Диссертация (Исследование помехозащищенности электрических жгутов электротехнических комплексов летательных аппаратов при воздействии мощных электромагнитных помех), страница 19

Разработаны математическая модель и методика расчета спектральных характеристик и энергий импульсных излучаемых МЭМП, проникающих черезапертуры во внутреннее пространство конструкции ЛА и корпусов приборов иустройств ЭТК ЛА.2. Разработаны математические модели и методика расчета воздействия периодических и импульсных излучаемых МЭМП на экраны электрических жгутовЭТК ЛА.3.

Разработаны математические модели и методика расчета наведенных излучаемыми МЭМП кондуктивных ЭМП на внутренних проводниках экранированных электрических жгутов ЭТК ЛА.4. Проведено сравнение экспериментальных и расчетных частотных характеристик помехозащищенности электрических жгутов ЭТК ЛА.5. Проведено моделирование воздействия кондуктивных ЭМП, наведенных навнутренних проводниках экранированных электрических жгутов излучаемымиМЭМП, на устройство ЭТК ЛА.6.

Разработано программное обеспечение, позволяющее рассчитывать проникновение импульсных МЭМП через апертуры во внутреннее пространство конструкции ЛА и корпусов приборов и устройств ЭТК ЛА. Программный код в среде MATLAB приведен в приложении 2.7. Создан стенд, позволяющий измерять эффективность экранирования и сопротивление связи экранов электрических жгутов с учетом полного сопротивления экранов.

Результаты измерений сопротивлений связи и эффективностей экранирования в сравнении с математическими моделями их расчетов позволяют выбрать математическую модель расчета сопротивления связи и эффективности экранирования экранов и использовать ее при проектировании экранов электрических жгутов.Полученные в диссертационной работе результаты можно использовать дляпоэтапного расчета влияния излучаемых МЭМП на качество функционирования154приборов и устройств ЭТК ЛА. Данный расчет состоит из следующих этапов:расчет проникновения излучаемых МЭМП через апертуры во внутреннее пространство конструкции ЛА и корпусов приборов и устройств ЭТК ЛА; расчетвоздействия МЭМП, ослабленных конструкцией ЛА и корпусами приборов и устройств ЭТК ЛА, на экраны и внутренние проводники электрических жгутов ЭТКЛА; моделирование воздействия кондуктивных ЭМП, наведенных на внутреннихпроводниках экранированных электрических жгутов внешними излучаемымиМЭМП, на приборы и устройства ЭТК ЛА.Личный вклад автора заключается в:― разработке математических моделей и методик расчета: спектральных характеристик и энергий импульсных излучаемых МЭМП в виде электрического имагнитного полей, проникающих во внутреннее пространство конструкции ЛА икорпусов приборов и устройств ЭТК ЛА; воздействия периодических и импульсных излучаемых МЭМП в виде электрического и магнитного полей на экраныэлектрических жгутов ЭТК ЛА; наведенных излучаемыми МЭМП в виде импульсных электрических и магнитных полей кондуктивных ЭМП на внутреннихпроводниках экранированных электрических жгутов ЭТК ЛА;― создании стенда, позволяющего экспериментально определять эффективность экранирования и сопротивление связи экранов электрических жгутов;― определении на основе экспериментальных исследований эффективностиэкранирования и сопротивления связи для различных типов экранов электрических жгутов и проведении сравнения с расчетными значениями;― моделировании воздействия кондуктивных ЭМП, наведенных на внутренних проводниках экранированных электрических жгутов внешними излучаемымиМЭМП, на устройство ЭТК ЛА.Направление дальнейших исследований связано с: исследованием спектральных функций импульсных излучаемых МЭМП, проникающих через апертуры вовнутреннее пространство конструкции ЛА и корпусов приборов и устройств ЭТКЛА, для перехода от изображений спектральных функций к их оригиналам, чтовызывает необходимость аппроксимации суммарного коэффициента экранирова-155ния экрана с апертурами; экспериментальным исследованием наведенных излучаемыми МЭМП кондуктивных импульсных ЭМП на экранах и внутренних проводниках экранированных электрических жгутов ЭТК ЛА.156СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙК-МОП – Комплементарная логика на транзисторах метал-оксид-полупроводник;ЛА – Летательный аппарат;МС-21 – Магистральный самолет XXI века;МЭМП – Мощные электромагнитные помехи;СРП – Система рулевого привода;СЧ ОКР – Составная часть опытно-конструкторской работы;ТТЛ – Транзисторно-транзисторная логика;УТД – Усилитель тока двигателя;ЭМИ ВЯВ – Электромагнитный импульс высотного ядерного взрыва;ЭМО – Электромагнитная обстановка;ЭМП – Электромагнитные помехи;ЭТК – Электротехнический комплекс.Экраны – Металлические плетеные экраныКонструкция ЛА – Конструкция ЛА или корпусов приборов и устройств ЭТК ЛА.µ – абсолютная магнитная проницаемость материала экрана;µr – относительная магнитная проницаемость материала экрана;a – площадь одного отверстия;Am – амплитудное значение МЭМП;Aап – потери на поглощение одиночной апертуры;Bап – поправочный коэффициент отражения одиночной апертуры;Bуп.

– индукция магнитного поля;cw – зазор проводящего материала между отверстиями;D – диаметр круглого отверстия / диаметр сечения волновода;Ezп. – напряженность электрического поля;Eм – амплитудное значение напряженности электрического поля;f – частота;Fимп(ω) – ослабленная конструкцией ЛА импульсная МЭМП;Fпер(ω) – ослабленная конструкцией ЛА периодическая МЭМП;157fср – частота среза;h – высота прямоугольного отверстия;Hм – амплитудное значение напряженности магнитного поля;Iв.п.

