Эффект Коппа – Этчеллса - Kopp–Etchells effect

Эффект Коппа – Этчелла, вызванный CH-47 Чинук вертолет в Афганистане

В Эффект Коппа – Этчеллса сверкающее кольцо или диск, который иногда производится винтокрылый самолет при работе в условиях пустыни, особенно у земли в ночное время. Название придумал фотограф Майкл Йон почтить память двух солдат, погибших в бою; Бенджамин Копп, рейнджер армии США, и Джозеф Этчеллс, британский солдат. Оба погибли в бою в Сангине, Афганистан, в июле 2009 года.[1]

Другие названия, которые использовались для описания этого явления, включают сцинтилляцию,[2] эффект ореола,[3] Волшебная пыль,[4] и эффект короны.[5]

Объяснение

Эффект Коппа-Этчелла создается металлическими искрами, похожими на искры, возникающие при шлифовании металла.

Винты вертолетов снабжены противоизносными щитками вдоль их передних кромок для защиты лезвий. Эти полоски для истирания часто изготавливаются из титан, нержавеющая сталь или никель сплавы, которые очень твердые, но не такие твердые, как песок. Когда вертолет летит низко над землей в пустыне, песок может ударить по металлической полосе истирания и вызвать эрозию, которая создает видимую корону или ореол вокруг лопастей несущего винта. Эффект вызван пирофорный окисление уносимых металлических частиц.[6][7] Таким образом, эффект Коппа – Этчелла похож на искры, создаваемые шлифовальный станок, которые также связаны с пирофорностью.[8]

Полоски истирания из титана дают самые яркие искры,[2][9] и интенсивность увеличивается с размером и концентрацией песчинок в воздухе.[10]

Вероятность попадания частиц песка в ротор выше, когда винтокрылый аппарат находится у земли. Это происходит из-за того, что песок выдувается в воздух промывка а затем переносится к верху диска ротора вихрем воздуха. Этот процесс называется рециркуляцией и может привести к полному затухание в тяжелых ситуациях.[5] Однако эффект Коппа-Этчелла не обязательно связан с операциями взлета и посадки. Наблюдалось без очки ночного видения на высотах до 1700 футов.[10]

Другие теории

Подсветка на концах ротора визуально похожа, но отличается.

Эффект часто и ошибочно считают электрическим явлением либо в результате статичное электричество как в Огонь Святого Эльма, или из-за взаимодействия песка с ротором (трибоэлектрический эффект ) или пьезоэлектрический свойство кварцевого песка.[11]

Было рассмотрено механическое воздействие, при котором удар с частицами песка может вызвать фотолюминесценция.[12] Кроме того, механизмы, относящиеся к триболюминесценция, хемилюминесценция, и электролюминесценция были предложены.[3]

Еще одна неверная теория заключается в том, что экстремальная скорость лопастей вертолета отталкивает частицы песка с пути так быстро, что они сгорают, как метеоры в атмосфере за счет адиабатического нагрева.[1]

Наземная команда ошибочно приняли это явление за пожар или другие неисправности.[10]

Последствия

Эффект Коппа-Этчелла создает ореол вокруг роторов МВ-22 Оспри в этом фотография с длинной выдержкой.

Эрозия, связанная с эффектом Коппа-Этчелла, представляет собой дорогостоящее техническое обслуживание и проблемы с логистикой и является примером FOD.[10]

Попадание песка в движущиеся лопасти ротора представляет угрозу безопасности из-за хорошо видимого кольца, которое он создает, что ставит военные операции в тактическое невыгодное положение, когда они пытаются оставаться скрытыми в темноте.[10]

Свет от эффекта Коппа-Этчелла может мешать пилоту видеть, особенно при использовании оборудования ночного видения. Это может вызвать трудности с безопасной посадкой и привести к пространственная дезориентация.[4] При многократном воздействии эффект Коппа – Этчелла может повредить оборудование ночного видения.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Хилл, Кайл (24.07.2013). «Тайна в движении, красота в битве». Наутилус. Получено 2020-04-13.
  2. ^ а б Collins, P .; Мур, К. (сентябрь 2014 г.). «Решения для борьбы с эрозией лопастей вертолетов - Повышение эксплуатационной готовности самолетов и снижение затрат». HDL:20.500.11881/3401. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  3. ^ а б «Конкурс предложений по сцинтилляции лопастей ротора | ИОМ3». www.iom3.org. Получено 14 апреля 2020.
  4. ^ а б Колби, Стив (1 июля 2005 г.). «Военный спин: помощь при сбоях, часть 2». Rotor & Wing International. Access Intelligence, LLC. Архивировано из оригинал 8 мая 2018 г.. Получено 14 апреля 2020.
  5. ^ а б "Объяснение явления статического электричества вертолета [эффект короны]". РЕАЛЬНОСТЬ. 29 марта 2011 г.. Получено 14 апреля 2020.
  6. ^ Уоррен (Энди) Томас; Шек К. Хонг; Чин-Джай (Майк) Ю; Эдвин Л. Розенцвейг (27 мая 2009 г.). «Улучшенная защита лопастей ротора от эрозии: доклад, представленный на 65-м ежегодном форуме Американского вертолетного общества, Грейпвайн, Техас, 27–29 мая 2009 г.» (PDF). Американское вертолетное общество. Архивировано из оригинал (PDF) на 2010-06-20. Получено 2009-09-02. Второстепенная проблема с эрозией металлических полос абразивного истирания относится к видимой сигнатуре, которая возникает ... вызывая эффект короны в песчаных средах.
  7. ^ "Объявление Управления военно-морских исследований (BAA): Усовершенствованная защита лопастей винта вертолета от эрозии" (PDF). Департамент военно-морского флота США, Управление военно-морских исследований: 3. BAA 08-011. Архивировано из оригинал (PDF) на 2009-07-11. Получено 2009-09-02. Не менее важная проблема, связанная с защитой Ti, заключается в том, что в ночное время вокруг лопастей ротора образуется видимая корона или гало из-за попадания песка на переднюю кромку Ti, вызывающего искрение и окисление Ti. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ «Кремень и сталь: что вызывает искры?». Survivaltopics.com. Получено 2020-04-17.
  9. ^ "Титан или простая старая сталь?". Популярная наука. Получено 2020-04-17.
  10. ^ а б c d е Джим Боун, Управление по связям с общественностью, Авиационное и ракетное командование армии США (февраль 2004 г.). «Эти ботинки созданы для полетов: лопасти ротора получили новые защитные экраны». Журнал RDECOM. Командование по исследованиям, разработкам и инженерным разработкам армии США (временно). Архивировано из оригинал 3 июня 2004 г.. Получено 2009-09-04.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  11. ^ Хилл, Кайл (1 августа 2013 г.). "Прекрасная наука о гало вертолета". Сеть блогов Scientific American. Получено 14 апреля 2020.
  12. ^ Мамедов Р.К .; Мамалимов, Р. И .; Веттегрен, В. И .; Щербаков, И. П. (01.06.2009). «Временная механолюминесценция оптических материалов». Журнал оптических технологий. 76 (6): 323. Дои:10.1364 / jot.76.000323.