Uçaklarda Elektrostatik Deşarj

0
5880

Elektrostatik deşarj kuşkusuz statik elektriğin bulunduğu her alanda karşımıza çıkmaktadır. Bunlardan korunmak için değişik önlemler alınması gerekir. İnsanların ve elektronik cihazların maruz kaldığı elektrostatik deşarja karşı tepkileri arasındaki fark çok büyüktür. Örnek olarak insan 3000 volt değerine kadar olan elektrostatik deşarjı hissetmezken bir CMOS entegresi 10 voltluk bir statik boşalmada bozulabilir. Buradan da anlaşılabileceği üzere değişik ortamlara göre değişik önlemlerin alınması gereklidir. Bu deşarjların önlenmesi için alınması gereken önlemler birçok standartla açıkça belirgin hale getirilmiştir. Bu önlemlerin çoğunda esas olan uygulama Elektrostatik Koruma Alanı (EPA) uygulamaktır. Temel olarak bu sistem ESD oluşumuna olanak tanıyabilecek hassasiyetteki devrelerde yüksek yüklerle yüklemeye olanak veren elemanların kullanılmamasıyla gerçekleştirilir. Bu da elektronik elemanların topraklanması ya da bu parçalar üzerinde çalışan kişilerin elektrostatik deşarjı önleyecek tarzda önlemleri almasıyla mümkün olmaktadır.

ELEKTROSTATİK DEŞARJIN ÖNLENMESİ İÇİN ZORUNLULUKLAR GETİREN ULUSLARARASI KURULUŞLAR

Elektrostatik Deşarjın yaratmış olduğu etkiler çoğu malzeme için çok büyük tehlikelere yol açar ve bu malzemeleri küçük bir deşarj voltajına maruz bırakarak rahatlıkla bozabilir. Bu etkilerden korunmak için birçok önlem alınmıştır. Bu önlemler ise dünya üzerindeki birkaç farklı organizasyon tarafından bir araya getirilerek toplu bir belge olarak yayınlanmıştır. Bu belgelerin yayınlanmasındaki amaç herhangi bir parça üreten üreticilerin veya bu parça üzerinde işlem yapacak kişilerin ve kurumların bu komponentler üzerinde elektrostatik deşarja neden olabilecek her türlü etkilerden uzak kalmasını sağlamaktır. Bu çerçevede belge yayınlayan kuruluşlar şunlardır;

  • AmerikanNationalStandartsInstitude                (ANSI)
  • International ElectrotechnicalCommision       (IEC)
  • Federal Aviation Administration                        (FAA)

HAVACILIKTA ELEKTROSTATİK DEŞARJIN YARATTIĞI NEGATİF ETKİLER VE BUNLARDAN KORUNMA YOLLARI

 Sanayinin her alanında olduğu gibi havacılıkta da Elektrostatik Deşarj hayati önem taşımaktadır. Havacılık alanında yaşanan deşarj olayları sırasında oluşan statik gerilim 15000 volta kadar çıkmaktadır. Bu da yolculara üzerinde büyük zararlara neden olabilir. Bu gerilimler insan üzerinde biriktiğinden etkileri hemen ortaya çıkmayabilir ancak başka bir kişi ile tokalaştığımızda ya da herhangi bir iletken malzemeye dokunduğumuzda bu yükler topraklanarak etkilerini üzerimizde hissettirirler ve çoğu zaman çok rahatsız edici olurlar.

                Uçak üzerine etkiyen yıldırımlar statik elektriğin bir numaralı sebebidir. Gerekli önlemler alınmazsa bu statik gerilimler uçak üzerinde birçok soruna sebep olabilmektedir. Uçak üzerinde oluşabilecek muhtemel hatalara değinmeden önce uçak üzerine etkiyen bu gerilimlerin oluşma şartlarından bahsedersek, bu gerilimler genelde uçaklar ;

  •   Yağmurlu, karlı hava şartlarında uçarken
  •   Bulut içinden geçerken
  •   Türbülans sırasında
  •   Donma noktası ile 8 derece dış sıcaklık değerleri arasındaki hava sıcaklıklarında uçarken

gerçekleşir. Bu veriler uçak üzerinde düşen yıldırımların düştüğü andaki verilerin toplanarak ortalamasının alınmasıyla oluşturulmuştur.

