirectos

En años recientes se ha vuelto aparente que los choques de rayos en las aeronaves pueden causar otros efectos más allá de los físicos, o también conocidos como efectos indirectos. Un ejemplo de esto es, la interferencia en la operación de instrumentos y equipo de navegación debido a que un circuit breaker ha saltado en sistemas de distribución de potencia eléctrica a la hora del choque del rayo en la aeronave. Las causas de estos efectos son los campos electromagnéticos y el voltaje estructural aumenta asociado con las corrientes del rayo en la aeronave. Aunque la piel metálica de la aeronave posea un alto grado de blindaje electromagnético, algunos de estos campos pueden penetran a través de las ventanas e inducen al surgimiento de las sobretensiones transitorias en el sistema de cableado de la aeronave.


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Efectos directos en las estructuras metálicas.

Las estructuras metálicas incluyen la piel externa de la aeronave junto con el armazón interno de la aeronave, es decir, spars, costillas, bulkheads, frames, stringers. Debido a que las corrientes del rayo deben fluir entre las entradas de rayos y puntos de salida en una aeronave y debido a que las corrientes tienden a dispersarse al fluir, se utiliza toda la estructura de la aeronave como un conductor, aprovechando la conductividad del aluminio que es el material principal de la fabricación de la aeronave. Como resultado de lo anterior, la densidad de la corriente en cualquier punto de la estructura es raramente suficiente para causar daño físico entre la entrada y puntos de salidas. Solamente que exista una pobre unión eléctrica entre los elementos de la estructura por donde fluye el paso de la corriente es probable que ocurra un daño físico en la aeronave.

Picaduras y fundición.Si un rayo toca una superficie metálica por un tiempo suficiente, la fundición del metal ocurrirá en el punto de unión. Evidencias muy comunes de este tipo se encuentran a lo largo del fuselaje o empenaje, o los agujeros quemados en el borde de salida de las alas o en la punta del empenaje. La fundición de la piel no es usualmente un problema en la seguridad del vuelo, solamente que este ocurra en la piel de un tanque de combustible integral.

Fuerzas Magnéticas.La piel metálica o la estructura en general pueden ser deformadas como resultado de los intensos campos magnéticos los cuales son acompañados con intensas corrientes del rayo cerca de los puntos de


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sujeción. Los daños debido a las fuerza magnéticas no son usualmente por si sola , tan significantes como para abortar el vuelo, y probablemente no sean detectadas hasta que la aeronave se encuentre en tierra. Sin embargo, las sobrecargas y tensiones en los metales están envueltas, por lo tanto los daños en la aeronave debido a este fenómeno no son reparables.

Calentamiento resistivo.Otro efecto directo es el calentamiento resistivo de los conductores expuestos a las corrientes del rayo. Cuando la resistividad de un conductor es demasiado alta o su área transversal es muy baja para adecuar la conductividad de la corriente, las corrientes del rayo pueden depositar energía en el conductor y cause un aumento en exceso de temperatura. Debido a lo anterior puede ocurrir una explosión del cable o un exposición de este debido a que el aislante se derretirá y esto puede causar otro tipo de daños ya que este puede hacer contacto con la estructura y crear u cortocircuito.

Efectos directos en estructuras no metálicas.

Aeronaves antiguas de madera o de tela probablemente pudieron sufrir daños más catastróficos debido a choques de rayos ya que estas aeronaves eran raramente voladas en condiciones de clima no favorables como tormentas. Por el contrario las aeronaves de totalmente aluminio son capaces de volar en condiciones de tormentas y soportar choques de rayos pero todo esto debido a que el aluminio es un excelente conductor de electricidad. Existe una tendencia de nuevo en la utilización de materiales no metálicos, los cuales incluyen fibras de plástico reforzadas, resinas de policarbonato, las cuales ofrecen una mejora en el costo y el rendimiento de la aeronave.

