A aeronave de fibra de carbono / compósito está mais exposta a raios? [duplicado]

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Os jatos modernos são protegidos contra raios pela sua pele metálica. Quando são atingidos por um raio, a eletricidade viaja quase invariavelmente através da pele e sai pelo outro lado sem danificar os internos ou os passageiros.

Embora a fibra de carbono seja eletricamente condutora , não consegui encontrar nenhum recurso com uma comparação direta entre ela e alumínio. Esta postagem no fórum parece sugerir que é menos condutiva, mencionando que

Although partially conductive, carbon fiber materials, and carbon fiber masts, are regarded as non-conductive (nonmetallic) for the purpose of this technical information report. For lightning protection, carbon fiber masts require the addition of an air terminal and primary conductor as described elsewhere in this technical information report.

A fibra de carbono é tão eletricamente condutora quanto o alumínio, e se não, isso representa um problema no caso de um relâmpago?

    
por Timpanus 12.02.2017 / 15:06

2 respostas

De AERO :

da Boeing

Areas that have the greatest likelihood of a direct lightning attachment incorporate some type of lightning protection. Boeing performs testing that ensures the adequacy of lightning protection. Composite parts that are in lightning-strike prone areas must have appropriate lightning protection.

Lightning protection on airplanes may include:

  • Wire bundle shields.
  • Ground straps.
  • Composite structure expanded foils, wire mesh, aluminum flame spray coating, embedded metallic wire, metallic picture frames, diverter strips, metallic foil liners, coated glass fabric, and bonded aluminum foil.

Isso sugere que para áreas compostas que são vulneráveis a raios, medidas extras são tomadas para melhorar a condutividade.

    
12.02.2017 / 15:58

Concordo com a resposta do ymb1, mas acho que o argumento subjacente também seria útil para adicionar. Eu procurei um pouco na proteção contra um raio para um pequeno projeto de projeto de helicóptero que eu trabalhei e estou tirando disso e um artigo útil da Composite World ( link ).

Na medida em que eu entendo, o raio está sempre tentando chegar ao chão (ou seja, ao estado potencial mais baixo possível), e um avião fornece uma possível localização para os líderes (alguma explicação aqui: link - a essência é que você obtém um canal elétrico formando a partir de ambos os terminais quando você tem um raio terra para a nuvem ou vice-versa para formar - e a uma distância muito mais próxima de ambos, aumentando a possibilidade de ocorrer uma greve com a aeronave no meio dela. Isto é especialmente verdadeiro para aviões com metal ou pele condutora, como fibra de carbono.

Com relação à pergunta feita, acho que a capacidade relativa da fibra de carbono para conduzir eletricidade é difícil de responder e talvez seja simplificada demais. Composites são aqueles materiais maravilhosos que podem ser formulados de qualquer maneira que você queira dar qualquer propriedade que você queira. Por exemplo, uma amostra representativa do material de fibra de carbono da cauda do meu modelo se comportará de forma incrivelmente diferente quando comparada a uma amostra do material de fibra de carbono na borda de ataque do ônibus espacial. Cada uma foi tecida de maneira diferente, as fibras estão em orientações diferentes, diferentes aditivos foram lançados, talvez até fibras adicionais ou diferentes tenham sido adicionadas para obter diferentes propriedades estruturais ou elétricas desejadas, resistência à chama ou resistência à corrosão. Portanto, dizer se uma estrutura de fibra de carbono é ou não mais condutora do que o alumínio não é realmente uma questão direta. O importante, porém, é que ele conduz eletricidade e isso pode ser problemático.

Daí a importância das medidas de proteção contra relâmpagos (LSP). Se você não tiver um sistema LSP, sua pele se tornará a rota pela qual a eletricidade pode viajar, causando danos que variam de tinta queimada a material de pele chamuscada a buracos queimados na estrutura da aeronave até membros compostos delaminados. O que o LSP faz é criar um caminho alternativo e de baixa resistência para o raio seguir entre pontos de entrada e saída em um efeito para planejar onde seu dano será e mitigá-lo.

    
12.02.2017 / 16:25