Из них тридцать имели острия, расплавленные в той или иной степени; шесть из них были из меди или латуни; пять были из позолоченной меди или позолоченного железа; один был из посеребренной латуни; и четыре были из платины. Остальные четко не описаны, а размеры редко указываются.
Один из латуни был длиной 25,4 сантиметра (около 10 дюймов) и диаметром 5 миллиметров (1/5 дюйма) у основания и был расплавлен на 1/4 своей длины.
Один из меди был длиной 24 сантиметра (около 9 1/2 дюймов) и диаметром 9 миллиметров (около 1/3 дюйма) у основания и был почти весь расплавлен.
Один из платины был длиной 8 сантиметров (около 3 дюймов) и диаметром 1 сантиметр (около 1/3 дюйма) у основания. Он был расплавлен на длину 5 или 6 миллиметров (около 1/5 дюйма).
Из вышеприведенных фактов следует, что острия молниеотводов были слишком тонкими.
Институт Франции рекомендует поэтому для острий диаметр 2 сантиметра (около 3/4 дюйма) у основания и высоту всего 4 сантиметра (около 1 1/2 дюйма) с углом раскрытия от 28 до 30 градусов.
Особенно в Германии выдвигались возражения против использования заостренных верхних приемников, что эти острия плавятся молнией, причем это плавление считается опасным из-за его воздействия на легковоспламеняющиеся вещества поблизости.
Что касается этого, автор приводит три случая возгорания зданий, хотя они были защищены молниеотводами. Но точная причина пожара не была установлена.
Несколько наблюдений показывают, что расплавленный металл стекал по стороне молниеотвода.
В Страсбурге металл был прижат с одной стороны и согнулся, как воск, размягченный теплом. В других случаях молния рассеивает расплавленный металл во всех направлениях. (Приведены примеры.)
Имея перед собой эти факты, мы не можем полностью отрицать, что некоторая опасность может возникнуть от плавления металла на острие приемника. Но эту опасность можно значительно уменьшить, если не устранить, приняв размер и т. д. молниеотводов, рекомендованные Институтом Франции.
Помимо плавления, острия иногда показывают отчетливые следы механического воздействия, вызванного молнией.
Автор приводит шесть примеров этого, когда острия были изогнуты.
Это показывает необходимость укрепления острий верхних приемников. Искривление возникает, вероятно, из-за того, что острия сильно нагреваются молнией и подвергаются воздействию ветра.
Отмечен один случай острия, которое имело вид сильно ударенного молотком.
Также случай, когда основание острия, где оно было привинчено к остальной части верхнего приемника, было расщеплено на длину 11 миллиметров (около 1/2 дюйма).
Также случай платинового острия, привинченного к верхнему приемнику (медному) и удерживаемого штифтом, где удар вырвал штифт, и острие упало целым у основания молниеотвода.
3. О молниеотводах пораженных стержней и их контакте с землей.
Автор ссылается на сорок один случай поражения молниеотводов, когда они не были основаны на принципе Харриса.
Из них 5 были из медных полос, спаянных вместе; 5 были из медной проволоки в виде троса или цепи; 1 был сделан из полос листового железа; 11 были из железных стержней, соединенных винтами или пайкой; 3 имели куски свинца между частями, где они были свинчены вместе; 3 были из простой железной проволоки, или из троса или цепи из железной проволоки; 3 были из железа, соединенного крючками; 12 описаны как цепи (металл не указан); 1 описан просто как молниеотвод.
Размеры вышеуказанных редко указываются.
Самые широкие полосы, о которых сообщается, имеют ширину 16 сантиметров (около 6 1/4 дюймов).
Самые большие стержни, о которых сообщается, имеют ширину 55 сантиметров (около 2 1/4 дюймов) и толщину 15 сантиметров (около 1/2 дюйма).
Описание заземления также несовершенно.
Из восьмидесяти девяти описанных пораженных молниеотводов только двенадцать отмечены как имеющие концы в проточной воде или колодцах, и один — во влажной почве.
Пятнадцать просто входили в землю, причем для шести из них было прямо отмечено, что она была сухой.
В трех случаях, когда молниеотводы были поражены, автор обнаружил, что часть у основания и во влажной земле заканчивалась свинцовой пластиной, защищенной над землей деревянным коробом.
Три молниеотвода судов не сообщались с морем.
Отмечено двадцать три случая обычных молниеотводов (не по принципу сэра У. С. Харриса).
Молния расплавила или превратила почти в порошок три из них.
Первый был на доме и был из медной проволоки, диаметр неизвестен, заканчивался железной цепью, закопанной в землю.
Второй был на грот-мачте судна и был из железной проволоки диаметром 6 миллиметров (около 1/4 дюйма), длиной 46 сантиметров (около 18 дюймов), сложенной на концах и соединенной кольцами.