– ток на внутренних проводниках неэкранированной витой пары;Iв.п.1 – ток на внутренних проводниках экранированной витой пары;Iм – амплитудное значение тока;iэ., Iэ. – ток на внешнем экране электрического жгута;iэ.1, Iэ.1 – ток на экране витой пары электрического жгута;K – коэффициент экранирования;k – нормирующий коэффициент биэкспоненциальной функции;Kап n – коэффициент экранирования в n-й зоне апертур;Kап1 – поправочный коэффициент числа апертур;Kап2 – поправочный коэффициент близости апертур на низких частотах;Kэкр – коэффициент экранирования сплошного однородного экрана;lw – длина волновода;m – число отверстий на один м2;n – число зон апертур, вызывающих утечки;p – коэффициент, учитывающий относительный размер скин-слоя в расстояниимежду отверстиями;p = jω – оператор Лапласа;R в.п.1, L в.п.1, G в.п.1, C в.п.1 – распределённые параметры внутренних проводников экранированной витой пары электрического жгута;Rап – потери на отражение одиночной апертуры;Rв.п., L в.п., G в.п., C в.п.

– распределённые параметры внутренних проводников неэкранированной витой пары;Rэ., Lэ., Gэ., Cэ. – распределённые параметры внешнего экрана электрического жгута;Rэ.1, Lэ.1, Gэ.1, Cэ.1 – распределённые параметры экрана витой пары электрическогожгута;S – эффективность экранирования;SΣ – суммарная эффективность экранирования с учетом утечек через апертуры;158t – толщина стенки экрана;Uв.п.

– напряжение на внутренних проводниках неэкранированной витой пары;Uв.п.1 – напряжение на внутренних проводниках экранированной витой пары;Uэ. – напряжение на внешнем экране электрического жгута;Uэ.1 – напряжение на экране витой пары электрического жгута;W – ширина прямоугольного отверстия / наибольший линейный размер сеченияволновода;Wимп(ω) – энергия ослабленной конструкцией ЛА импульсной МЭМП;Wпер(ω) – энергия ослабленной конструкцией ЛА периодической МЭМП;Z1.э1(p), Z2.э1(p) – операторные сопротивления соединений экрана витой пары ивнешнего экрана;Zа.св(p), Yа.св(p) – операторные функции, модули которых аппроксимируют модуличастотных характеристик сопротивления и проводимости связи между внешнимэкраном и внутренними проводниками неэкранированной витой пары электрического жгута соответственно;Zа.св1(p), Yа.св1(p) – операторные функции, модули которых аппроксимируют модули частотных характеристик сопротивления и проводимости связи между внешним экраном и экраном витой пары электрического жгута соответственно;δ – толщина скин-слоя;δ1, δ2 – параметры, характеризующие биэкспоненциальную функцию;σ – удельная проводимость материала экрана;σ, ω1 – параметры, характеризующие импульсную затухающую функцию;σr – относительная проводимость (относительно меди) материала экрана;τпи – длительность импульса на уровне 0,5;τф – длительность фронта импульсаϒэ., ϒэ.1, ϒв.п., ϒв.п.1 – коэффициент распространения;Кап3 – поправочный коэффициент близости апертур на высоких частотах.159СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1.Кириллов В.Ю.

Возможности компьютерного моделирования при реше-нии задач электромагнитной совместимости бортовых кабельных сетей самолетов/ Кириллов В.Ю., Клыков А.В. // Электронный журнал «Труды МАИ». – 2012. –№ 57. – 9 с.2.Шмырев В.Ф. Современные аспекты защиты бортового оборудования ле-тательных аппаратов от электромагнитных воздействий / Шмырев В.Ф., ФомичевК.Ф. // Системы обработки информации. – 2011. – Вып. 4 (94).

– С. 99-105.3.Воронович С. Полностью электрический самолет / С. Воронович, В. Кар-гапольцев, В. Кутахов //Авиапанорама. – 2009. – № 2. – С. 23-274.Жегов Н.А. Сравнение расчётных и экспериментальных частотных харак-теристик эффективности экранирования бортовых кабелей летательных аппаратов/ Жегов Н.А., Кириллов В.Ю., Клыков А.В., Томилин М.М. // Журнал «ВестникМосковского авиационного института». – 2015. – № 4, т.22.

– 142-148 с.5.Кравченко В.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитныепомехи [Текст] / Кравченко В.И., Болотов Е.А., Летунова Н.И. – М.: Радио исвязь, 1987. – 256 с.6.Кравченко В.И. Грозозащита радиоэлектронных средств / Кравченко В.И.– М.: Радио и связь, 1991. – 264 с.7.Балюк Н.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на элек-тронные средства и методы защиты / Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. –М.: ООО «Группа ИДТ», 2007.

– 478 с.: ил.8.Электромагнитная совместимость технических средств подвижных объ-ектов / Балюк Н.В., Болдырев В.Г., Булеков В.П. и др. – М.: МАИ, 2004. – 647 с.9.Базелян Э.М. Физика молнии и молниезащиты / Базелян Э.М., РайзерЮ.П. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. – 320 с.10. Мырова Л.О. Обеспечение стойкости аппаратуры связи к ионизирующими электромагнитным излучениям / Мырова Л.О., Чепиженко А.З. – 2-е изд., перераб.