Compuestos no-conductores.Algunos de estos materiales han empezado a reemplazar el aluminio en estructuras secundarias, como la nariz, puntas del ala y empenaje, conos de cola, fairings y superficies de control. Usualmente un material no metálico es utilizado para cubrir un objeto metálico, como una antena de radar. Si este material cobertor es no conductor como en este caso la fibra de vidrio, campos eléctricos pueden penetrarlo hasta llegar al material metálico conductor, lo cual puede causar un daño.

Compuestos conductoresPlásticos reforzados con fibras de carbono o boro tienen conductividad eléctrica y debido a esto su comportamiento con respecto a los rayos es considerablemente deferente a los materiales compuestos no conductores. Compuestos de fibras de carbono son empleados extensamente en aplicaciones estructurales secundarias y en ocasiones en estructuras primarias. Compuestos reforzados de boro eran el sujeto


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del extenso esfuerzo del desarrollo en 1970, pero fallo a la hora de encontrar su aplicación en la aeronave. Hasta la fecha la mayoría de compuestos de fibra de carbono en zonas de impactos de rayos han sido provisionados con una protección para los efectos de los dichos impactos. Pruebas realizadas en laboratorios han demostrado que los materiales compuestos de fibra de carbono se dañan al no poseer esa protección. El daño es debido al calentamiento resistivo en la fibra de carbono, la cual se evaporiza y enciende la resina.

Otros plásticos.Acrílicos transparentes o resinas de policarbonatos son usualmente utilizados para los parabrisas .muchos de los policarbonatos son buenos aislantes, por lo tanto resistirá satisfactoriamente los impactos de rayos. Pero los campos eléctricos puedan que penetren e induzcan serpentinas dentro de los objetos conductores dentro de el, pero estas serpentinas no son siempre posibles de perforar un policarbonato.

Choques eléctricos y ceguera debido al destello del rayo.

Aunque inofensivo para un pabellón superior de una aeronave de combate, los destellos que pasan en la parte externa de la aeronave frecuentemente causan choques eléctricos o ceguera al piloto. Lo cual en al menos un caso esos causo que el piloto perdiera el control de la aeronave a baja altitud y resultara en un accidente fatal.

Efectos directos en sistemas de combustible.

El sistema de combustible representa uno de los peligros más críticos en la seguridad de vuelo debido a los rayos. Un amperio de corriente es suficiente para encender vapores de combustible inflamables, sin embargo los relámpagos inyectan miles de amperios de corriente a la aeronave. Existen docenas de accidentes en aviación militar y civil atribuidos a incendios de combustible debido a rayos. En adición a los efectos directos descritos anteriormente existen varios casos en donde los efectos indirectos han iniciado incendio del combustible. Los voltajes inducidos de lso rayos en el cableado eléctrico han creado un chispa la cual ha generado un incendio por la ignición de los vapores de combustible.


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Efectos directos en los sistemas eléctricos

Si un aparato eléctrico montado en el exterior, tal como una lámpara de navegación o de la antena, pasa a estar en un punto de unión de rayo, globos protectores o carenados, se puede romper y permitir que un poco de la corriente de rayo fluya.Esto a su vez puede permitir que el canal del rayo de contacto con el filamento de una bombilla por ejemplo, de modo que la corriente de rayo puede fluir dentro de los cables eléctricos que van desde la bombilla al bus de distribución de energía. Incluso si sólo una fracción de la corriente del rayo total entra en los hilos, que puede ser demasiado pequeña para llevar a cabo los miles de amperios implicados y por lo tanto se fundirá o vaporizado.

