Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboekenModule4, Hoofdstuk 13, Paragraaf 13.2.4 Blz 411-415

Statische Lading wordt ervaren door een mens als een schok die je kan krijgen van iemand anders of die je zelf overbrengt. Maar wist je dat deze statische lading gevaarlijk kan zijn voor elektrische apparatuur? Kom in onderstaand artikel meer te weten over deze lading!

Statische Lading (Precipitation Static)

Statische lading op de vliegtuigromp ontstaat door contact met bewegende luchtdeeltjes, onder invloed van het Tribo-elektrisch effect. Tijdens de vlucht zal de romp doorlopend statisch geladen worden en als gevolg daarvan ook statisch ontladen. Ook kan statische lading ontstaan als gevolg van contact met neerslag deeltjes zoals regendruppels en ijskristallen. Deze vorm van oplading wordt precipitation static genoemd.

Zonder maatregelen zal deze ontlading plaatsvinden op de scherpe delen aan de achterzijde, vooral bij de vleugel- en staartvlakken. Daar is plaatselijk de doorslagspanning van de lucht, door deze kromming, sterk verlaagd, waardoor ontlading optreedt bij een lagere DC-doorslagspanning dan die bij niet-gekromde oppervlakken. Dit effect staat bekend als spitswerking. Dit gebeurt in de vorm van kortstondige ontladingen (burst), waarbij vonkvorming (sparking) kan optreden.

Hierbij springen de vonken vanaf de scherpe delen naar de atmosfeer. De elektrische veldlijnen liggen dichter bij elkaar, de poten tiaal is plaatselijk verhoogd, (ionisatie) en de DC-doorslagspanning van lucht is daardoor eerder bereikt dan bij niet-gekromde oppervlakken. Bovendien is de lucht achter de vleugel bij hogere snelheden ijler ten opzichte van de omgeving hetgeen doorslag bevordert.

Oplading kan op een aantal manieren plaats vinden (zie afbeelding 13.15):

  • frictie oplading (a):
  • oplading door de motor (engine charging) (b);
  • inductie oplading (c);
  • passeren van een geladen deeltje langs antennes (niet afgebeeld).

Let wel: Een vliegtuig hoeft zelf niet te vliegen. Snel langsstromende lucht is al voldoende om oplading te doen plaatsvinden.

Statische Lading opwekking bij vliegtuigen

Wist je dat…..

statische ontladingen zich ook tussen de vliegtuigdelen kunnen voordoen? Zo kan lading van een kunststof naar een metalen deel ‘overspringen’, of vanaf een ‘geïsoleerd’ metalen deel naar de rest van de rompconstructie.

De intensiteit van de ontlading is gerelateerd aan het proces van het opladen van het vliegtuig. Uit onderzoek is gebleken dat:

  • hoe groter de statische lading in de omgeving is, hoe meer lading per tijds eenheid op het vliegtuig zal worden verzameld;
  • hoe groter het vliegtuig is, hoe groter de maximale hoeveelheid lading die hierop kan worden verzameld. Het frontale oppervlak is mede van belang;
  • hoe sneller wordt gevlogen, hoe sneller het vliegtuig zal worden opgeladen. De lading neemt kwadratisch toe met de snelheid!

We onderscheiden verschillende types ontlading:

  • Corona: De corona-ontlading is een normaal en complex gasontladingsverschijnsel. Het vindt plaats in samenhang met ionisatie van de lucht en is vaak langdurig aanwezig en kransvormig (elmsvuur).
  • Vonk: De vonkontlading vindt plaats door lokale doorslag van de lucht en gaat gepaard met hoge stroompieken en hoge flanksteilheden (daarmee hoge frequenties in de EM-stoorvelden). De individuele ontlading is van korte duur.
  • Streamer: De Streamer ontlading vindt plaatst door de doorslag van de lucht in samenhang met ionisatie van de lucht en is een soort mengvorm van bovenstaande twee ontladingen waarbij een lawine-effect optreedt en zichzelf kan versterken. Ten gevolge van een lokale niet-geleiding treedt een lokale doorslag en ontlading naar een naburig oppervlak op, wat zich in korte tijd herhaalt tot lading over een geleidend oppervlak of deel kan wegvloeien. Tijdens dit proces kunnen grote ontlading stromen en -banen ontstaan (enige meters). Ze lijkt een beetje op een miniatuurbliksem.
Statische lading en interferentie

Statische ontladingen gaan gepaard met elektromagnetische golven, die hinder lijke EMI-verstoringen veroorzaken op de communicatie- en navigatiesystemen. Hierbij kan de radio-ontvangst zodanig ‘knetteren’ dat normale communicatie onmogelijk wordt.

Ook zullen de navigatie-instrumenten onstabiele aanwijzingen geven. Hoewel in de radio ingangsfilters worden toegepast is dit niet vol doende. Hierom worden op de achter randen van vleugels statische ontladers aangebracht. De statische ontladers hebben als functie om de statische lading geleidelijk af te geven, waardoor de ‘EM-bursts’ zullen worden voorkomen.

Statische ontladers bevatten een kunststofstaaf waarop een koolstof houdend materiaal is aangebracht. Door de hoge overgangsweerstand van het materiaal kan de statische lading zich hierdoor geleidelijk en met een lage stroom verplaatsen. De kunststofstaaf wordt ook wel ‘blad’ genoemd en is via een houder aan de vliegtuigromp bevestigd. Aan het uiteinde van het blad bevindt zich een aan tal dunne draden van nichroom.

Deze vormen de spitse geleiders waar de lading gecontroleerd naar de atmosfeer zal afvloeien. In plaats van dunne nichroom borsteldraden worden in statische ontladers ook wel ‘harde’ naaldvormige pennen toegepast. Het zal duidelijk zijn dat regelmatige inspectie op corrosie van de static dischargers en hun bevestiging op de spitse vlakken noodzakelijk is. Corrosie zou immers de overgangsweerstand vergroten en het afvloeien van lading belemmeren.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboekenModule4, Hoofdstuk 13, Paragraaf 13.2.4 Blz 411-415

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.