飛行機への被雷を利用した高電圧の実験はあるのか？

飛行機への被雷を利用した高電圧の実験はあるのか？

こんにちは
下記HPは飛行機に被雷したときの映像ですが、下記を教えてください。
１．雷の上空での電圧は、１～１０億ボルトあるらしいですが、被雷時には飛行機はそのくらいの電圧を受けているのでしょうか？
２．地上で人工的に作れる最高電圧は、数十MV程度のはずですが、雷の上空での電圧は１桁、２桁上の１～１０億ボルトありますので、高電圧現象等について未知の部分を知る上で、有用な実験場になるような気がします。例えば、飛行機に高電圧の試験装置を搭載させて、実験等は行われないのでしょうか？
http://www.zenk.jp/plane.html

追伸
飛行機に被雷しても、スタティック・ディスチャージャーという針があり放電するので大丈夫ですが、空気中を飛ぶときにどうしても避けられない雲の中や雨の中で、飛行機は被雷します。従って、好き好んで被雷している訳では無いので、実験装置を搭載するなんて、被雷することを前提にしており、とんでも無い話である。とお叱りを受けるかもしれませんね。

No.4 回答者： sunspot_number 回答日時： 2010/07/29 22:02

機体そのものの試験は存じませんが、航空機に搭載される電子機器の試験方法は、Radio Technical Commission for Aeronautics Document No.RTCA DO-160 が在ります。

手持ちの文献である、航空宇宙電子システム編集委員会編『航空宇宙電子システム』社団法人 日本航空技術協会、財団法人 航空保安無線システム協会　を見ますと、「第12章 電子機器システムの試験」の「12-2-2 環境試験」の項目の中から、雷に直接関係したものを 398ページから、部分的に引用しますと、

---------- <引用開始> ----------
(19) 雷に起因する過度電圧に対する感受性試験
　試験は機体への落雷による誘導作用に対する耐久性能を判定する。この試験は機器が搭載されている位置で試験レベルとカテゴリーが異なる。搭載位置は次のとおりである。
　a. すべて金属で覆われている。
　b. コクピット等部分的に金属で覆われている。
　c. 機体外に露出している。
(20) 直撃雷試験
　試験は航空機の外部に装備された機器が雷の直撃に耐えられるか否かを判定する。この試験はアンテナ，外照灯，エア・データ・ローブ，氷除去装置等がある。一般的には電源は投入しないで実施する。しかし，電源を投入しなければ感受性が変化する場合には，電源投入と等価となるようにして試験をする。
---------- <引用終了> ----------

この本にはあくまでも概要しか説明が載っていないので、詳しくは RTCA DO-160 の最新版を見るしかありません。

航空機の機体に用いられる金属材質は、ご存知かと思いますが、主にジュラルミン系（ジュラルミン、超ジュラルミン、超々ジュラルミン）ですから、主成分はアルミニウムで、電気抵抗率は金、銀、銅よりはいくらか劣るでしょうが、機体の構造体の断面積からすれば抵抗値は十分小さいと思います。

この回答への補足

お返事有難う御座います。

飛行機にお詳しいですね。飛行機の設計関係のお仕事をされているのでしょうか？
＞(19) 雷に起因する過度電圧に対する感受性試験
落雷による電磁誘導の試験でしょうか？機内には、電磁誘導によるサージ電圧は、あまり発生しないのでしょうね？発生するのでしたら、乗客が持ち込んだ機内の携帯電話等の電子機器が壊れるかもしれませんね。（すいません。この点（誘導雷）は、いまはあまり興味ないです。）

＞(20) 直撃雷試験
＞試験は航空機の外部に装備された機器が雷の直撃に耐えられるか否かを判定する。
直撃雷は興味あります。この試験電圧を知りたいですね。試験電圧は、実際に雷により印加される電圧を模擬しているはずですから。

＞航空機の機体に用いられる金属材質は、ご存知かと思いますが、主にジュラルミン系（ジュラルミン、超ジュラルミン、超々ジュラルミン）ですから
お恥ずかしながら、知りませんでした。「あの鋼鉄で出来た飛行機が、空を飛ぶなんて信じられない。」と飛行機嫌いの人がよく言いますので、機体は鉄で出来ているぐらいに思っておりました。グラスファイバー等で作れば、軽くて丈夫に思えますが、電気抵抗が大きくて落雷に弱くなるのでしょうね。

