Двумерная электротепловая задача для металлической обшивки летательного аппарата при воздействии на нее молнии

Abstract

В приближении двумерного температурного поля приведены результаты уточненного аналитического расчета превышения температуры в зоне привязки сильноточного искрового канала молнии на плоской поверхности металлической обшивки летательного аппарата (ЛА). Показано, что за счет электротеплового действия импульсная составляющая полного тока молнии временной формы 2/50 мкс с амплитудой 200 кА и длительностью в 500 мкс вызывает лишь приповерхностное локальное разрушение алюминиевой стенки обшивки ЛА, а его постоянная составляющая амплитудой 200 А и длительностью в 1 с может обеспечивать ее проплавление на значительную глубину.

У наближенні двомірного температурного поля приведені результати уточненого аналітичного розрахунку перевищення температури у зоні прив’язки сильнострумного іскрового каналу блискавки на плоскій поверхні металевої обшивці літального апарату (ЛА). Показано, що за рахунок електротеплової дії імпульсна складова повного струму блискавки часової форми 2/50 мкс з амплітудою 200 кА та тривалістю у 500 мкс викликає лише приповерхнє локальне руйнування алюмінієвої стінки обшивки ЛА, а його постійна складова амплітудою 200 А та тривалістю у 1с може забезпечувати її проплавлення на значну глибину.

In terms of a 2D temperature field approximation, results of improved analytical calculation of temperature overshoot in the high-current spark channel lock-in zone of a lightning on a flat surface of aircraft metallic skin are presented. It is shown that, due to electrothermal action, the 2/50μs-form pulse component of the lightning full current of 200 kА amplitude and 500 мкс duration only causes local near-surface destruction of the aluminum wall of the skin, while the constant component of the lightning full current of 200 А amplitude and 1 s duration may result in the skin fusion to significant depth.