ما مدى خطورة ضربة البرق على الطائرة

ما مدى خطورة ضربة البرق على الطائرة؟ سؤال ربما يراود العديد من الأشخاص، حيث أن ضربات البرق أدت سابقًا إلى تحطم بعض الطائرات وحصول وفيات، أو إصابة البعض من أجزائها بالتلف، وقل تأثير الصواعق على الطائرات الحديثة بسبب الإجراءات الوقائية التي أصبحت تستخدمها الشركات المصنعة.

كم مرة يضرب البرق أو الصواعق الطائرات

يقدر الخبراء أن البرق يضرب الطائرات في المتوسط مرة واحدة في السنة أو مرة كل 1000 ساعة طيران، وعادة تصطدم الطائرات بالبرق على ارتفاع 5000 إلى 15000 قدم (1524 إلى 4572 مترًا)، وغالبًا بعد الإقلاع أو الهبوط، حيث يعد وجود المطر عاملاً آخر يزيد من فرص حدوث البرق.

وإذا ضربت الصواعق الطائرة بعد الإقلاع، فعادة ما تعود الطائرة إلى المطار الذي غادرت منه، كإجراء احترازي في الغالب لضمان عمل جميع الأنظمة بشكل جيد، حيث لا يمكن إعادة تشغيل بعضها في الجو، وفي فصلي الربيع والصيف، ينخفض ​​احتمال حدوث ضربة صاعقة بشكل عام على ارتفاعات أعلى تبلغ 20000 قدم (6096 مترًا) وما فوق.

وفي تقارير قاعدة بيانات (NTSB)، التي تحتوي على تقارير عن أكثر من 140.000 حادث طيران يعود تاريخها إلى عام 1962، تسرد فقط 24 حادثة ناجمة عن ضربات البرق، بما في ذلك حادث إلكتون، ومعظم الحوادث الـ 23 الأخرى تتعلق بطائرات خاصة صغيرة أو طائرات هليكوبتر وفي حالة واحدة تتعلق بمنطاد الهواء الساخن).

ملاحظة: “NTSB” اختصار لـ”National Transportation Safety Board”.

مدى خطورة البرق أو الصاعقة التي يمكن أن تصيب الطائرة

على الرغم من أن الصاعقة يمكن أن تكون تجربة غير سارة لطاقم الطائرة والركاب، إلا أنها في معظم الحالات لا تسبب الكثير من الأضرار المادية للطائرة، ولا تعرض سلامتها للخطر، وعادة يضرب البرق أجزاء معينة من الطائرة مثل قمة الجناح أو المقدمة، ثم تنتقل الشحنة عبر الغلاف المعدني للطائرة قبل أن تغادر إلى نقطة أخرى مثل الذيل.

كما يمكن أن يكون الرعد الذي يتبع الضربة نفسها مؤذي للأذان في مقصورة الطائرة، بينما في أحيان أخرى قد لا يسمع طاقم الطائرة أي شيء، ويعتمد نوع وشدة الضرر الذي يلحق بالطائرة على عدة عوامل، بما في ذلك مستوى تفريغ طاقة الضربة ومكان الضربة ومدتها، كما يمكن أن تحتوي ضربة صاعقة واحدة على حوالي مليون فولت أو 30000 أمبير.

ويمكن أن يسبب البرق أضرارًا طفيفة للهوائيات والبوصلة وإلكترونيات الطيران، ويترك ثقوبًا صغيرة في جسم الطائرة والرادوم وزعانف الذيل بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي وميض البرق خاصة في الليل إلى عمى طاقم الطائرة مؤقتًا.

وفي الحالات الأكثر خطورة، يمكن أن يؤدي الحادث إلى إيقاف تشغيل المحرك في كل من نظام التحكم الرقمي للمحرك (FADEC) ومحركات الغير (FADEC) وفي حالات نادرة بعد الصواعق، وأيضًا قد تؤدي الصاعقة إلى إيقاف تشغيل مولّد واحد أو أكثر، مما يؤدي إلى إطفاء أضواء الكابينة حتى تتم إعادة ضبط المولد مرة أخرى.

ملاحظة: “FADEC” اختصار لـ”Full Authority Digital Engine Control”.

إجراءات الوقاية من حوادث ضربات الصاعقة أو البرق في الطائرة

الابتعاد عن السحب الركامية

يمكن أن تؤثر الضربة الصاعقة على أداء شركات الطيران وتسبب تأخيرات مكلفة وانقطاعات في الخدمة، ولتجنب مثل هذه الحوادث، يجب أن يكون موظفو الصيانة على دراية بتدابير الحماية من الصواعق والتفتيش المناسب وإجراءات الإصلاح.

