Proč letadla přežijí úder blesku a nespadnou / Auto a doprava / iXBT Live

Jak již víme z předchozího článku, blesk při bouřce je poměrně složitý a nebezpečný atmosférický jev. Z elektrického hlediska představuje výboj neuvěřitelné síly, schopný zničit vše živé ve velkém okruhu. Napětí může v některých okamžicích snadno dosáhnout 1 milionu voltů, což způsobí ionizaci vzduchu v prostoru mezi bouřkovým mrakem a povrchem země. V podstatě se promění v plazmu a vytvoří výboj, jehož proudová síla se odhaduje na 300 tisíc ampér. Uvnitř blesku dosahuje teplota plazmatu 10 000 °C, což vyvolává záblesk světla a rázovou vlnu, jejíž zvuk slyšíme jako hrom.

Velká část nebezpečí blesku spočívá v tom, že může udeřit náhle a docela blízko, i když se ještě před pár sekundami zdálo, že bouřková fronta je daleko. K překonání dlouhých vzdáleností nepotřebuje výboj dráty ani kabely – šíří se vzduchem a větví se v různých směrech. Jedna z těchto sekundárních větví se může dostat do obydlené oblasti poměrně daleko od epicentra bouřky.

Člověk odedávna experimentálně odvozoval určitý vztah mezi slyšitelným zvukem hromu a jiskrou letící po obloze. Dnes věda zná zcela prokazatelné vzorce pro výpočet bouřkových jevů. Je však nepravděpodobné, že budou užitečné pro cestující, kteří jsou chyceni v bouřce venku – na poli nebo v lese. Proto má smysl se před túrou teoreticky připravit naučením principu odhadu vzdálenosti. Stačí hodinky se vteřinovou ručičkou a trocha pozornosti. Je známo, že rychlost světla ve vzduchu je asi 299,7 tisíc km/s a rychlost zvuku je 340 m/s. Zbývá pouze detekovat čas mezi viditelným zábleskem a rachotem hromu. Pokud je mezi nimi přesně 10 sekund, je epicentrum přibližně 3,5 km. Pokud zaznamenáte intervaly mezi několika blesky a údery hromu za sebou, můžete určit rychlost pohybu fronty bouřky. Tak se ukáže, zda se od vás vzdaluje, nebo naopak přibližuje.

Nebezpečí blesku

Naštěstí lidé nemusí být přesvědčeni, že blesk může být pro člověka nebezpečný. Od pradávna nás děsí hlasité dunění hromu, jako by nás varovalo, že je lepší nestát v cestě bouřce. V těch dnech nikdo nemohl znát skutečnou velikost hrozby – proud nebo napětí, ale rychle se objevila touha skrýt se před záblesky. Dnes je s jistotou známo, že i proud 60 mA může být smrtelný, pokud výboj zasáhne srdce nebo mozek. Úder blesku do kteréhokoli místa lidského těla je velmi nebezpečný – hrozí popálení, atrofie, dočasné nebo trvalé ochrnutí končetin, problémy s řečí a myšlením. Nebezpečný je však nejen přímý zásah – o nic lepší není zásah do země, stromu nebo jiného objektu v blízkosti. Proudy, které budou probíhat po zemi, vytvoří v určitém poloměru znatelný pokles napětí. Dokonce i ve vzdálenosti menší než metr od sebe ve dvou bodech může vzniknout potenciálový rozdíl několika stovek nebo dokonce tisíců voltů.

Za nepříznivých okolností, kdy se člověk postaví bokem k místu nárazu, se mu mezi nohama vytvoří tzv. krokové napětí. Velikost jeho nebezpečnosti bude určovat nejen vzdálenost mezi chodidly, ale také materiál, ze kterého je podrážka boty vyrobena. Nejčastěji v takových případech s mírným úlekem vyjedou jen rybáři, houbaři a myslivci. Na nohou nosí gumové holínky, které se stávají výbornými izolanty. Ti, kteří se rozhodnou běhat naboso po mokré trávě, většinou skončí velmi smutně. V jejich případě může být i 20 V fatálních.

Když blesk udeří do země relativně blízko stojících lidí, každý z nich s největší pravděpodobností ucítí indukovaný náboj rychle procházející tělem. V mnoha případech je to docela bezpečné a do značné míry odráží reakci nervového systému na elektrické pole v blízkosti, ale někdy to může být také nebezpečné. Nepříjemné (a dokonce fantomové) vjemy pak mohou člověka trápit mnohem déle, než je skutečná doba působení elektrického náboje na jeho tělo.