補足日時：2010/07/31 15:01

No.3 回答者： funflier 回答日時： 2010/07/29 01:59

＞１．雷の上空での電圧は、１～１０億ボルトあるらしいですが、被雷時には飛行機はそのくらいの

＞電圧を受けているのでしょうか？

電圧は解りませんが、雷を受けると機体表面のその部分には溶接でもしたような跡が付きます。
スタティック・ディスチャージャーについては、本来の目的は周辺の空気（それに含まれる物質）と
機体の摩擦による静電気で無線ノイズが発生するので、これを防止するためです。
結果的には、周辺との電位差を減らすことで落雷を受けにくいようになるのと、機体の中では最も
外部に放電しやすい部分なため、落雷時はここから抜けていくことが多い、ということになります。
http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p134.html
スタテック・ディスチャージャーから抜けた場合は先端の針の溶融、本体の焼損が起きます。
一瞬でこうした損壊を与えることが可能な電圧であることだけは確かです。

＞２．～例えば、飛行機に高電圧の試験装置を搭載させて、実験等は行われないのでしょうか？
有人機で行うには危険すぎると思います。というのは雷雲が発生している状況は、乱気流の多発
する気象条件でしょうし、落雷時に大抵は前述の程度で済んでいるのも事実ですが、１００％の
絶対はありません。（下記参照）　
無人航空機や無人観測装置なら可能性はあると思います。そういった観測ならば、どこか専門の
研究機関でしているかもしれませんが、現有の有人航空機で、となると難しいと思います。

ここの最後の方にもこうあります。
「航空機がいかに近代化されても雲は大きな脅威。強大な上昇気流や下降気流，そして乱気流や
雷といった自然現象を目前にしたら，航空機はただ逃げるしかない」
http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p272.html#02-01

最近のこの例では落雷説もあるにはあるようです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%BC% …

これは落雷で墜落に至りました。（燃料の引火性が高かったためで今は改善されています。）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%B3% …

この回答への補足

お返事有難う御座います。

＞電圧は解りませんが、雷を受けると機体表面のその部分には溶接でもしたような跡が付きます。
＞スタテック・ディスチャージャーから抜けた場合は先端の針の溶融、本体の焼損が起きます。
飛行機にお詳しいですね。飛行機は雲の上を飛びますので、私は１０億Vの電圧を受けることもあると推定致します。

補足日時：2010/07/29 11:50

この回答へのお礼

＞無人航空機や無人観測装置なら可能性はあると思います。そういった観測ならば、どこか専門の研究機関でしているかもしれませんが、現有の有人航空機で、となると難しいと思います。

了解致しました。調べてみます。

お礼日時：2010/07/29 12:07

No.2 回答者： sunspot_number 回答日時： 2010/07/29 00:11

私のイメージとしては、雷雲（高度数百ｍから千数百ｍ？）－空間－飛行機－空間－地面（大地）の直列回路だと思います。

空間の抵抗値はとても大きくて、飛行機の機体の抵抗値はそれに比べて非常に小さい。
なので飛行機に両端に掛かる電圧は空間のそれに比べればとても小さいから（←ここが重要）、機体に流れる電流は確かに空間に流れる電流の大きさにほぼ等しいけど機体で発生する熱量は機体を破壊するほどになることは極希だと思います。
雷雲の高度から落雷して地面に流れる場合、厳密には一様ではありませんが、仮に一様だと考えれば、雷の放電時の電圧がその経路に一様に分布する訳ですから、空間の距離に対して飛行機の機体の高さなんてしれているでしょう？

確かに過去に落雷が原因で墜落した飛行機もあったかもしれませんが。

この回答への補足

お返事有難う御座います。

地上では、落雷により、約１万Vぐらいのサージ電圧が印加され、電子機器部品が損傷します。飛行機の金属表面で小電圧しか印加されないのであれば、この説明が通らないのではないでしょうか？

補足日時：2010/07/29 05:23

No.1 回答者： kentarou2333 回答日時： 2010/07/28 20:50

あげていただいたリンク先にも書いてあるように、

飛行機が被雷しても大丈夫なのは、金属でできているからです。

スタティックディスチャージャーはあくまでも、静電気の放電です。
（もちろん、被雷した後に、残った電荷の放電も行います）

そのため、そもそもそんなに電圧を受けてしません。
だから、おっしゃるような実験もできません。

ヒント：V=IR

この回答への補足

お返事有難う御座います。
＞そのため、そもそもそんなに電圧を受けてしません。
＞だから、おっしゃるような実験もできません。
＞ヒント：V=IR
そうでしょうか。当然ですが、飛行機の中は電圧はかかりません。もしかかっていましたら人間が丸こげになっているからです。しかし飛行機の金属表面には、数億Vの電圧が印加されているのではないでしょうか？金属なのでRが小さいため、Iも大きいと思います。実験は、飛行機の金属表面に、電子部品を貼り付けて、耐高電圧試験をするイメージです。如何でしょうか？

補足日時：2010/07/28 21:15