Los picos de tensión que acompañan pueden causar la descomposición de aislamiento o dañar a otros equipos eléctricos alimentados por la misma fuente. A lo sumo, el componente inicial afectado está deshabilitado y, en el peor de los casos, bastante aparato eléctrico se desactiva el tiempo. Hay muchos efectos del examen, con la participación tanto d aeronaves militares como aeronaves civiles. Hardware de montaje externo más frecuentemente implicado incluye luces de navegación, antenas, calentadores escudo de viento, calentadores sonda, pitot y, en tiempos anteriores, las antenas largas de alambre en la cola que se despliegan en vuelo para comunicaciones de alta frecuencia de radio. Estos últimos fueron muy susceptibles a descargas de rayos, y, ya que estos cables eran demasiado finas para conducir las corrientes del rayo, que fueron quemados con frecuencia. Los conjuntos de radio de alta frecuencia de alimentación, estas antenas también, con frecuencia recibían daños.

Ilustración de los daños: El daño puede ser mayor cuando un conjunto o grupo eléctrico se monta en partes no metálicas de la estructura del avión, porque algunos relámpagos pueden utilizar el cable de tierra del grupo eléctrico como un camino hacia el fuselaje principal. En la aviación surgió el caso de una aeronave. Este avión, volando a unos 900 metros (3000 pies), estaba experimentando turbulencias, lluvia ligera y moderada cuando fue alcanzado por un rayo. Los pilotos habían visto destellos de rayos otras en la zona antes de que su avión fuera alcanzado, y debido que la tormenta se había previsto en ruta, pero no había habido ninguna célula visible en el control del tráfico aéreo (ATC) de radar que se utiliza para vector la aeronave, pues no tenía radar meteorológico propio.

La electricidad entró en una punta del ala y salió de la otra. Sonaba una alarma en cabina, y esta inmediatamente se llenó de humo. Otros efectos de seguir.

1. La No. 1 VHF de comunicación quemada.

2. Setenta y cinco por ciento de los disyuntores de circuito se dispara, de

los cuales sólo 50% se puede restablecer después,


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3. La punta del ala izquierda, el indicador de cantidad del tanque de

combustible se ha desactivado.

4. El indicador de cantidad principal del tanque de combustible derecho

fue gravemente dañado

5. Varias luces de instrumentos estaban quemadas.

6. El interruptor de la luz de navegación y las luces Ml estaban

quemadas

El avión, sin embargo, fue capaz de aterrizar en el aeropuerto cercano. La inspección posterior mostró daño extenso en las puntas del ala izquierda y derecha y de su cableado eléctrico

Secuencia de eventos:

La evidencia sugiere que el flash incluye dos o más trazos separados por unos pocos milisegundos de corriente continua. Suponiendo, a efectos de explicación, que el rayo original, se acercó a la punta del ala derecha, la secuencia probable de acontecimientos fue la siguiente:

El punto inicial de fijación fue la punta del ala derecha, en la luz de navegación. La actual explosión de la unidad remitente cable a tierra, pero no el más pesado Tapón de llenado del cable trenzado, que sólo estaba deshilachada. Sparks, sin duda, se produjo en el interior: el tanque de combustible y entre el tapón de llenado y su receptáculo, pero la mezcla de combustible y aire en el espacio vacío de los tanques llenos, probablemente era demasiado rico para facilitar la ignición.

La corriente Lightning que fluye en el cable de alimentación de la lámpara de navegación elevó su voltaje a varios miles de voltios con respecto a la célula, una alta tensión suficiente para romper el aislamiento en la alimentación exterior a través del punto. Hasta el colapso ocurrió aquí, unos pocos microsegundos después del primer ataque comenzó, el cable estaba en tensión suficientemente alta como para romper el aislamiento al cable del emisor vecino. Esta ruptura se produjo a lo largo de todo el cable en el interior del ala derecha. La porción de la corriente de arco en el cable del emisor causando un gran voltaje para construir a través de la punta del ala derecha inductancia del imán del indicador de combustible, a la que este cable se conecta. Mientras la luz de navegación cable de alimentación se explotó también, es probable que esto no se produjo hasta la segunda barra.


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Efectos directos sobre los sistemas de propulsión.

