*** Faraday-Kaefig und Blitzschlag in Flugzeug ***

03/06/2009 - 00:08 von Thomas Schaerer | Report spam
Hi d.s.e.-folks!

Ich sehe fast jeden Abend die Sendung NANO vom 3SAT und heute wurde etwas
aktuell zum Thema Flugzeugabsturz ueber dem Atlantik wegen vermutlichem
Blitzeinschlag gesendet.

Es ist bekannt, dass stets behauptet wird, dass das Flugzeug gegen
Blitzeinschlaege sicher ist, weil das Metallgehaeuse, wirkend als
Faraday-Kaefig, dazu fuehrt, dass die Stroeme zwischen Bltzeinschlag und
Blitzaustritt durch das Metallgehaeuse fliesst.

Dass dadurch die Fluggaeste und das Personal vor Stromschlag geschuetzt
sind, ist klar. Aber die Sicherheit dieser Menschen ist auch sehr stark
davon abhaengig, ob ein massiver Blitzschlag indirekt (induktiv) die
Bordelektronik beschaedigen kann oder nicht.

Genau hier setzen meine Bedenken ein. Ein starker Blitz kann einen
kurzzeitigen Strom bis zu 10 kA verursachen, wie ich schon gelesen habe.
Natuerlich verteilt sich dieser Strom ueber das gesamte Gehaeuse. Aber was
passiert eigentlich, wenn noch ein ziemlich starker Strominpuls in der Naehe
von empfindlicher Elektronik durch das Gehaeuse fliesst? Ist es nicht
vorstellbar, dass solche Stromimpulse, die naemlich auch sehr hohe
Flankensteilheiten haben, in den Leitungen und Leiterbahnen der Elektronik
so hohe Spannungs- und/oder Stromimpulse induzieren, die fuer die
involvierten Halbleiter toedlich sein koennen. Vielleicht sogar in der
Weise, dass ein Flugzeug nicht mehr kontrollierbar ist und abstuerzt?

Etwas ueberspitzt, aber trotzden nicht ganz unnuetz, fuer den Einstieg zu
diesem Thema: Mir kommen dabei die NEMP-Probleme in den Sinn, die etwa, ich
schaetze vor 10 bis 20 Jahren, sehr heiss diskutiert worden sind. Liegt der
Fall nicht ganz aehnlich, auch wenn die Ursache eine ganz andere ist?

Ich eroeffne mit dieser Einfuehrung eine hoffentlich interessante
Diskussion.

Gruss
Thomas
Meine Elektronik-Minikurse in:
http://www.elektronik-kompendium.de.../schaerer/
(Aendere "akz" durch "isi" in der Mailadresse fuer Reply!)
*** 'de.sci.electronics' wurde am 07.02.2009 15 Jahre alt! ***
 

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#1 Joerg
03/06/2009 - 00:37 | Warnen spam
Thomas Schaerer wrote:
Hi d.s.e.-folks!

Ich sehe fast jeden Abend die Sendung NANO vom 3SAT und heute wurde etwas
aktuell zum Thema Flugzeugabsturz ueber dem Atlantik wegen vermutlichem
Blitzeinschlag gesendet.




Bisher sind das alles Vermutungen. Wie Oliver schrieb, auch Hagel ist in
einem Gewittergebiet ein Problem. Ganz besonders bei der Geschwindigkeit
solcher Flugzeuge.


Es ist bekannt, dass stets behauptet wird, dass das Flugzeug gegen
Blitzeinschlaege sicher ist, weil das Metallgehaeuse, wirkend als
Faraday-Kaefig, dazu fuehrt, dass die Stroeme zwischen Bltzeinschlag und
Blitzaustritt durch das Metallgehaeuse fliesst.




Behauptet schon, die Realitaet sieht dann so aus:

http://www.deas.albany.edu/deas/bvo...wingt.html

Sieht auf Anhieb nicht gar so schlimm aus, ging aber offenbar durch,
entzuendete Kerosingase und es kam zum Absturz. Ausserdem gibt es an
Flugzeugen viele nicht geschirmte Bereiche. Scheiben, Transponder,
Antennen, Sensoren, Enteisungsanlagen, etc.


Dass dadurch die Fluggaeste und das Personal vor Stromschlag geschuetzt
sind, ist klar. Aber die Sicherheit dieser Menschen ist auch sehr stark
davon abhaengig, ob ein massiver Blitzschlag indirekt (induktiv) die
Bordelektronik beschaedigen kann oder nicht.




Oder eben davon, ob er etwas entzuendet.


Genau hier setzen meine Bedenken ein. Ein starker Blitz kann einen
kurzzeitigen Strom bis zu 10 kA verursachen, wie ich schon gelesen habe.
Natuerlich verteilt sich dieser Strom ueber das gesamte Gehaeuse. Aber was
passiert eigentlich, wenn noch ein ziemlich starker Strominpuls in der Naehe
von empfindlicher Elektronik durch das Gehaeuse fliesst? Ist es nicht
vorstellbar, dass solche Stromimpulse, die naemlich auch sehr hohe
Flankensteilheiten haben, in den Leitungen und Leiterbahnen der Elektronik
so hohe Spannungs- und/oder Stromimpulse induzieren, die fuer die
involvierten Halbleiter toedlich sein koennen. Vielleicht sogar in der
Weise, dass ein Flugzeug nicht mehr kontrollierbar ist und abstuerzt?




Flugzeugelektronik wird nach strengeren Gesichtspunkten entwickelt als
"normale" Elektronik. Hatte inzwischen mehrmals das Vergnuegen. Da gibt
es Dinge wie "Crash Worthiness", wie sich Bauteile nach einen "Event" zu
verhalten haben, und eine ganze Palette weiterer Vorschriften. Die
Entwicklung geschieht nicht wie ueblich nach IEC/UL/CSA und aehnlichen
Vorschriften, sondern nach denen von Organisationen wie RTCA.

Kritische System sind redundant und autark gebaut, mehrfach vorhanden.
Aber es kann auch Sachen erwischen, die mit der Elektronik nichts zu tun
haben. Weggedampfte Hydraulikleitungen, Seile, Gelenke, und so weiter.
Z.B. nutzt es nicht viel, wenn die Steuerung fuer ein Hoehenleitwerk
noch einigermassen tut, aber das Leitwerk nicht mehr bewegbar ist.


Etwas ueberspitzt, aber trotzden nicht ganz unnuetz, fuer den Einstieg zu
diesem Thema: Mir kommen dabei die NEMP-Probleme in den Sinn, die etwa, ich
schaetze vor 10 bis 20 Jahren, sehr heiss diskutiert worden sind. Liegt der
Fall nicht ganz aehnlich, auch wenn die Ursache eine ganz andere ist?




Das Spektrum von Blitzen liegt wesentlich niedriger als bei (heutigen)
EMP Andforderungen.


Ich eroeffne mit dieser Einfuehrung eine hoffentlich interessante
Diskussion.




Hoffentlich fuehrt das jetzt nicht zu uebermaessiger Flugangst ...

Gruesse, Joerg

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