<strong>Míč blesk</strong>

Samostatně je třeba říci o kulovém blesku. Na rozdíl od toho lineárního, který je nám všem nejznámější, má ten kulový trochu jinou povahu. Tyto jevy jsou výsledkem stejné bouřky a jsou to koule plazmatu plovoucí ve vzduchu. Z dálky připomínají malou matnou kulovou lampu o velikosti obvykle do 20 cm. Největší známé velikosti jsou asi jeden a půl metru. Dotyk takového míče je plný jeho výbuchu a následného elektrického šoku, stejně jako záblesku, který hrozí poškozením zrakových orgánů.

Kulový blesk je sám o sobě poměrně vzácným jevem, takže se rozhodně nemusíte bát, že byste s ním narazili při bouřce někde ve městě. Ani ve velkých otevřených prostranstvích se netvoří příliš často. Pokud se s ním přece jen setkáte, neměli byste se snažit prudce utéct: kulový blesk je velmi lehký a proud vycházejícího vzduchu ho jednoduše vezme s sebou. V důsledku toho se ukáže, že samotná osoba doslova vyprovokuje „honu“. Správné by bylo pomalu se vzdalovat od míče, aniž byste ztratili z dohledu blesk. Pokud fouká vítr, měli byste rychle pochopit pohyb vzduchových mas a postavit se tak, aby od vás plazmovou kouli jednoduše odfoukli. V případech, kdy kulové blesky zachytí lidi v místnosti, neměli byste stát v průvanu – vzdálit se od dveří a oken. Pokud blesk visí na jednom místě po dlouhou dobu, může mít smysl otevřít okno nebo ventilaci v odlehlé části domova, aby se vytvořil příliv vzduchových mas. Zároveň se musíte ujistit, že možná trajektorie pohybu není zahlcena předměty interiéru.

Neměli byste se snažit zastavit nebo se dotknout kulového blesku. Kromě nebezpečí výbuchu je samotná plazmová koule velmi horká a tepelné vlny z ní mohou při kritickém přiblížení způsobit popáleniny. Také není potřeba snažit se odstrčit míč od sebe pomocí tyčí a improvizovaných prostředků. Pokud si nevíte rady, zkuste se jen vzdálit od blesku a schovat se za něco, dokud to nebude v bezpečné vzdálenosti. V některých případech může kulový blesk vybuchnout bez zjevného důvodu, ale s největší pravděpodobností se za letu jednoduše pomalu vybije, „vyfoukne“ a vyschne a vydá tiché pofukování.

Správné chování během bouřky

Především byste se měli mít na pozoru před lineárními blesky, protože jsou nepostradatelným atributem bouřky a odrůda koulí je pouze vzácným přírodním jevem. Základní ochranu v obydlených oblastech zajistí hromosvody a v oblastech s nízkopodlažními budovami nebo v lese, kde je mnoho stromů, by dopad měly odnést nejvýše položené objekty. Pro ty, kteří jsou chyceni bouřkou uprostřed pole, je nejlepší posadit se a sepnout si kolena rukama, aby se nestaly „nejvyššími předměty“. Pro jednodušší situace existují celkem standardní doporučení.