وبالنسبة للطيارين الإجراء القياسي هو البقاء على بعد 20 ميلًا بحريًا على الأقل من أي سحب ركامية (Cb)، بالإضافة إلى ذلك فقد تم تصميم الطائرات الحديثة للسماح للصواعق بالتحرك على طول جلد الطائرة دون إحداث ضرر.

ملاحظة: “Cb” اختصار لـ”Cumulonimbus cloud”.

استخدام مواد ومعادن تقلل من تأثير الضربة

والطائرات الحديثة مصنوعة من مركب كربوني خفيف الوزن ومغطى بطبقة رقيقة من النحاس وتعمل بمثابة أقفاص فاراداي، وتوجد شرائط معدنية بين كل شيء للتأكد من توصيل الكهرباء، نتيجة لذلك فإن المساحة داخل المعدن (مقصورة الطائرة) محمية من التيارات الكهربائية أثناء تواجدها في الجو وفي حالة حدوث ضربة صاعقة ستقوم الطائرات بتبديد البرق بسرعة وسيكون الفتيل الثابت هو الهدف الرئيسي للصاعقة الخارجة من الطائرة.

لا تتعرض خزانات الوقود في الأجنحة لأي شرارات صاعقة لأن المعدن المحيط والمفاصل الهيكلية وأبواب الوصول والفتحات وأغطية تعبئة الوقود يمكن أن تصمد أمام أي احتراق من صاعقة البرق، والتي يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 30.000 درجة مئوية وللتأكد من تجنب الحوادث الأكثر خطورة، يتم اختبار الطائرات واعتمادها من أجل ضربات الصواعق وخوض عمليات محاكاة صارمة للضربات الخفيفة.

أفادت جمعية التيتانيوم الدولية أنه بالنسبة للمركبات الفضائية الحديثة، بالإضافة إلى الألومنيوم فإن التيتانيوم هو المعدن المفضل، حيث يعتمد اختيار التيتانيوم لكل من هياكل الطائرات والمحركات على خصائص محددة: منها تقليل الوزن (نظرًا لارتفاع نسبة القوة إلى الوزن)، إلى جانب الموثوقية المثالية التي تُعزى إلى مقاومة التآكل المتميزة والخصائص الميكانيكية.

لحسن الحظ نظرًا لاستخدام المعادن والسبائك المناسبة فضلاً عن المعرفة الهندسية، يكون الركاب عادةً في أمان، ومع ذلك فإن إلكترونيات الطيران وأنظمة التحكم في الطيران، وإذا تم تصميمها بشكل غير صحيح، تكون عرضة بشكل خطير لارتفاع التيار من ضربة البرق وتساعد إلكترونيات الطيران مثل المعدات الإلكترونية المتصلة بالطائرات والأقمار الصناعية والمركبات الفضائية في إبقاء الطائرات في الهواء.

سواء كان الأمر يتعلق بالملاحة أو الاتصال أو للمساعدة في الطيران، فإن إلكترونيات الطيران مهمة للصناعة ولحياة البشر، هذا هو السبب في أن الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متن الطائرة محمية بواسطة موانع الجهد الزائد ومصممة كنظم زائدة عن الحاجة.

أشهر حوادث الطيران التي تتسبب بها الصواعق أو البرق

وقع حادث عندما انتهت ضربة صاعقة بكارثة في عام 1963، حيث تسبب البرق في تحطم طائرة من طراز بان أمريكان بوينج 707 في ولاية ماريلاند بالولايات المتحدة ومات 81 راكبًا على متنها، خلص المحققون إلى أن الاشتعال الناجم عن البرق لمزيج الوقود والهواء، وأدى إلى فقد الطاقم السيطرة على الطائرة بعد تفكك الجناح اليسار الخارجي بسبب الانفجار.

كما تسببت ضربة البرق بأعطال إضافية في دوائر الحمل الزائد بالإضافة إلى أعطال في خلايا الوقود، وتسببت ضربة البرق الثانية التي حدثت في الثانية 52 بعد الإقلاع في سقوط جيروسكوبات وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) للمركبة وتسبب ارتفاع (dV/dt) من ضربات الصواعق أيضًا في حدوث إخفاقات طفيفة في أجهزة القياس.

بما في ذلك أربعة قياسات منها كمية خزان الهيليوم وخمسة مزدوجات حرارية وأربعة محولات ضغط ودرجة حرارة، ولحسن الحظ تمكن الطاقم من إعادة ضبط الأنظمة الحيوية؛ لأن أجهزة الطوارئ التي تعمل بالبطارية في المركبة استمرت في العمل، مما سمح لهم بمواصلة مهمتهم بأمان.