Эффект Коппа–Этчелла

Эффект Коппа -Этчелла — это сверкающее кольцо или диск, которое иногда создается винтокрылыми самолетами при работе в песчаных условиях, особенно вблизи земли ночью. Название было придумано фотографом Майклом Йоном в честь двух солдат, погибших в бою; Бенджамина Коппа, рейнджера армии США, и Джозефа Этчелла, британского солдата. Оба погибли в бою в Сангине, Афганистан, в июле 2009 года. ^[1]

Другие названия, которые использовались для описания этого явления, включают мерцание, ^[2] эффект гало, ^[3] волшебную пыль ^[4] и эффект короны. ^[5]

Вертолетные роторы оснащены абразивными щитками вдоль передних кромок для защиты лопастей. Эти абразивные полосы часто изготавливаются из титана , нержавеющей стали или никелевых сплавов, которые очень твердые, но не такие твердые, как песок. Когда вертолет летит низко над землей в песчаной среде, песок может ударить по металлической абразивной полосе и вызвать эрозию, которая создает видимую корону или ореол вокруг лопастей ротора. Эффект вызван пирофорным окислением аблированных металлических частиц. ^{[6] [7]}

Таким образом, эффект Коппа-Этчелла похож на искры, создаваемые шлифовальной машиной , которые также возникают из-за пирофорности. ^[8] Когда кусочек металла откалывается от ротора, он нагревается за счет быстрого окисления. Это происходит потому, что его свежеобнаженная поверхность реагирует с кислородом, выделяя тепло. Если частица достаточно мала, то ее масса мала по сравнению с площадью поверхности, и поэтому тепло выделяется быстрее, чем может рассеиваться. Это приводит к тому, что частица становится настолько горячей, что достигает температуры воспламенения. В этот момент металл продолжает свободно гореть. ^[9]

Абразивные полоски, изготовленные из титана, производят самые яркие искры, ^{[2] [10]} , а интенсивность увеличивается с размером и концентрацией песчинок в воздухе. ^[11]

Песчинки с большей вероятностью попадут в ротор, когда винтокрылый аппарат находится вблизи земли. Это происходит из-за того, что песок выдувается в воздух нисходящим потоком , а затем переносится на верхнюю часть диска ротора вихрем воздуха. Этот процесс называется рециркуляцией и может привести к полному отключению электроэнергии в тяжелых ситуациях. ^[5] Эффект Коппа-Этчелла не обязательно связан с операциями взлета и посадки. Он наблюдался без очков ночного видения на высотах до1700 футов . ^[11]

Эффект часто и ошибочно считают электрическим явлением, возникающим либо из-за статического электричества, как в случае с огнями Святого Эльма , либо из-за взаимодействия песка с ротором ( трибоэлектрический эффект ), либо из-за пьезоэлектрических свойств кварцевого песка. ^[12]

Было рассмотрено механическое воздействие, при котором удар о частицы песка может вызвать фотолюминесценцию . ^[13] Кроме того, были предложены механизмы, связанные с триболюминесценцией , хемилюминесценцией и электролюминесценцией . ^[3]

Еще одна неверная теория заключается в том, что огромная скорость лопастей вертолета так быстро отталкивает частицы песка со своего пути, что они сгорают в атмосфере, как метеоры, из-за адиабатического нагрева. ^[1]

Наземная команда ошибочно приняла это явление за пожар или другие неисправности. ^[11]

Эрозия, связанная с эффектом Коппа-Этчелла, приводит к дорогостоящему обслуживанию и проблемам логистики и является примером повреждения посторонними предметами (ППП). ^[11]

Песок, попадающий на движущиеся лопасти ротора, представляет угрозу безопасности из-за хорошо заметного кольца, которое он создает, что ставит военные операции в тактически невыгодное положение, когда они пытаются оставаться скрытыми в темноте. ^[11]

Свет от эффекта Коппа-Этчелла может повлиять на способность пилота видеть, особенно при использовании приборов ночного видения. Это может вызвать трудности с безопасной посадкой и привести к пространственной дезориентации . ^[4]

• Индекс статей по авиации
• Коронный разряд
• Вихри на концах крыльев