• Pokud jste venku a vidíte, že se schyluje k bouřce, vyhněte se otevřeným prostorům. Přesuňte se do lesa alespoň 20-50 metrů od okraje.
• Až budete na poli, vyhledejte prohlubeň (příkop, brázdu) a tam si sedněte.
• Vyhýbejte se jakýmkoli kopcům – z jakýchkoliv kopců vždy sjeďte do nížiny.
• Pamatujte, že kamenné a písčité půdy mají mnohem nižší elektrickou vodivost, takže jsou méně atraktivní pro blesk než oxid hlinitý.
• Neschovávejte se pod jediným stromem v okolí – přitáhne blesky.
• V lese vybírejte jako úkryt také nízké stromy s hustou korunou.
• Ať už zůstanete pod jakýmkoli baldachýnem, vždy se snažte minimalizovat svůj kontakt s ním. Neopírejte se o stromy nebo sloupy.
• Měli byste přecházet pouze za dunění hromu, mezi záblesky blesků. Ale je lepší to nedělat vůbec, pokud to není nezbytně nutné.
• Vyhněte se místním vodním plochám. Pokud jste blízko břehu velké řeky, ujistěte se, že vás s nádrží nespojuje žádný úzký potok.
• Během bouřky je zakázáno rybařit nebo plavat.
• Pokud jste ve člunu a nemůžete se rychle dostat na břeh, měli byste si v něm uvolnit místo a lehnout si co nejníže.
• V potenciálně nebezpečné oblasti (na pláni nebo na břehu) neotevírejte deštník nad hlavou. Pokud je to možné, vyjměte z kapes všechny kovové předměty a uložte je odděleně.
• Pokud máte auto, může vás ochránit před bleskem tím, že pohltí úder. Stačí zavřít všechna okna, vypnout rádio a všechny typy navigátorů. Když sedíte v autě, nemůžete telefonovat.
• Pokud jste jeli na motocyklu nebo kole před bouřkou, měli byste zastavit, když začne blesk, umístit vozidlo do jakékoli prohlubně v zemi a schovat se ve vzdálenosti – v okruhu asi 25-30 metrů.
• Lidé v domě by měli zavřít všechny dveře a okna. V soukromém domě s kamny je také vhodné zakrýt komín.
• Antény umístěné na střeše a připojené k televizorům je nejlépe odpojit od přijímacích zařízení.
• Během bouřky byste se neměli držet topných potrubí nebo opravovat vodovodní a plynové potrubí.
• Během bouřky je lepší nezapalovat kamna nebo krb – kouř má vysokou tepelnou vodivost a „přitahuje“ blesky.
• Pokud se fronta bouřky pohybuje přímo k vašemu domovu a aktivně z ní útočí blesky, zkuste alespoň na krátkou dobu odpojit všechna zařízení. To je zvláště důležité v případech, kdy je budova umístěna na okraji, daleko od všech ostatních podobných struktur.
• V ulicích města se obvykle není čeho bát, ale na předměstí může být jedinou vysokou budovou zastávka MHD svařená z kovových trubek. Nejlepší je vylézt zpod jeho baldachýnu a schovat se někam pryč.

Účinná ochrana před bleskem a jeho následky

Na současné úrovni lidského rozvoje není high-tech ochrana většinou prostě potřeba. Pokud jsou na výškových budovách ve velkých městech hromosvody a v soukromých domácnostech je dobré uzemnění, blesk lidi téměř neohrožuje. Velmi nepříjemný může být přitom fakt, že mohou v domě zničit drahé elektrospotřebiče. Odborníci tvrdí, že dnes je otázka doslovné ochrany před bleskem irelevantní – důležitější je poskytnout obyvatelstvu více informací o povaze tohoto jevu, naučit lidi, aby se nebáli zvuku hromu, ale následků samotného výboje .

Primární bariérou proti účinkům blesku je SPD – přepěťová ochrana. Je navržen tak, aby zabránil napěťovým rázům v síti, vyvolaným bouřkou, poškozovat elektricky závislý majetek. Taková ochranná automatika nemá téměř nic společného s jističi, ale do určité míry tíhne k technice uzemnění a stabilizaci proudových parametrů v sítích. Musíte však pochopit, že SPD není prostředkem ochrany před úderem blesku – chrání pouze zařízení, ale ne veškerý majetek v domě. V podstatě tento modul jednoduše pomáhá kompenzovat efekty generované elektrickým polem z blízkého úderu blesku.

Ani v případech, kdy je budova vybavena podle všech pravidel, vybavena nejnovějším a nejspolehlivějším systémem hromosvodu, to nezaručuje bezpečnost elektronických zařízení. Proto by bylo nejsprávnější provozovat hromosvod a SPD ve dvojicích: první odvede přebytečný potenciál do země a druhý nedovolí, aby proudy procházely dráty po dlouhou dobu. Poslední hledisko je důležité zejména v případech, kdy blesk zasáhne napájecí systém – sloupy elektrického vedení nebo samotné dráty. Komunikace okamžitě šíří nebezpečný potenciál všemi směry a bez modulu, který bude schopen přerušit obvod ve správnou chvíli, se může nejen porouchat celé zařízení, ale může se také vznítit a přeměnit se v požár.

Pamatujte, že blesk je součástí živlů. Nikdo si nikdy nemůže být stoprocentně jistý, kde přesně výboj v konkrétní situaci udeří, ale je docela možné výrazně zvýšit své šance na záchranu. Je důležité mít na paměti výše uvedená pravidla a v žádném případě neztrácet klid, jakmile uslyšíte dunění hromu.

