Evaluación de la caracterización de los impactos de rayos en perfiles aerodinámicos en aeronaves en condiciones dinámicas
Autores: Yang, Ning; Shi, Zheng; Wen, Ying; Yuan, Shuangwu; Zhang, Haohui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación de la caracterización de los impactos de rayos en perfiles aerodinámicos en aeronaves en condiciones dinámicas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Rayo
Aeronave
Perfil alar
Condiciones dinámicas
Velocidad del aire
ángulo de ataque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
El rayo es un evento de descarga de alta corriente y de largo alcance en la naturaleza, y su enorme energía de descarga puede causar daños estructurales a los objetos impactados. Estudios relevantes han demostrado que las aeronaves en el aire están expuestas a un mayor riesgo de impactos de rayos que los objetos en tierra. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre impactos de rayos en aeronaves han utilizado modelos estáticos, y aún hay escasez de objetos de investigación bajo movimientos de alta velocidad. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo una investigación sobre las características de los impactos de rayos en aeronaves en condiciones dinámicas para garantizar completamente la seguridad del vuelo. En este estudio, se han simulado las características de los impactos de rayos en perfiles aerodinámicos bajo condiciones dinámicas al estudiar dos variables, la velocidad del aire y el ángulo de ataque, utilizando el Modelo de Progresión del Líder (LPM). Los resultados muestran que los ajustes en el ángulo de ataque causan cambios en el campo de presión atmosférica, y se observa una diferencia de presión máxima de hasta 5.44 x 10 Pa en el ángulo de ataque de 15 grados, lo que resulta en un cambio en la intensidad del campo eléctrico promedio, llevando a una diferencia del 33.63% en la altura de activación del líder ascendente. A una velocidad del aire igual a 120 m/s, la altura de activación en la región de baja presión es solo el 54.7% de la de la región de alta presión (435 m y 795 m, respectivamente). Se encuentra un mayor riesgo de impacto de rayos en áreas de mayor presión de aire y está positivamente correlacionado con el ángulo de ataque y la velocidad del aire.
Descripción
El rayo es un evento de descarga de alta corriente y de largo alcance en la naturaleza, y su enorme energía de descarga puede causar daños estructurales a los objetos impactados. Estudios relevantes han demostrado que las aeronaves en el aire están expuestas a un mayor riesgo de impactos de rayos que los objetos en tierra. Sin embargo, la mayoría de los estudios sobre impactos de rayos en aeronaves han utilizado modelos estáticos, y aún hay escasez de objetos de investigación bajo movimientos de alta velocidad. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo una investigación sobre las características de los impactos de rayos en aeronaves en condiciones dinámicas para garantizar completamente la seguridad del vuelo. En este estudio, se han simulado las características de los impactos de rayos en perfiles aerodinámicos bajo condiciones dinámicas al estudiar dos variables, la velocidad del aire y el ángulo de ataque, utilizando el Modelo de Progresión del Líder (LPM). Los resultados muestran que los ajustes en el ángulo de ataque causan cambios en el campo de presión atmosférica, y se observa una diferencia de presión máxima de hasta 5.44 x 10 Pa en el ángulo de ataque de 15 grados, lo que resulta en un cambio en la intensidad del campo eléctrico promedio, llevando a una diferencia del 33.63% en la altura de activación del líder ascendente. A una velocidad del aire igual a 120 m/s, la altura de activación en la región de baja presión es solo el 54.7% de la de la región de alta presión (435 m y 795 m, respectivamente). Se encuentra un mayor riesgo de impacto de rayos en áreas de mayor presión de aire y está positivamente correlacionado con el ángulo de ataque y la velocidad del aire.