No ha habido ningún reporte de efectos adversos de rayos en motores. Las hélices metálicas y los hilanderos han sido golpeados frecuentemente, por supuesto, pero los efectos se han limitado a las picaduras de cuchillas o de pequeños agujeros en hiladores. La corriente de los rayos debe fluir a través de la pala de la hélice y los cojinetes del eje del motor, pero son lo bastante masivo para llevar estas corrientes sin ningún efecto perjudicial. Las hélices de madera, especialmente los que conducen sin bordes de metal, probablemente podría sufrir más daño, pero rara vez se utilizan en los aviones que vuelan en condiciones climáticas donde los rayos se producen.

Puestos de turbina: Entre los efectos de rayos en los turborreactores, estos efectos también son limitados a la interferencia temporal con la operación del motor. Flameouts, fallo en los compresores, y rock-backs (reducción de la turbina rpm) se han reportado después de la caída de rayos en aviones con motores montados en el fuselaje. Este tipo incluye aviones militares con motores montados internamente y en las tomas del fuselaje, o de otras


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aeronaves militares y civiles con los motores montados en el exterior en el fuselaje. No se han realizado intentos para duplicar el flameouts en el motor con rayos simulados en una prueba de tierra, y no ha habido ningún otro análisis cualitativo del mecanismo de interferencia, no obstante, en general se cree que estos eventos resultado de la interrupción de la entrada de aire por la onda de choque asociada con el canal del rayo a lo largo de un barrido de popa del fuselaje. Este canal de hecho puede pasar cerca en frente de una admisión del motor, y si se produce un reencendido, la onda de choque de acompañamiento se considera suficiente para interrumpir la operación del motor. El gradiente de temperatura también puede ser importante. Estos efectos han sido reportados como algo que ocurre más a menudo en las pequeñas aeronaves militares o aviones de negocios y, en aeronaves de transporte. Así, motores más pequeños son probablemente más susceptible a la entrada de aire perturbado que sus contrapartes más grandes.

Aspectos operativos: En algunos casos, han surgido llamas en los motores, mientras que en otros sólo hay un daño. No hay ningún caso en el registro, sin embargo, los operadores de aeronaves con motores en el fuselaje o cerca de este, deben anticipar la posible pérdida de potencia en caso de caída de un rayo y estar preparados para tomar medidas correctivas rápidas.

Sólo ha habido unos pocos informes de efectos de rayos en los motores turborreactores montados en las alas, ya que son por lo general los motores grandes en los que la onda expansiva de un rayo es probablemente insuficiente para alterar notablemente el flujo de aire de entrada. No hay reportes de pérdida de potencia de los motores turbohélice, como resultado de la caída de rayos.

Efectos indirectos

Incluso si el rayo no hace directamente contacto con el cableado eléctrico de la aeronave, son capaces de inducir tensión y corriente en este cableado. Lo cual resulta en trastorno o daño de equipo eléctrico por estos voltajes inducidos, y se define como un efecto indirecto. Los efectos indirectos deben ser considerados junto con efectos directos en la evaluación de la vulnerabilidad de los sistemas de la aeronave eléctricos y electrónicos. Sistemas de vuelo críticos, tales como el sistema de control total autoridad motor ilustrado en la fig. 4,20 son potencialmente susceptibles a los efectos indirectos, y debe prestarse mucha atención a la protección del diseño y verificación.

Informes: Hasta la aparcion de la electrónica de estado sólido en los aviones, los efectos indirectos de los ambientes externos, como rayos y precipitación estática no eran mucho problema y recibían relativamente poca atención. Hay evidencia creciente, sin embargo, de molestos efectos indirectos. Los incidentes de molestias o daños a los sistemas de aviónica o eléctricos están apareciendo en los informes de línea de aire rayo. La Tabla 4.1 resume los informes de interferencia o interrupción de los equipos de aviónica o eléctricos


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reportados por un grupo de compañías aéreas EE.UU. fin del período 1971 a 1984