Elektřina, bouřka a blesk: co říká věda?

Každý, kdo někdy viděl blesky trhat oblohu, chápe, co se stane se stromem, když udeří: buď shoří, nebo se rozpadne na třísky. A jakmile do něčeho udeří blesk, ten okamžik nenechá nikoho lhostejným. Ale co když se ukáže, že to „něco“ je letadlo? Ve výšce tisíců metrů, kde se křídla sotva dotýkají mraků, se letadlo jeví jako ideální cíl pro elektrický výboj. Milion voltů versus kovový obr, boj nezní ve prospěch toho druhého.

Setkání ve výšce

Pokud se podíváte na statistiky blesků, můžete mít obavy. Proud ve výboji blesku může dosáhnout 500 tisíc ampér a napětí může stoupnout na miliardu voltů. Zdálo by se, že letadlo, ten obr z kovu, by měl být ideálním cílem pro takový výboj, zvláště když je vysoko na obloze, mnohem zranitelnější než jakýkoli strom na zemi. Jen si pomyslete, zdá se, že každý let se může změnit v katastrofu, ale není tomu tak.

Ve skutečnosti však katastrofický scénář není tak pravděpodobný, jak by se mohlo zdát. Mnoho lidí si myslí, že šance, že do letadla udeří blesk, je stejně malá jako výhra v loterii. Každý zkušený pilot však potvrdí, že blesk udeří do letadla v průměru alespoň jednou za rok. Ale i s touto frekvencí letadla dál bezpečně létají. Jak je to možné?

Revoluce v letecké bezpečnosti

Pojďme se ohlédnout do historie, abychom viděli moderní pokroky v bezpečnosti letectví. Před více než půl stoletím, v prosinci 1963, došlo k poslední známé havárii letadla způsobené úderem blesku. Boeing 707 patřící společnosti Pan Am explodoval ve vzduchu. Příčinou neštěstí byl blesk, který způsobil výbuch výparů paliva. Nehoda vedla k zásadním změnám v přístupu k bezpečnosti letadel a stala se milníkem v historii letectví.

Doposud nebyla problematice ochrany před bleskem v konstrukci letadel věnována patřičná pozornost. Po tragédii Boeingu 707 však výrobci letadel zcela přehodnotili svůj přístup k odolnosti proti blesku. Ve fázi návrhu všech následujících letadel se stalo povinným testovat palivový systém na odolnost vůči výbojům blesku.

Díky těmto opatřením jsou moderní palivové nádrže konstruovány tak, aby vydržely i přímý úder blesku a vylučovaly jakoukoli možnost detonace palivových par. Letecký průmysl se tedy nejen poučil z minulosti, ale také učinil létání výrazně bezpečnějším.

Jak se letadla vypořádávají s bleskem

Přestože je blesk neuvěřitelně silný, představuje pro cestující na palubě letadla minimální nebezpečí. Podívejme se, proč je smrtelný výsledek úderu blesku do letadla téměř nemožný, navzdory jeho potenciálně smrtící síle. Letadlo, stejně jako auto, je ve fyzickém smyslu Faradayova klec. Tento princip, objevený v 19. století Michaelem Faradayem, umožňuje, aby elektrický náboj prošel po vnější straně kovové klece, aniž by pronikl dovnitř.

Když tedy do letadla udeří blesk, jeho elektrický výboj putuje po vnější straně trupu a zpět do atmosféry, přičemž vše uvnitř letadla zůstane nepoškozeno – včetně elektroniky a cestujících.

Navzdory vysoké úrovni ochrany, kterou poskytuje moderní technologie, piloti stále dodržují přísné pokyny, aby se vyhnuli průletu aktivními zónami bouřek. Není to ani tak kvůli obavám z blesků, jako spíše kvůli možnosti setkání s vysokou turbulencí, která bouřky často doprovází. Turbulence mohou představovat vážnou hrozbu pro stabilitu letu a pohodlí cestujících, ovlivňující manévrovatelnost letadla a schopnost pilota jej ovládat za nepříznivých povětrnostních podmínek.

Přestože je tedy letadlo schopno odolat úderu blesku bez poškození jeho systémů nebo bezpečnosti cestujících, vždy se dává přednost vyhýbání se potenciálně nebezpečným bouřkovým oblastem, čímž je zajištěna maximální bezpečnost a pohodlí při letu.