Elektrostatik yükler aynı zamanda uçağa da çok büyük zararlar verebilirler. Üzerinde hassas elektronik aksam taşıyan (transistör, entegre) uçuş kontrol göstergeleri, uçuş kontrol bilgisayarları yada uçak antenleri zarar görebilir. Uçak gövde yapısı üzerinde yapısal hatalara neden olabilir. Yeterli önlem alınmazsa ya da herhangi bir arızalı uçuşta kanat altında depolanan yakıtı tetikleyerek uçağın alev almasını sağlayabilir. Son olarak da düşen yıldırım sonucu oluşan 10000 volt mertebelerindeki statik gerilim sebebiyle parlak ışık sonucu pilotta geçici görme kaybına neden olabilir (Şekil C.1). Bu yüzden pilotlar yağmurlu havalarda bile güneş gözlüğü takarak oluşabilecek geçici körlükten kendilerini korurlar.

Uçak üzerinde oluşan elektrostatik yükler “electrostaticdischarger”lar tarafından uçaktan uzaklaştırılırlar. Uçak üzerinde yer alan discharger şekil C.2 de görülmektedir. Elektrostatik Dischargerlar uçak üzerinde genellikle kanat ve kuyruk kısmında bulunurlar. Bunlar genel olarak alet diye nitelendirilemezler çünkü bu elemanlar pasif eleman sınıfına dahildirler.

Şekil C.2: ElektrostaticDischarger

Bu tür dischargerlar kendi kendilerini deşarj ettikleri için akademik literatürde “OthoModeDischarger” olarak adlandırılırlar. OthoMode denilmesindeki sebep ise kendi eksenine dik olarak deşarj işlemini gerçekleştirmesidir. Yapı itibari ile yüksek bir direnç metal bir iletken vasıtasıyla gövdeye bağlanır. Daha sonra bu iletkenin uçları ise kendi eksenine dik duran pimlere bağlanır. Bu pimler vasıtasıyla gövdeye etkiyen yüksek gerilimler deşarj edilerek gövdeden uzaklaştırılır.( Şekil C.3)

ElektrostaticDischarger çalışma prensibi

Yukarıda anlatılan sistemler ve bunlardan kurtulma yolları FAA tarafından yayınlanan FAA-STD-019 numaralı doküman da açıkça belirtilmiştir. Bu doküman içinde yer alan temel bölümler şu şekildedir:

  1. ESD’den korunma yöntemleri
  2. Devre ve Ekipman tasarımı

2.1.     Devre Dizayn ve Şablonu

2.2.     Komponent Koruma

2.3.     ESD Karşı Koyma Gereksinimleri

2.4.     Materyallerin Sınıflandırılması

2.4.1.  Genel

2.4.2.  Elektrostatik Yalıtıma Sahip Materyaller

2.4.3.  Elektromanyetik Yalıtıma Sahip Materyaller

2.4.4.  Statik Dağıtıcı Materyaller

2.5.     Hassas Malzemelerin ESD’den korunması

2.5.1.  ESD Statik Koruma Bölgesi

2.5.2.  ESD Özel Koruma Alanları

2.5.3.  ESD Özel Koruma Alanları Kontrolleri

2.5.4.  ESD Topraklama Noktaları

2.5.5.  Statik Topraklama Yüzeyleri

2.6.     ESD uyarı,tabela,levhaları

2.6.1.  ESD Korumalı İstasyonlar

2.6.2.  ESD Korumalı İstasyon Minimum Gereklilikleri

2.6.3.  ESD Korumalı İstasyon Tanımlamaları

2.7.     ESD Korumalı Alanlar

2.7.1.  Kutu Raf Çekmeceler

2.7.2.  Topraklama

2.7.3.  Personel Topraklama

2.7.4.  ESD Korumalı Bölgelerde Yasaklı Materyaller

2.8.     Katı ve Yumuşak Topraklama

2.8.1.  Katı Topraklama

2.8.2.  Yumuşak Topraklama

2.9.     ESD Kontrol Zemini

2.9.1.  Yüzey Direnci

2.9.2.  Yüzey Toprak Direnci

2.9.3.  Triboelektrik Yükleme

Recep GÜLLÜ

.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here