Los incidentes reportados en la Tabla 4.1 se produjo en el 20% del total de 851 incidentes de rayos reportados durante el período. Los aviónes militares de EE.UU. han tenido una experiencia similar. Esta experiencia es probablemente un resultado de la creciente sensibilidad del equipo de electrónica a tensiones transitorias, una tendencia que necesariamente no habría planteado un problema en los equipos menos sofisticados. En cada incidente, sólo unos pocos componentes electrónicos se ven afectados, mientras que otros no lo son. Sin embargo, un voltaje de rayo inducido en realidad ocurren en el cableado eléctrico de los aviones al mismo tiempo. Por lo tanto, es evidente que los aumentos repentinos alcancen valores más altos en algunos circuitos que en otros, o que algunos componentes electrónicos son menos tolerantes de tales aumentos repentinos que otros.

Tendencias: Mientras que los efectos indirectos no han sido, históricamente, un peligro para la seguridad, hay cuatro tendencias en el diseño de aeronaves y operaciones que puedan incrementar el potencial de los problemas. Estos incluyen los siguientes:


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1. El uso creciente de estructuras compuestas en lugar de aluminio.2. Miniaturización de la electrónica de estado sólido

Línea de demarcación: La línea de demarcación entre los efectos directos e indirectos pueden ser un tanto arbitraria en algunos casos. Un ejemplo podría implicar un rayo que cae en la luz de navegación de una de las alas. En este caso, el daño a la luminaria se considera un efecto directo del rayo. Si el rayo entra en contacto con el filamento de la bombilla e inyecta corriente en el cableado, los efectos eléctricos se producirían desde desglose de sobretensión del aislamiento en el zócalo para el disparo de los interruptores remotos o molestias en los equipos.

Mecanismos: El mecanismo por el cual la corriente eléctrica induce voltajes en los circuitos eléctricos de aeronaves es ilustrado en la figura. 4.20. Como un rayo corriente fluye a través de un avión, los campos magnéticos envuelven la aeronave y se produce la realización de cambiar rápidamente de acuerdo con los rápidos cambios de la corriente de rayo accidente. Parte de este flujo magnético puede filtrarse dentro de la aeronave a través de aberturas tales como ventanas, carenados compuestos, costuras, y las articulaciones.


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Procesos de Certificación.

Los requisitos de protección contra rayos en aeronaves y las normas conexas

han mejorado sustancialmente en la última década, hasta el punto de que

ahora casi frente a todos los peligros eléctricos potenciales e incorporan los

aspectos conocidos del entorno de un rayo. Antes de esto, los requisitos de

protección de aeronaves se centró en uno o dos peligros potenciales, tales

como: los tanques de combustible, paneles de acceso o antenas externas y

otros "puntos de entrada", mientras que haciendo caso omiso de otras áreas

como arco interno y fuentes de chispas o efectos indirectos en los sistemas

eléctricos y de aviónica.

Los requisitos y las normas también están siendo actualizadas periódicamente

para reflejar mejor la comprensión del entorno lumínico natural y la aparición

de nuevas tecnologías de diseño de las aeronaves, tales como los sistemas de


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control electrónico y avanzados fuselajes compuestos. Este avance parece

bien posicionada para adaptarse a las tendencias futuras, así, a través de

examen de la tecnología en curso y la redacción de normas entre las

actividades de la industria y los grupos de los organismos reguladores.

El diseño de protección contra rayos y certificación

Este proceso se ha visto favorecido por una proliferación de literatura técnica

sobre los mecanismos de interacción de aeronaves eléctricas, técnicas de

protección y los métodos de verificación. Gran parte de este material se

resumen en este capítulo y frecuentes referencias a fuentes importantes de

información adicional se proporcionan.

Protección de la estructura del avión. La regulación básica de protección contra

rayos para fuselajes es el mismo para todas las categorías de vehículos, y

aparece en las FAR como:

Protección contra rayos

Protección contra rayos.

(a) las aeronaves deben ser protegidas contra los efectos catastróficos de los

rayos.

