번개 속 항해: 요트를 안전하게 지키는 방법

요트에 낙뢰가 발생하면 얼마나 큰 우려가 되며 이에 대해 우리가 할 수 있는 일은 무엇입니까? Nigel Calder가 완전한 '벨트 및 버팀대' 낙뢰 보호 시스템을 만드는 방법을 살펴봅니다.

폭풍우 구름이 Cowes에 모입니다. 그러나 번개 속에서 정박하거나 항해하기 위해 보트에 어떤 번개 보호 시스템이 있습니까? 출처: Patrick Eden/Alamy Stock Photo

대부분의 선원들은 번개 속에서 항해하는 것에 대해 어느 정도 걱정한다고 Nigel Calder는 썼습니다.

결국, 폭풍 구름이 위협할 때 평평한 바다에서 높은 금속 기둥을 가지고 돌아다니는 것은 우리 대부분에게 가장 좋은 생각처럼 보이지 않습니다.

실제로 천둥 폭풍은 태양에 의해 추진되는 많은 에너지가 필요하며 열대 지방보다 북유럽에서는 빈도가 훨씬 적습니다.

그러나 저항성 도체를 통과하는 높은 전류는 열을 발생시킵니다.

직경이 작은 도체는 녹습니다. 나무 돛대가 폭발합니다. 아크 시작으로 인해 연결되는 공극이 발생합니다.

번개를 이용한 항해: 육지는 바다보다 육지에서 번개가 발생할 가능성이 10배 더 높습니다. 육지는 물보다 더 뜨거워져 전하를 생성하는 데 필요한 더 강한 대류를 제공하기 때문입니다. 출처: BAE Inc/Alamy Stock Photo

보트에서는 무선 안테나가 기화되고 금속 관통 선체가 선체 밖으로 날아가거나 주변 유리 섬유가 녹아 겔코트 부분이 날아갈 수 있습니다.

항해하는 곳마다 번개를 심각하게 받아들여야 합니다.

번개가 어떻게 작동하는지 이해하면 위험을 평가하고 보트에 원하는 보호 수준과 취해야 할 예방 조치에 대해 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

대부분의 번개는 낮은 층의 구름과 지구 사이에서 발생하는 음의 번개입니다. 간헐적인 사전 방전이 발생하여 공기가 이온화됩니다.

공기는 일반적으로 열악한 전기 전도체인 반면, 이온화된 공기는 우수한 전도체입니다.

이러한 사전 방전(계단식 리더)은 높이로 인해 주변에서 눈에 띄는 뾰족한 물체(탑, 돛대 또는 피뢰침)에서 발생하는 소위 부착 스파크(스트리머)에 의해 대응됩니다.

여름은 영국에서 번개 폭풍이 발생하는 계절입니다. 여기 Devon의 Instow에서 일찍 발견되었습니다. 출처: Terry Matthews/Alamy Stock Photo

이 과정은 부착 스파크가 계단식 리더와 연결되어 구름에서 땅까지 이온화된 공기 분자의 번개 채널을 생성할 때까지 계속됩니다.

일반적으로 일련의 방전인 주 방전은 이제 낙뢰 채널을 통해 발생합니다.

음의 번개는 길이가 1~2km(0.6~1.2마일)이고 평균 전류가 20,000A입니다.

양극 번개는 훨씬 드물며 최대 300,000A의 전류를 가질 수 있습니다.

낙뢰 보호 시스템(LPS)은 보트나 사람에게 피해가 발생하지 않도록 번개 에너지를 지면(이 경우 바다)으로 전환하도록 설계되었습니다.

이상적으로 여기에는 보트의 전기 및 전자 시스템 보호도 포함되지만 해양 전자 장치는 민감하며 이러한 수준의 보호를 달성하기 어렵습니다.

낙뢰 보호 시스템에는 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 첫째, 낙뢰를 물에 전달하는 저항이 가능한 한 적은 경로를 제공하는 메커니즘입니다.

이는 비행 터미널에서 해상까지의 실질적인 도체로 확립됩니다.

외부 및 내부 낙뢰 보호 시스템의 구성 요소입니다. 크레딧: Maxine Heath

LPS의 이 부분을 외부 낙뢰 보호라고도 합니다.

둘째, 보트의 전도성 물체에 고전압이 발생하거나 물체 사이에 전압 차이가 발생하는 것을 방지하는 메커니즘입니다.

이는 등전위 본딩 시스템을 통해 갑판 위와 아래의 모든 주요 금속 물체를 물에 연결함으로써 달성됩니다.

이 본딩 시스템이 없으면 보트에서 위험한 측면 섬광을 발생시킬 만큼 충분히 높은 전압 차이가 발생할 수 있습니다.

본딩 시스템은 내부 낙뢰 보호로 생각할 수 있습니다.

육상 및 해상에 적용되는 낙뢰 표준은 클래스 V(보호 없음)부터 클래스 I까지 5개의 낙뢰 보호 '클래스'를 정의합니다.