Третий (также на судне) был тросом из трех прядей, сформированным в целом из 60 латунных проволок, каждая толщиной от половины до двух третей миллиметра.
Два последних молниеотвода имели концы в море.
Части этих молниеотводов, вместо того чтобы быть спаянными или свинченными вместе, были соединены просто крючками и кольцами, как геодезическая цепь. Очевидно, плохая форма, так как их контакт несовершенен.
В трех других молниеотводах, чьи различные части были свинчены вместе со свинцом между ними, удар расплавил свинец.
Это показывает опасность свинца из-за его плавкости, в дополнение к его меньшей проводимости.
Автор приводит примеры этого, в которых свинцовая труба с внешним диаметром 8 сантиметров (около 3 1/4 дюймов) и толщиной 13 миллиметров (около 1/2 дюйма) была расплавлена.
Он цитирует Араго, который обращает внимание на важность формы изгибов в молниеотводах, так как резкие изгибы опасны.
Приводятся два примера, чтобы доказать это, так как молниеотводы были сломаны ударом молнии на резком изгибе.
Чтобы предотвратить случай, когда молния, ударив в молниеотводы, покинет их ради больших масс металла рядом с ними, эти массы должны быть соединены с молниеотводами.
Приводятся случаи, когда молния покидала молниеотвод и ударяла в металлические тела рядом. Также, в отношении окраски молниеотводов, автор цитирует случай, когда часть проволоки от звонка примыкала к свинцовой трубе, которая сообщалась с молниеотводом. Часть проволоки была окрашена масляной краской, другая часть — нет. Последняя была расплавлена, первая — нет, но краска (хотя в остальном неповрежденная) перестала держаться на ней.
Приводятся три примера опасности от молниеотводов, заканчивающихся водонепроницаемыми резервуарами.
В одном случае удар сломал молниеотвод.
В другом он покинул молниеотвод и повредил здание.
В третьем он просто расплавил острие верхнего приемника.
Тем не менее часто случается, что молния, несмотря на несовершенную связь с землей, рассеивается безвредно.
Из пятнадцати случаев поражения молниеотводов, в которых молниеотводы были просто закопаны в той или иной степени в почву, они отвели удар в одиннадцати случаях без повреждения зданий или каких-либо следов, кроме того, что земля была вздыблена там, где она была слишком сухой.
Французский институт в своем отчете о защите Лувра счел необходимым использовать при определенных обстоятельствах молниеотвод с двумя ветвями, одна из которых спускается в подземный источник воды, а другая сообщается просто с поверхностью земли.
С другой стороны, Араго считал, что молниеотводам не нужно входить в землю, а достаточно сообщаться с металлической поверхностью, лежащей на земле.
Этот взгляд подтверждается случаями, которые упоминает автор, когда поверхность земли, смоченная дождем, образовывала молниеотвод.
Тем не менее две ветви желательны на случай, если одна из них выйдет из строя.
Зафиксировано пятьдесят пять молниеотводов по системе сэра У. С. Харриса, которые были поражены, но повреждения были совершенно незначительными.
Следует отметить два электрических явления, которые иногда происходят при поражении молниеотвода.
Во-первых, когда молниеотвод сформирован из металлических пластин, слышен своеобразный шум, похожий на воду, льющуюся на огонь.
Во-вторых (независимо от формы молниеотвода), электрические искры испускаются от тел поблизости. Автор цитирует пример в Берне, 1815 год.
4. Защитное действие молниеотводов.
Из 168 случаев поражения молниеотводов (см. стр. 91) есть только двадцать семь (около 1/6), в которых здания или суда не были сохранены, и из этой шестой части многие молниеотводы были несовершенными; например, четыре заканчивались в земле, которая была необычно сухой, а два из них были недостаточного размера.
Другой был сформирован из кусков, имеющих концы с крючками.
Два молниеотвода заканчивались в водонепроницаемых резервуарах.
Другой был в форме геодезической цепи, части которого, следовательно, не были в тесном контакте.
Другие были плохо соединены или имели несовершенную связь с землей или морем.
В двух случаях удар сломал молниеотвод в точках, где его направление резко менялось.
В двух других случаях молния покинула пораженные молниеотводы и упала на здания рядом, не причинив ущерба тем, на которых были закреплены стержни.
В случае молниеотвода, закрепленного на грот-мачте «Юпитера» (1854), молниеотвод был сделан из шестидесяти латунных проволок толщиной от половины до двух третей миллиметра (0,02 дюйма) и был разбит ударом на тысячи кусков. Комитет Института пришел к выводу, что молния не проводилась всеми проволоками молниеотвода. Те, по которым она прошла, были недостаточны для ее передачи; некоторые были расплавлены, некоторые сломаны. Поэтому Комитет рекомендовал, чтобы каждая металлическая проволока была отдельно залужена на конце молниеотвода и припаяна к нему на длину около дециметра (около 0,4 дюйма), чтобы сформировать металлический цилиндр.