(b) Para los componentes metálicos la unión de los componentes

correctamente a la estructura del avión, o diseño de los componentes para no

poner en peligro el avión.

Para los componentes no metálicos:

Diseño de los componentes para minimizar el efecto de una falla o medición de

resistencia.

La incorporación de medios aceptables para desviar la corriente eléctrica

resultante para no poner en peligro el avión.

Otros requisitos de la FAA

Reconociendo el papel cada vez mayor de controles electrónicos en la

operación de las aeronaves, la FAA inició un proyecto de elaboración de


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normas para agregar una medida que trata específicamente con la protección

contra rayos de vuelo crítico y el vuelo de sistemas eléctricos y de aviónica

Esenciales y equipos.

Una vez adoptada, esta norma, será necesario que estos sistemas y equipos

continúen desempeñando sus funciones previstas, es decir, seguir funcionando

después de un vuelo en huelga de relámpago. La exigencia de este modo,

reforzar aún más y aplicar los requerimientos lejos 25,1309 para protección

contra rayos.

Resistencia de unión (Bonding)

Por desgracia, este énfasis en la unión ha llevado a algunos a concluir a los

diseñadores que el bonding, por sí mismo, proporcionará protección contra

rayos adecuado para un avión y que poco más se necesita hacer. La

verificación de este estado unido, a su vez, ha significado por consecución de

una resistencia eléctrica determinada entre los "Bonding" componentes. La

industria se ha adaptado diversos límites de resistencia de unión para este fin,

entre ellos los EE.UU. especificación militar MIL-B-5087B [5,1], que requiere

que los componentes sujetos a corrientes de rayo puede enlazar con una

"unión" resistencia no superior a 2,5 milliobms.

Esto se consigue permitiendo metal-a-metal entre las partes y verificada por

una medición de resistencia de corriente continua.

Estándares anticipados contra rayos

La primera industria de experimentar problemas relámpagos, y establecer la

necesidad de estandarización de un entorno lumínico para el diseño y prueba,

fue la industria eléctrica "de servicios públicos. Poco después de la transmisión

de alta tensión y líneas de distribución se extendió, era evidente que un rayo

podría ser un problema grave., Transformadores de potencia, generadores,

motores y daños en dispositivos de conmutación con experiencia de voltaje y

corriente debido a la caída de rayos en las líneas de alimentación. Programas

de investigación para cuantificar las características naturales de rayos


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eléctricos fueron iniciados por empresas de servicios y fabricantes de equipos

tales como General Electric Company y la Compañía Westinghouse Electric.

La experiencia de las Normas de los primeros aviones

La mayoría de actividades de los primeros aviones de protección contra rayos

se centra en la protección contra el efecto de daño directo o física de un rayo,

como la deformación de estructuras metálicas ligeras, fusión de agujeros a

través de la piel del tanque de combustible, superficies dieléctricas, como

"cúpulas y marquesinas, y la prevención de formación de arcos eléctricos en

las interfaces estructurales de tanques de combustible. La prueba requerida se

llevó a cabo por laboratorios existentes utilidad de fabricante, tales como GE y

Westinghouse, así mismo por varias organizaciones especializadas pequeñas.

Las corrientes tiempos requeridos por las especificaciones fueron producidos

por bancos de condensadores cargados descarga a través de impedancias en

el Waveshaping especímenes de ensayo.

Pasos en el Diseño de protección y Certificación

La experiencia ha demostrado que el diseño de protección contra rayos de

mayor éxito y programas de certificación se ha producido cuando el trabajo se

realiza en una serie de pasos lógicos.

En este caso, el éxito significa lograr un diseño de protección satisfactorio y el

cumplimiento de unas normas, todos los que tengan un impacto mínimo en el

peso total y el costo. Los pasos específicos y el orden de aparición pueden

variar algo de un programa a otro, pero la mayoría de los programas incluyen

los siguientes pasos básicos

Paso a - Determinar las zonas de impacto de rayo: Determinar las superficies

de la aeronave, o zonas, donde el apego de un relámpago a la aeronave es

probable, y las porciones de la estructura del avión a través del cual la corriente

de rayo debe fluir entre estos puntos de fijación.

