(прошёл 21 ноября 2018 года в 11:00 по МСК)
Успех в совершенствовании средств и методов молниезащиты определяется:
- разработкой мероприятий по активному воздействию на разряд молнии,
- совершенствованием национальной нормативной базы,
- уточнением фактических данных о грозовой активности на территории России и статистики параметров тока молнии при ее ударах в объекты обычной высоты, а не в высотные сооружения.
Методы активного воздействия на молнию хорошо разработаны. Они сводятся к формированию импульсов высокого напряжения, инициирующих более раннее развитие встречного лидера и (или) ускорение его развития, к использованию экранирующего эффекта объемного заряда короны, формирующейся в электрическом поле грозового облака без дополнительных источников высокого напряжения, созданию искусственного аналога встречного лидера в виде быстро растущего высоко проводящего элемента или лазерной искры. Подавляющее большинство этих методов пригодно для управления молнией в научных целях. Их массовому использованию в практической молниезащите препятствует высокая стоимость и достаточно низкая надежность.
Видеозапись вебинара доступна только зарегистрированным пользователям!
Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!
Рекомендуется просмотр с качеством "1080p" в полноэкранном режиме.
Текст вебинара. Страница 1
Быстрая навигация по слайдам:
Примерное время чтения: 55 минут.
Будущее отечественной молниезащиты
— Коллеги, всем добрый день или доброе утро! Будем начинать. Эдуард Меерович, добрый день!
— Добрый день, Анатолий!
— У нас сегодня вебинар на тему «Будущее отечественной молниезащиты (оптимистический вариант)». Сегодня у нас заключительный вебинар, который будет проводить Эдуард Меерович в этом году. Следующий вебинар Эдуарда Мееровича состоится предварительно в феврале и в марте, будет он на тему «Особенности молниезащиты в горной местности». Как только мы определимся с датами и с анонсом вебинара, мы опубликуем информацию на сайте и соответственно проинформируем вас, чтобы вы смогли зарегистрироваться. Также напомню, что следующий вебинар из серии вебинаров по BIM проектированию, он же заключительный вебинар этой серии и вообще заключительный вебинар в 2018 году, который мы будем проводит, состоится 18 декабря. Ссылку на этот вебинар я отправлю в чат, чтобы вы могли зарегистрироваться, если ещё этого не сделали. Соответственно регистрируйтесь и приходите на следующий вебинар. Также узнавать о новых мероприятиях вы можете в группах социальных сетях, ссылки на них я также отправляю в чат («Вконтакте» https://vk.com/zazemlenie, «Facebook» https://www.fb.com/zazemlenie/). Кто еще не в наших группах, также заходите, подписывайтесь, мы регулярно публикуем информацию и о мероприятиях, и о расчётах, и другие интересные новости в социальных сетях. Ссылки в чате, переходите. Несколько организационных моментов: вебинар у нас сегодня продлится 60 минут плюс ответы на вопросы. Призываю вас быть активными, задавать вопросы и оставлять свои комментарии в чате. Ваши вопросы я прошу писать во вкладке «Вопросы» и при написании указывать слайд или фразу лектора, к которой они относятся. Также сразу отвечу на вопрос про видеозапись вебинара, она обязательно будет, мы её опубликуем сразу после обработки на нашем сайте и на нашем канале «YouTube», ссылку, если кому-то нужно также отправляю в чат. На этом вступительная часть завершена, я передаю слово лектору. Эдуард Меерович?
— Анатолий, можно я чуть-чуть добавлю про будущие семинары? Я прошу своих коллег, не относится к тому, что я буду рассказывать о том, как защищать от молний на Памире, на Тянь-Шане или на Эвересте. Речь пойдёт вот о чём, речь пойдёт о неровной местности, причём эти неровности созданы либо природой, либо человеком, то есть когда вокруг объекта есть какие-то неравномерности лесные или строительные, или какие-то холмы. Вот об этом пойдет речь. Вопрос этот не до конца ясный, но разбираться с ним обязательно нужно. Это первый момент. А теперь я прошу, чтобы слушатели не считали меня современным Жюль Верном. Я вовсе не претендую на то, чтобы рассказать какое будущее будет у молниезащиты, когда-нибудь послезавтра, речь пойдёт о том, что нужно делать на самом деле вчера для того, чтобы сегодня мы жили более или менее благополучно и никакого желания и даже возможности на далёкий прогноз у меня быть не может. Я прожил от начала до конца научно техническую революцию и прекрасно понимаю, какая это жестокая штука хотя бы далекого прогноза. Вы знаете, я вспоминаю себя в тринадцатилетнем возрасте, когда я стоял на стуле, прислонив ухо к чёрному громкоговорителю. Рядом на таком же стуле стояла моя бабушка Екатерина Фёдоровна, которая к другой стороне этого громкоговорителя прислонила ухо, и мы с ней слушали радиопередачу из МХАТа и восхищались тем, что мы, находясь в подмосковном маленьком городе в собственном доме, благодаря техническому прогрессу фактически сидим в этом самом театре. Понимаете? И нам было замечательно хорошо. А ещё через пять лет я помню себя сидящим с молодой красивой девушкой, с которой мы прожили шестьдесят с лишним лет, в этой комнате было полно народу, на нас никто не обращал внимания, мы могли хоть целоваться, потому что все устремились глазами в маленькое светящееся пятно. Это был телевизор КВН, на котором пел Радж Капур песню про бродягу, и все восхищались тем, как можно сидеть дома смотреть совершенно новое кино.
