Welche Wirkung hat das Erdmagnetfeld auf Flugzeuge?

Es würde wirklich nichts passieren, was zumindest für Passagierflugzeuge normaler Größe von Privatjets bis Boeing von Bedeutung sein könnte.

Lassen Sie uns zwei Hauptschritte sehen, ich habe Landung und Start als ähnlich und Flug als getrennt betrachtet.

Betrachten wir zuerst den Start / die Landung

Die blauen Linien sollen magnetische Feldlinien der Erde sein, sie sind normalerweise nicht so gerade, aber das wäre eine gute Annäherung.

Nehmen wir an, a$30^o$Winkel zwischen dem Feld und dem Körper der Ebene, dem Magnetfeld der Erde$0.65G$maximal ist das eine bloße$6.5 \times 10^{-5} T$. Während die größte Spannweite eines Flugzeugs bis jetzt ist$97.51m$wir betrachten ist$100m$nur zu unserer Bequemlichkeit.

Selbst wenn also ein Flugzeug ein Quadrat mit einer so großen Seite gewesen wäre, wäre seine Fläche$10^4m^2$, und ein anständiger$30^o$Winkel mit Magnetfeld würde Ihnen eine Schwäche geben$0.56weber$von Flussmittel.

Selbst wenn es in nur einer Sekunde eine so große Flussänderung erreicht, was nicht der Fall ist, hätten wir eine Potenzialdifferenz von etwa$0.5V$über die Flügel, jetzt mit dem Widerstand würde der Strom einfach zu vernachlässigen und schon sind diese Zahlen zu groß, weil wir die Ebene als Quadrat und einen konstanten Winkel betrachteten$30^o$dass der Bereichsvektor mit der Horizontalen war, während es nicht so ist und viel vorbei ist$45^o$

Daraus lässt sich schließen, dass wir uns zumindest bei Start und Landung nicht um induzierte Ströme und Spannungen kümmern müssen

Betrachten wir nun den Flug

Dies ist eine sehr typische Route für einen Flug, aber an diesem Punkt können Sie das Flugzeug immer noch in alle Richtungen drehen und immer noch in die Nähe kommen$90^o$Winkel zwischen Magnetfeld und Flächenvektor an fast allen Orten, an denen Flugzeuge landen und/oder starten können! Dieselben Berechnungen mit nur einem Winkelunterschied, wenn sie in diesem Fall angewendet werden, ergeben noch kleinere und viel weniger wahrnehmbare Ströme.

Jetzt denken Sie vielleicht an die Antarktis, wo die Linien ziemlich senkrecht sind, aber selbst dafür, wenn Sie damit rechnen$90^o$Sie erhalten nur vernachlässigbare Ergebnisse.

Jetzt werde ich ein unmögliches Szenario nehmen, nur um zu zeigen, dass Flussänderungen im wirklichen Leben leicht vernachlässigbar sind. Das Minimum, das ein Fluss sein kann, ist$0weber$und das Maximum, das es selbst für das größte quadratische Flugzeug sein kann, ist$0.65weber$, selbst wenn irgendein Flugzeug diese Menge an Flussänderung in einer Sekunde macht, würde die entwickelte Potentialdifferenz nur sein$0.65V$dies würde vernachlässigbare Ströme ergeben und kann daher insgesamt vernachlässigt werden.

Nun zum Fall von Gewittern, die größten Probleme, die jedes Flugzeug erleiden würde, entstehen bekanntlich durch Luftturbulenzen, während Gewittern würden diese eine Gefahr schaffen, die weitaus größer ist, als Blitze usw. hervorrufen können, werfen wir einen Blick darauf.

Bei einem typischen Gewitter beträgt die Potentialdifferenz zwischen Wolken und Erde mehr als$1\times 10^8$, wäre der Gesamtwiderstand des Flugzeugs im Vergleich zu dem der Luft vernachlässigbar, der Hauptstrom, der zwischen der Wolke und der Erde fließt, um einen Kanal für die Entladung zu schaffen, liegt in der Größenordnung von$100A$, berechnen wir nun die Energiedichte, die durch die Joulesche Erwärmung in der Ebene entsteht,

Die erzeugte Energie wäre für die quadratische Blattebene$U = I^2 \frac{\rho l}{A}$und Energie pro Flächeneinheit wäre

Für unsere quadratische Ebene, bei der die Seiten gleich sind, würde dies dazu führen

Für ein kleines Flugzeug, wie die Drohnen, die wir heutzutage haben, oder sogar für alles mit einer Spannweite von weniger als$10m$die Energiedichte nimmt schnell zu, aber ich glaube nicht, dass diese Flugzeuge unter solch rauen Wetterbedingungen einsatzfähig sind!

PS: Bei der Gewitteranalyse bin ich mir nicht 100% sicher, aber bei der Analyse für magnetischen Fluss bin ich mir sicher

Nachtrag: Die "Entladungsdochte", die Sie in Ihrem Bild zeigen, sind zu 100% für die statische Entladung aus einem so einfachen Grund wie ihr anderer Name "Statikentlader" ist. Ich werde die Länge der Antwort, in der ihre Funktionsweise usw. erklärt wird, nicht verlängern, aber Sie können sie hier einfach nachlesen oder einfach eine Google-Suche nach "Entladungsdocht" durchführen.