Paso b - Establecer el entorno lumínico: Establecer el componente(s) del

entorno relámpago total que se espera en cada zona de caída de rayos. Estas

son las corrientes que deben ser protegidos contra.


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Paso c – Identificar vuelo críticos / componentes esenciales: Identificar los

sistemas y componentes que podrían ser vulnerable a la interferencia o daño

de cualquiera de los efectos directos (daño físico) o indirectos (efectos

acoplamiento electromagnético) producidos por un rayo.

Paso d - Establecer criterios de protección Determine el sistemas y / o

componentes que necesitan ser protegidos basado en la fiabilidad de seguridad

de vuelo de la misión, o factores de mantenimiento. Establecer la protección

contra rayos pasa-no pasa criterios para los artículos a ser protegido.

Paso e - Protección Diseño de iluminación: Diseño medidas de protección

contra rayos para cada uno de los sistemas.

La experiencia ha demostrado, particularmente en los aviones que emplean

cantidades importantes de compuestos avanzados o completos sistemas de

autoridad de control electrónico que la preparación y la presentación de un plan

de certificación temprano en él programa es deseable. Concurrencia FAA con

este plan de certificación también debe ser obtenida. Este plan es beneficioso

tanto para el solicitante y la FAA, ya que identifica y define una resolución

aceptable de las cuestiones fundamentales al inicio del proceso de

certificación. Como el proceso avanza, análisis o resultados de análisis pueden

justificar modificaciones en el diseño de protección y / o métodos de

verificación. Según sea necesario, cuando se produzcan cambios significativos,

el plan debe ser actualizado. El plan debe incluir los siguientes elementos:

Descripción del sistema: Debe haber una descripción del sistema, que abarca

aspectos como la configuración la instalación, las características excepcionales

o únicos, los aspectos operativos se están abordando, lugares en el área, el

medio ambiente relámpago, el nivel de protección del diseño(s) y enfoques.

Descripción de la protección: No debe haber una descripción del método de

protección y los métodos que se utilizan para verificar la eficacia de la

protección Normalmente, el método de verificación incluye una combinación de

procedimientos analíticos y pruebas. Si los procedimientos analíticos se

utilizan, la metodología para la verificación de estos procedimientos deben ser

descritos.


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Pasa / Fall Criterios: Los criterios de pasa / falla deben ser identificados y se

aplicará a las pruebas y el análisis de la protección contra rayos de los

sistemas de combustible y equipos eléctricos / electrónicos y sistemas. Los

criterios de pasa / no pasa por un sistema electrónico, por ejemplo, podría

incluir lo siguiente:

A. El equipo de diseño de nivel transitorio (ETDL)

B. El nivel de control transitorio (TCL).

C. El margen entre ETDL y TCL.

D. Interferencia con datos analógicos o digitales.

E. La seguridad de vuelo no debe ser puesta en peligro por la unión directa del

canal del rayo a los componentes del sistema Aposed. Revestimientos, como

en carenados, pieles y sombreretes, normalmente debería impedir la adhesión

directa del canal del rayo a los componentes subyacentes del sistema. Sin

embargo, si un archivo adjunto de impactos de rayos directo a un componente

del sistema puede ocurrir una evaluación completa de los efectos directos e

indirectos será necesario.


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BIBLIOGRAFIA

LIBRO TEMA CAPITULO PAGINAS

AIRCRAFT LIGHTNINGPROTECTION- HANDBOOK FAA,September 1989

LIGHTNING EFFECTS ON AIRCRAFT

4 69-80, 82-85

THE CERTIFICATION PROCESS

5 88-112

DIRECT EFFECTS PROTECTION

6 115-118, 120-121, 123-151


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CONCLUSIONES


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proteccion contra rayos

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