Полная версия стенограммы вебинара доступна только зарегистрированным пользователям!
Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!
Состояние молниезащиты определяется
Я считаю, что состояние нашей молниезащиты определяется тремя позициями. Первая позиция, она более или менее понятна – это уровень разработки технически средств, которыми можно управлять молниями. Причём я сразу оговорюсь, речь идёт о мало энергетических воздействиях, потому что большую энергетику применять для молниезащиты это просто бессмысленно. А две другие вещи кажутся совсем не очень доказанными. Во-первых, речь идёт о нашей отечественно нормативной базе, а во-вторых, речь идёт о достоверности данных молний, которые собранны в мире. Если рассмотреть эти три момента, то можно понять, куда пойдет молниезащита, если она куда-нибудь пойдёт, или это не исключено, она будет топтаться на месте. Вот именно эту задачу я перед собой ставлю и именно эту задачу я хочу попытаться вместе с вами решить.
Активные воздействия на молнию
Первый вопрос такой: а в принципе можно ли слабыми энергетическими воздействиями управлять молнией? Ответ на этот вопрос однозначный и он положительный. Откуда есть такие основания? Они достаточно простые. Представьте себе башню, которая стоит на земле, например, пусть это будет телевизионная вышка высотой 250 – 300 метров, это стандартная телевизионная вышка областных городов. Все знают, что в эту вышку за грозовой сезон попадёт максимум 3 – 4 удара молнии. Хотя грозовая деятельность в этом районе это не меньше 40 грозовых часов. А теперь известные опыты: берётся метеоракетка, запускается эта метеоракетка вертикально вверх, она тащит с собой заземлённую проволочку, когда эта ракетка поднимается до высоты 200 – 250 метров, происходит удар молнии. За 5 секунд полёта с надёжностью примерно 70%. В чём разница? Разница только в одном, перед башней за счёт коронного разряда от её вершины есть облако объёмного заряда, который экранирует башню.
Полная версия стенограммы вебинара доступна только зарегистрированным пользователям!
Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!
Управляющее напряжение
А теперь давайте говорить о какой-то конкретике. Если говорить о конкретности, то первое, что прилетает на ум всем без исключения, это следующая вещь: у меня есть молниеотвод, раньше он был заземлён, а теперь я на этот молниеотвод относительно земли подам высокое напряжение. Вообще говоря, на этом принципе построены все активные молниеотводы и сомнений нет, что такая система будет работать. Вопрос заключается только в другом: сколько надо подавать и в течение какого времени? На этот вопрос есть однозначный ответ. Ответ следующий: подавать надо напряжение по порядку величины близкой к миллиону, максимум полмиллиона вольт, и держать это напряжение надо хотя бы полмиллисекунды для того чтобы благодаря этому напряжению от вершины электрода вырос проводящий плазменный канал – лидер. И этот плазменный канал, пробив слой объёмного заряда, приблизился бы к молнии и начал тащить её на себя. Этот способ хорошо известен и он не вызывает ни малейших сомнений. Вопрос заключается только в одном: почём он обойдется? И поэтому людям почему-то кажется, что этот метод может быть далеко не очень подходящий. Вот уж другое дело взять и вместо высокого напряжения ударить лазером. Таким лазером, который в системе СОИ, вот уж этот лазер сделает искру, будь здоров, какую и она наверняка притянет к себе молнию.
Лазерное инициирование
Японцы в конце прошлого века пошли на такие расходы. На холме они поставили пятидесятиметровую башню, рядом с этой башней смонтировали лазер CO2, по мощности соответствующий примерно лазеру СОИ. И кроме того по этому лазеру ещё светили и ультрафиолетовым лазером. Зачем? Дело вот в чём, лазерная плазма образуется холодной. В холодной плазме очень быстро прилипают и исчезают электроны, а нужно успеть вырастить проводящий канал, этот канал должен успеть поляризоваться в электрическом поле. А на это требуется время в секунды, а за секунды в холодной плазме все электроны прилипнут и превратятся в почти неподвижные отрицательные ионы. Вот чтобы эти ионы разрывать и возвращать электроны назад в плазму, светили кроме CO2 лазером, светили ещё и ультрафиолетовым лазером. И занимались этим японцы примерно 2 года. Я читал научный отчёт японцев, написанный по-английски, и прочитал следующее: у них есть некоторая уверенность, что за два года такой работы, они притянули к этой башне, может быть, два удара молнии. Теперь посчитайте материальные затраты, посчитайте сложность технического обслуживания и подумайте, что можно с этим сделать.