В последних шести случаях детали молниеотводов не приведены достаточно, чтобы показать причину их отказа, но пять описаны как цепи или тросы из металлической проволоки.
Из вышеприведенных фактов следует, что когда молниеотводы оказывались недостаточной защитой, их отказ был обусловлен дефектами в их конструкции; довольно удивительно обнаружить, насколько хорошо здания и суда были защищены, даже когда молниеотводы были построены не очень хорошо.
В каждом из пятидесяти пяти случаев, когда были закреплены стержни сэра У. С. Харриса, они защитили суда, за исключением того, что из-за отсутствия острий иногда случались незначительные повреждения верхушек мачт.
Это показывает их превосходство над тросами или цепями.
Араго считал, что молниеотводы являются защитой от обычной молнии, но не тогда, когда она принимает форму огненных шаров. Автор приводит несколько примеров, чтобы показать, что это мнение не было обоснованным.
Он считает идеально сконструированный молниеотвод идеальной защитой.
Но он добавляет, что удар молнии вызывает электрические возмущения в своей близости, даже если здание не повреждено.
Он приводит пример этого в отношении тюрьмы, чьи заключенные (300 человек) испытали сильное ослабление мышечной силы в течение нескольких секунд.
Существует очень мало записей, относящихся к зоне действия молниеотводов, и элементы для определения их защитной силы скудны. Автор приводит таблицу, показывающую высоту острий, горизонтальные расстояния и т. д. в определенных случаях, и цитирует четыре примера судов, чьи фок-мачты были поражены, хотя грот-мачты имели молниеотводы, и один, где бизань-мачта была поражена, хотя фок- и грот-мачты были защищены.
TABLE GIVEN BY M. DUPREZ.
In Metres. In English Feet.
1st Case. 2nd Case. 3rd Case. 4th Case. 1st Case. 2nd Case. 3rd Case. 4th Case.
Length of upper terminal, or height of point above that portion of the building on which the upper terminal was fixed. 1·5 3·4 1·5 2·3 5 11 5 8
Vertical height of point above the place struck. 1·5 7·6 6·7 71·2 5 25 22 232
Horizontal distance of place struck from the base of upper terminal. 15·2 7·3 17·4 59·9 50 24 57 197
Эти примеры показывают, что мы были бы введены в заблуждение, рассматривая как защищенное круговое пространство, радиус которого был вдвое больше высоты молниеотвода.
Защищенный радиус, по-видимому, равен только удвоенной простой высоте верхнего приемника над любой требуемой точкой и рассчитывается горизонтально от точки, находящейся вертикально под молниеотводом.
[Будет замечено, что М. Дюпре здесь противоречит сам себе в двух последовательных предложениях, и в последующей части своей работы (стр. 30) Мемуара он снова говорит: «Ни один из случаев, указанных в предыдущем номере, не опровергает общепринятое правило, а именно, что сфера действия молниеотвода распространяется при любых обстоятельствах на круговое пространство с радиусом, равным удвоенной длине стержня, то есть высоте острия над частью здания, на которой закреплен стержень».
Но таблица, приведенная М. Дюпре, дает два примера, в которых удар пришелся в пределах радиуса, равного одной высоте. — Ред.]
РЕЗЮМЕ.
В абзацах, которые автор нумерует 1, 2, 3, 4 и 6, он ссылается на предыдущие утверждения относительно доли пораженных молниеотводов и т. д. (См. стр. 91 и сл.)
5. Наличие нескольких приемников на здании, по-видимому, не уменьшает шансы на поражение каждого из них.
7. На судах, когда все три мачты имеют молниеотводы, чаще всего поражается грот-мачта.
8. Ссылается на молниеотводы сэра У. С. Харриса как не имеющие стержней-приемников или острий.
9. Острия обычных молниеотводов были сделаны слишком тонкими.
10. Из пятидесяти одного случая ударов молнии тридцать острий были более или менее расплавлены; и плавление не является безопасным для зданий.
11. Молния часто оставляет следы механического воздействия, более или менее выраженные.
12. Ссылается на дефектные конструкции обычных молниеотводов.
13. Свинцовые пластины в молниеотводах, состоящих из соединенных вместе стержней, опасны.
14. Так же как и резкие изгибы.
15. Молниеотводы должны сообщаться с массами металла рядом.
16. И не должны заканчиваться в водонепроницаемых резервуарах. Но
17. Молниеотводы часто защищают здания, хотя заземление несовершенно.
