Vue latérale de l'avion modèle de 1 mètre d'envergure utilisé dans les expériences avec des éclairs positifs et négatifs. Crédit :Carmen Guerra-Garcia
Il existe peut-être un moyen de rendre les avions moins sujets aux éclairs, selon de nouvelles recherches explorant le rôle de l'avion dans les événements électriques. L'astuce, étonnamment, pourrait être de donner un peu de charge électrique aux avions lorsqu'ils sont en l'air, disent les scientifiques rapportant leurs travaux expérimentaux dans l'AGU Journal of Geophysical Research :Atmosphères .
L'avion commercial moyen est frappé une ou deux fois par an par la foudre. Chaque fois qu'un avion est heurté, il est mis hors service pour inspection et réparation. Cela entraîne des retards et des annulations de vols. Trouver un moyen de réduire les coups de foudre pourrait économiser du temps et de l'argent.
À cette fin, une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l'Université technique de Catalogne (UPC) a construit un appareil autour d'un modèle réduit d'avion pour apprendre comment les avions interagissent électriquement avec le ciel chargé qui les entoure. Cela comprend l'examen de la façon contre-intuitive dont les éclairs commencent aux bords de l'avion et se déplacent dans le ciel.
"Les avions ne volent pas dans la foudre. Ils déclenchent en fait la foudre, " dit Carmen Guerra-Garcia, un professeur assistant au MIT impliqué dans l'étude. Les avions créent ce qu'on appelle des leaders positifs et négatifs, qui sont les canaux ionisés rapides qui se transforment en éclairs. "La foudre ne serait pas arrivée si l'avion n'avait pas été là, " elle a dit.
Dans l'appareil, les chercheurs ont simulé un champ électrique entre les nuages et le sol puis ont modifié la charge du modèle réduit d'avion. Pour cela, ils ont utilisé un générateur d'électricité statique, comme ceux qui font se dresser les cheveux dans un musée des sciences, attaché au modèle réduit d'avion. Cela leur a permis de voir comment la charge de l'avion modifiait les seuils pour déclencher la foudre.
Les avions commerciaux réels sont conçus pour évacuer constamment toute charge statique qui s'accumule pendant qu'ils sont dans les airs, dit Colin Pavan, un étudiant diplômé du MIT et auteur principal de la nouvelle étude. C'est parce que l'électricité statique peut interférer et endommager l'électronique. Par conséquent, les avions commerciaux sont presque neutres électriquement lorsqu'ils volent dans les airs.
Un schéma de l'appareil utilisé pour tester la charge des avions et les coups de foudre. Notez le générateur Van de Graaf (VDG) utilisé pour charger l'avion modèle. Crédit :Pavan, et al., 2020, Ambiances JGR
Le neutre semble être un bon moyen de voler, à proximité de masses d'air chargées dans les nuages d'orage. Cependant, ce n'est pas ce que l'équipe MIT/UPC a trouvé. Au lieu, ils ont découvert que leur modèle réduit d'avion était plus sujet aux éclairs lorsqu'il était neutre.
"En termes d'évitement de la foudre, ces expériences suggèrent que vous pouvez voler en toute sécurité à travers des champs ambiants qui sont 30% plus élevés si l'avion a une certaine charge, " a déclaré Guerra Garcia.
On ne sait pas encore exactement comment cela pourrait se traduire dans les opérations et la conception des avions. Pour l'instant, l'équipe du MIT espère explorer les détails de la création et de la propagation des éclaireurs à partir des avions et dans le ciel.
« Nous étudions également les méthodes de recharge des avions, " dit Guerra-Garcia. " Pouvez-vous le faire et le contrôler ? "
Elle souligne que, comme beaucoup de questions concernant la foudre, il y a encore beaucoup à apprendre, parce que la foudre est notoirement difficile à étudier.
"C'est surprenant", a déclaré Guerra-Garcia. "C'est un très vieux problème mais il y a beaucoup d'inconnues."
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
