Защита яхт от грозового удара

Удар молнии в мачту или корпус может вывести деревянное или пластмассовое судно из строя. Особую опасность в этом случае представляют незаземленные мачты, проходящие до самого киля — разряд молнии проходит через мачту почти без сопротивления и пробивает киль и обшивку.

 

Установлено, что вокруг заземленных предметов, как, например, молниеотводов, металлических мачт, антенн, образуется как бы защитный шатер, показанный на рис. 2. Главный размер, определяющий базу шатра а, зависит от высоты мачты или расположения защитного провода и определяется зависимостью:

а = L tg 30° = 0,57 L

За основание шатра следует принимать не палубу, а воображаемую плоскость, поднятую над палубой на высоту человеческого роста (1,85 м).

Из рисунка видно, что в данном случае рулевой подвергается опасности при ударе молнии. Эту опасность можно устранить, соединив клотики мачт проводом; если мачты деревянные, то провод должен находиться в хорошем контакте с заземленными молниеотводами этих мачт.

Защитить от молнии моторное судно, не имеющее высокой мачты, труднее, даже при наличии хлыстовой антенны, высота которой над палубой редко достигает трех метров. Кстати, эта антенна должна иметь ручной переключатель, который в любой момент можно перебросить на «заземление», или же отвод перенапряжения.

Для неметаллических судов стоит предусмотреть установку специальной молниезащитной сетки, заземленной двумя концами. На судах из пластика такую сетку можно заложить непосредственно в обшивку корпуса под декоративный слой. Если при ударе молнии этот слой разрушится, его легко восстановить.

Навешенный на мачту металлический провод, одним концом опущенный в воду, может считаться надежной защитой лишь к том случае, если под водой имеется достаточно большая переходная площадь с сопротивлением в пределах 0,5 — 1 ом. При малой переходной площади и значительном сопротивлении в воде образуется «воронка напряжения» — гигантский перепад потенциалов между концом провода и водой. Эта разность потенциалов может привести к тому, что яхта попадет под второй удар, который последует из воды и окажется сильнее и разрушительнее первого, вследствие эффекта так называемого «каскадного наложения». Поэтому на пластмассовых судах, у которых тяжелый балласт закладывается внутрь обшивки и контакта с водой не имеет, необходимо к подошве киля прикреплять специальные металлические пластины из нержавеющей стали, латуни, бронзы или меди.

Одним словом, чем больше на судне металлических частей, обеспечивающих переход заряда из атмосферы в воду, тем лучше. Но не следует забывать о том, что обилие металла часто вредно сказывается на приборах радиосвязи, создавая большие помехи и неточности при определении курса судна.

Предохранительное устройство — искровой разрядник — принцип работы которого заключается в следующем. В устройстве имеется расчетный искровой промежуток, который, во-первых, свободно пробивается не только основной молнией, но даже боковым ее ответвлением значительно меньшего напряжения, что обеспечивает надежное заземление, а во-вторых, представляет собой прерывающее звено в общей цепи молниеотвода, что является необходимым условием для обеспечения беспрепятственной радиосвязи.Устанавливаются такие устройства, например, между вантами и вант-путенсами.

Предохранительное устройство лучше делать из нержавеющей стали. На рис. 3 жирной линией обозначена прокладка кабеля молниеотвода от основания мачты до килевого болта и показаны рекомендуемые положения прерывателей. Необходимо отметить, что отклонения от рис. 3 при монтаже прерывателей могут вызвать ослабление грозозащиты или ухудшение радиосвязи.

К основанию деревянной мачты нужно проложить провод заземления, так как сейчас применяются в основном металлические фалы, и часть заряда, попавшего в фаловую лебедку, может переброситься на какой-либо заземленный предмет внутри яхты.

Очень многое зависит от качества исполнения монтажа всех соединений и узлов. Существенным условием нормальной работы молниеотвода является правильный замер пробивного сопротивления заземления, которое следует проверять не реже, чем через два года.

В качестве главного провода молниеотвода рекомендуется использовать изолированный медный кабель сечением 35 мм2 (в крайнем случае алюминиевый сечением 50 мм2). Для боковых отводов следует применять изолированный медный кабель сечением 16 мм2 (в крайнем случае алюминиевый сечением 25 мм2).

Для обеспечения грозозащиты корпуса из дерева или стеклопластика рекомендуем выполнить следующие работы. Основание форштага соедините главным проводом с килевым болтом. Оковку штевня, якорную лебедку и конец якорной цепи соедините с главным проводом при помощи бокового отвода. Металлическую обшивку корпуса, степс и саму мачту соедините с килевым болтом при помощи главного провода. Туалет и водопроводные трубы заземлите боковым отводом. Отрицательный полюс аккумулятора, цистерны воды заземлите главным проводом, антенну и водопроводные трубы — боковым отводом. Путенс ахтерштага соедините главным проводом с килевым болтом; металлическую коробку кокпита, баллер руля, транец, топливные баки, двигатель, валопровод, металлические накладки заземлите боковым отводом. Оковку соедините с вантами мостиком из главного провода, так как при расслабленных вантах не всегда обеспечивается хороший контакт.

Для обеспечения нормальной радиосвязи необходима установка предохранительных устройств с расчетным искровым зазором в местах крепления штагов и на антенне.

Корпус из металла или армоцемента соедините с основанием форштага чистым медным кабелем сечением 35 мм2 или равноценным по проводимости нержавеющим материалом; штевень, якорную лебедку и якорную цепь соедините боковым отводом. Топ мачты, основания штагов и антенны оборудуются так же, как и на судах из дерева или пластика.

Приведенные сведения получены немецким инженером-электриком Эрихом Вебером, занимавшимся изучением воздействия грозового разряда на суда. За последние 10 лет это наиболее исчерпывающие сведения по защите судов от ударов молнии. К сожалению, Вебер не приводит данных для яхт с алюминиевой мачтой, доходящей до киля и являющейся отличным проводником, способным провести разряд молнии прямо в каюту. В этом случае рекомендуется присоединить основание мачты медным кабелем сечением 50 мм2 одновременно к нескольким килевым болтам, чтобы снизить сопротивление системы заземления.

В заключение необходимо отметить, что все сказанное распространяется и на суда, базирующиеся на внутренних водоемах, так как и в пресной воде имеется большое количество солей, взвешенных частиц и химических соединений, обеспечивающих достаточную электро проводимость.

admin