18. Хорошо, чтобы молниеотвод имел две ветви, а именно: одну в воде, а другую на поверхности земли.
19, 23. Ссылается на полную эффективность молниеотводов сэра У. С. Харриса.
20. Упоминает шум, электрические искры и т. д., испускаемые во время удара, как было сказано ранее (стр. 95).
21. Упоминает эффективность молниеотводов в целом.
22. Их отказ обусловлен дефектной конструкцией.
24. Нет доказательств того, что электричество в форме шара было причиной неэффективности какого-либо молниеотвода.
25. Молния редко разряжается на здание или судно, не ударив в установленный на нем молниеотвод. Однако исключения имели место в десяти случаях, как здесь описано. Но
26. Ни один из этих примеров не опровергает общепринятое правило, что защитное действие молниеотвода распространяется при любых обстоятельствах на круговое пространство, радиус которого равен удвоенной длине верхнего приемника, т. е. высоте острия над частью здания, на которой закреплен верхний приемник.
ОБ АТМОСФЕРНОМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ.
By Reuben Phillips. London, 1863.
(Abstracted by W. H. Preece, C.E.)
Это брошюра из семи глав и пятидесяти семи страниц, написанная для того, чтобы изложить собственные представления автора о природе электричества и его производстве в атмосфере. Он считает электричество двумя жидкостями особого рода вещества, состоящего из разделенных вспомогательных атомов. «Электричество сравнимо с летящей пулей; живая сила пули подобна электрической интенсивности, а масса пули соответствует количеству электричества». На что похожи вспомогательные атомы, он не говорит.
Глава I — это хорошее резюме того, что известно об электричестве, возникающем при трении влажного пара о твердые тела в гидроэлектрической машине. Он согласен с Фарадеем, что причиной возникновения электричества при высвобождении сжатого пара является не испарение, а трение частиц воды о стенки сопла или отверстия. Чистые газы не возбуждают электричество; но загрязненный воздух при сжатии возбуждает его из-за трения о края отверстия тех частиц воды, которые внезапно конденсируются под охлаждающим влиянием расширяющегося воздуха.
Глава II — это попытка показать, что электричество возникает при трении «газообразной материи» о воду или наоборот. Обычно выходящий пар в гидроэлектрической машине электризуется положительно, а котел — отрицательно; но бывают случаи, когда это меняется на противоположное. По мнению автора, вода при трении о газообразную материю или воздух электризуется положительно.
Глава III применяет эту теорию к грозовым облакам, которые образуются в результате быстрого перемешивания масс атмосферы, приведенных в циркуляцию теплом. Есть несколько отличных описаний грозовых облаков. Они часто сопровождаются вихрями и всегда дождем. Именно трение вихря о капли дождя развивает электричество — дождь электризуется положительно, а воздух — отрицательно. Град обусловлен восходящим потоком воздуха, несущим капли воды в область снега и мороза! Его представления несколько туманны, например: — «Много положительного электричества переносится на землю молнией; но соответствующее отрицательное электричество, будучи унесенным вверх вертикальным ветром, не может так легко уйти в землю, так что грозовое облако содержит в целом больше отрицательного электричества, чем положительного» (стр. 38).
Глава V содержит объяснение автором огненных шаров, которые он считает «светящимся разрядом», подготовительным к окончательной искре или вспышке молнии. «Вероятно, большинство падающих звезд — это просто электрические огненные шары высоко в атмосфере» (!)
Глава VI посвящена Северному сиянию, которое играет вокруг магнитного полюса и является электрическим явлением верхних слоев атмосферы; а Глава VII — это попытка объяснить свет сияния как «вероятно, производимый столкновением вспомогательных атомов, когда они находятся в акте электроаппозиции».
Брошюра называется сжатым отчетом об открытиях автора в вопросах, связанных с атмосферным электричеством — открытиях, которые были описаны в документах, переданных в Королевское общество, но которые это Общество не стало читать. Королевское общество было мудрым.
УДАР МОЛНИИ НА РЕЙНСКОМ ОСТРОВЕ ВОЗЛЕ СТРАСБУРГА. Автор: М. Ф. Югени. 4-е изд. Париж. 1869 г.
(Abstracted by G. J. Symons, F.R.S.)
Очень полный отчет о несчастном случае, вызванном шаровой молнией. Факты изложены максимально ясно, для каждого утверждения указан источник, и даны очень тщательно выполненные планы и гравюры всех необходимых деталей. Это не относится к вопросу о молниеотводах, за исключением того, что показывает, что разряд шаровой молнии преодолел горизонтальное расстояние в 919 ярдов, прошел перед, но ниже верха здания, на котором было три хороших молниеотвода, и ударил в каштан, который отнюдь не был самым высоким деревом в этой местности.