Возбуждение молнии вертикальным проводником
А теперь давайте пойдём дальше. Такой момент, а нельзя ли сделать такую вещь, нельзя ли в пространстве перед молниеотводом навстречу движущемуся грозовому фронту делать какие-то проводящие образования? Самое простое – это выбрасывать какие-то металлические предметы, а если выбрасывать эти предметы сложно, то можно, например, выбросить пиропатрон, который зажжёт и сделает горячую плазму. И спрашивается: таким образом можно перехватывать разряд молнии на себя? Можно это делать? Можно! Какой длины нужны эти плазменные образования? Оказывается, что длина этих плазменных образований зависит от того, в какое грозовое электрическое поле вы забросите эту самую проводящую палку или плазменное образование, которое вы сделаете пиропатроном. Если это поле на уровне того поля, которое у земли, скажем 0,5 кВ на 1 см или около 1 кВ на 1 см, то такую палку нужно выбрасывать длиной примерно 100 метров. Если у вас поле становится более сильным, скажем 2 – 4 кВ на 1 см, то в этом случае палка такая в размерах сокращается, но меньше 10, 20, 30 метров она всё равно не получается.
Всё перечисленное не годится для молниезащиты
А самое главное есть ещё вот какой момент. Самое главное заключается в том, что выбрасывать эту палку, в общем, нужно достаточно быстро. Такая палка должна двигаться со скоростью никак не меньше, чем 20 метров за секунду. Если вы это выбросите, то вы сможете перехватить молнию, а если вы будете палку двигать медленно, то она обрастёт заряженными частицами за счёт короны и палка будет заэкранирована объёмом заряда, и у вас ничего путного не получится. Всё что я сказал, к сожалению, я могу применить при исследованиях молнии. Но в практической молниезащите ничего из сказанного применить фактически нельзя. Почему? Об этом стоит очень серьёзно поговорить. Знаете, мой учитель профессор Разевиг, читая нам лекцию, как-то сказал такую вещь, что для современной науки проблемы нет, например, воду Тихого океана можно поменять на воду Атлантического океана, но возникает только два вопроса: во-первых, кому это надо, а во-вторых, почём обойдётся? Так вот: почём это обойдётся? Устройство в полмиллиона вольт почём оно обойдётся? Оно обойдётся в сотни раз дороже самого обыкновенного стержневого молниеотвода. Но самое главное это то, что всё равно это устройство для какого-то очень ответственного объекта применять не будут. Не из-за высокой стоимости. Ладно, стоимость у нас государство съест, если надо. Вот в чём дело, надёжность этого устройства очень низкая. Почему? Нам надо не просто подать напряжение когда-нибудь, нам надо подать напряжение тогда, когда на нас надвигается разряд молнии. То есть работу своего источника высокого напряжения я должен синхронизовать с той молнией, которая на меня движется. И в нужный момент, когда это будет действительно для меня опасно, в этот момент подать это высокое напряжение на молниеотвод. Как я могу синхронизировать свое устройство? Только по одному – по электрическому полю. Но суть зарядов, которые отличаются на пару порядков величины, и проблема синхронизации будет невероятно сложной, и она наверняка будет промахиваться. А надёжность, которая мне нужна – это надёжность, по крайней мере, в 0,99, то есть из ста моих воздействий 99 должно быть нормальным. Это первая проблема. Вторая проблема связана вот с чем: как быстро мое устройство должно быть подготовлено к следующему действию? Вроде бы никакой проблемы нет, потому что на 1 км2 поверхности земли в среднем попадает 3 – 4 удара молнии в год. Ничего подобного. Вспомните, пожалуйста, такую вещь, что по сегодняшней статистике, по крайней мере, 80% разрядов молнии многокомпонентные. То есть в одной молниевой вспышке одна за другой идут пять, а то и шесть, а то и десять, а то и двадцать компонентов. И эти компоненты очень часто идут не по одной и той же траектории, а по разным. И паузы между этими компонентами меньше 100 мс, меньше 0,1 с. И значит, моё устройство должно срабатывать на каждую компоненту. Но если оно будет работать на каждую компоненту, то оно должно заряжаться за десятую долю секунды как минимум. Если я добьюсь такой скорости, моё устройство окажется, во-первых, мощным в энергетическом отношении, а во-вторых, чёрт знает каким дорогим. И наконец, последнее, а где найти квалифицированный персонал, который будет управлять всеми этими вещами?
Полная версия стенограммы вебинара доступна только зарегистрированным пользователям!
Получите доступ ко всем материалам на сайте совершенно бесплатно!
Следующая страница >>
слайды с 8 по 14
Смотрите также:
