авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

«1 ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № 1 ПОЗДРАВЛЯЕМ ЮБИЛЯРОВ! ...»

-- [ Страница 2 ] --

22 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- Таблица Пример классификации рисков по частоте опасных случаев Последствия Частота катастрофические важные граничные незначительные Частые 1 3 7 Вероятные 2 5 9 Случайные 4 6 11 Отдаленные 8 10 14 Невероятные 12 15 17 Категории риска опасного события. Значения оценки риска часто используются в группировании индивидуальных опасностей в категории риска, которые используются для генерирования определенных действий, такое как мер по предотвращению опасностей или формального принятия риска. В табл. 4 показаны примеры категорий риска опасного события и связанных значений оценки. В данном случае оценка риска 1-5 соответствует «высокий»

риск, а оценка 6-9 соответствует «серьезному» риску.

Таблица Категории риска Класс рисков Оценка риска Категория риска Интерпретация Класс I Высокая Недопустимый риск 1- Нежелательный риск может быть допустим, только если снижение риска невозможно или Класс II Серьезная 6- если затраты на снижение существенно не пропорциональны достигаемому результату Риск допустим, если цена снижения риска Класс III Средняя 10- превосходит достигаемый выигрыш.

Класс IV Низкая Незначительный риск.

18- Оценка риска может быть выполнена по мере необходимости, используя другие ко эффициенты, чтобы различить опасности, имеющие одинаковую оценку риска. Можно было бы различить опасности с тем же самым значением оценки риска в терминах возможностей систем или коэффициентами, учитывающими социальные, экономические и политические последствия. При разработке и сопровождении программ обеспечения безопасности в этом случае необходимо консультироваться со специалистами относительно приоритетов реше ний.

Опасности должны быть расположены по приоритетам так, чтобы корректирующие усилия могли быть сосредоточены сначала на самых серьезных опасностях. Классификация опасностей может быть проведена согласно потенциалу риска, который они представляют.

Окончательная цель программы безопасности состоит в том, чтобы проектировать системы, которые не содержат опасностей. Однако природа большинства сложных систем не позволяет или делает экономически неприемлемым их проектирование полностью без опас ностей. Однако успешная программа обеспечения безопасности позволяет проектировать системы, в которых не существуют опасности, приводящие к недопустимому уровню риска.

Функциональная безопасность и стандарты ЭМС Имеется распространенное представление, что применение оборудования, отмеченно го знаком соответствия, например, знаком соответствия «CE» для Европейской Директивы по ЭМС 204/108/ЕС [10], обеспечивает надежное функционирование в условиях электромагнит ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № ных возмущений. Однако имеются причины, по которым это представление не всегда пра вильно, а именно:

· стандарты ЭМС не использует в тексте термин «безопасность»;

· стандарты ЭМС только охватывает некоторую усредненную ситуацию и не затрагивает разумно обозримые предельные отклонения параметров окружающей среды, ошибок опе раторов, непредсказуемы эксплуатационные ситуации или использование не по назначе нию, т.е. ряд факторов, которые являются существенными для функциональной безопас ности;

· почти все стандарты в области ЭМС, в том числе и те, которые гармонизированы с Ди рективой ЭМС, явно или неявно исключают рассмотрение аспектов безопасности;

· упомянутые стандарты охватывают ограниченное число возможных электромагнитных возмущений, и их конечное число определяет и конечную вероятность несовместимости;

· технические условия, как правило, дают минимальные требования по обеспечению ЭМС и не затрагивают вопросы безопасности;

органы по сертификации обычно не принимают во внимание вопросы безопасности.

Директива заинтересована исключительно в удалении технических барьеров при тор говле в пределах рынка ЕС и не может, по его ограниченной природе, должным образом иметь дело с проблемами функциональной безопасности связанными с ЭМС. Она принимает во внимание только нормальную работу и типичные электромагнитные среды. В отличие от этого, требования безопасности учитывает разумно обозримые события низкой вероятности, человеческие ошибки и неправильную эксплуатацию, перегрузки и экстремальные значения окружающей среды, в том числе критичные электромагнитные эффекты.

Таким образом, соответствие Директиве ЭМС не гарантирует ЭМС оборудования в реальной жизни и отсутствия рисков безопасности из-за нарушения ЭМС.

Требования компетентности для персонала Персонал, вовлеченный в процедуру обеспечения ЭМС и функциональной безопасно сти, должен иметь соответствующую квалификацию и обладать комплексом знаний и уме ний, который не может быть поделен между отдельными работниками. Эти специалисты должны видеть проблему в целом и координировать ее решение на всех этапах - от концеп ции создания до вывода оборудования из эксплуатации.

Все люди, имеющие дело со связанными с безопасностью системами (включая заказ чиков, операторов, инсталляторов, также как и проектировщиков и конструкторов) должны быть компетентны исполнить назначенные им задачи. Компетентность требует квалифика ции, опыта и качеств, соответствующих сфере деятельности. Она включают:

· такое обучение, которое гарантировало бы приобретение необходимого знания в сфере задач, требующих решения;

· адекватное знание опасностей и отказов оборудования, которые они вызывают;

· знание и понимание сферы действия организации, где они работают;

· способность эффективно сотрудничать с равными по положению сотрудниками, с любым штатом подчиненных и руководителями;

· трезвая оценка собственных ограничений (знаний, опыта, средств, ресурсов и т.д.) и го товность к совершенствованию.

Профессионалы, ответственные за проект или за управление персоналом, вовлеченно го в действия, связанные с безопасностью, должны, кроме отмеченного выше, иметь:

· детальное знание всех установленных законом условий, одобренных практических руко водств и другой информации, относящейся к их сфере деятельности;

· понимание нормативных актов других организаций, которые могли бы затрагивать их ра боту;

· общее знание ситуации в других учреждениях подобного типа;

· понимание текущих и перспективных разработок в сфере их деятельности.

24 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- Степень компетентности может быть классифицирована на четыре уровня:

· технические навыки, например, анализ опасности, запись сообщения, и т.д.;

· поведенческие навыки;

например, аккуратность, способность системно рассматривать проблему, внимание к деталям и т.д.;

· расширенные знания;

например, человек, выполняющий идентификацию опасности дол жен знать специфические приложения, чтобы быть способным идентифицировать вероят ные опасности, которые существуют;

· расширенное понимание;

например, маловероятно, что кто-то мог устанавливать гранич ные уровни риск для специфической проблемы без понимания основных принципов безо пасности и риска.

Специалисты, работающие в сфере ЭМС-безопасности, должны быть аккредитованы на выполнение основных функции на одном из трех уровней: контролируемый практик;

прак тик;

эксперт. В настоящее время с особой остротой встает вопрос подготовки кадров в облас ти ЭМС и функциональной безопасности, которая практически отсутствует в вузах страны.

Заключение 1. Функциональная безопасность, связанная с ЭМС, - сложная междисциплинарная область технической экспертизы и практики создания сложных радиотехнических и электронных систем, требующая внимания и развития методов и средств обеспечения ее целостности.

2. Электромагнитная среда и формирующие ее электромагнитные эффекты непрерывно ус ложняется: повышается интенсивность электромагнитных полей, расширяется частотный диапазон, что увеличивает круг опасностей, вызванных неадекватно функционирующими системами и оборудованием.

3. Необходимы более совершенные методы теории и практики создания радиотехнических и электронных систем, которые обеспечат целостность функциональной безопасности на всем жизненном цикле систем.

4. Методы испытаний и измерений, экспериментально-исследовательская база должна соот ветствовать реальным электромагнитным эффектам, которые воспроизводятся при прове дении исследований и сертификации продукции, отвечающих требованиям функциональ ной безопасности.

5. Инженерно-технические кадры, участвующие в создании и эксплуатации систем и обору дования должны быть осведомлены о проблеме функциональной безопасности и хорошо сведущим во всех делах, имеющих отношение к электромагнитной среде и ее влияние на функционирование систем. Компетентность персонала, связанного с оборудованием и системами в течение всего жизненного цикла, важнейший фактор обеспечения целостно сти функциональной безопасности.

Список литературы 1. Лифанов Ю.С., Саблин В.Н., Салтан М.И. Направления развития зарубежных средств наблюдения за полем боя. - Успехи современной радиоэлектроники. - 2004. - № 7. С. 5-37.

2. Газизов Т.Р. Преднамеренные электромагнитные помехи и авионика. - Успехи совре менной радиоэлектроники. - 2004. - № 2. - С. 37-51.

3. Кечиев Л.Н., Степанов П.В., Арчаков О.Н. Предотвращение катастроф электромаг нитного характера в информационных системах. - Технологии ЭМС. - 2005. - № (15). - С. 7-19.

4. Балюк Н.В., Кечиев Л.Н., Степанов П.В. Мощный электромагнитный импульс: воз действие на электронные средства и методы защиты. - М.: ООО «Группа ИДТ», 2008. - 478 с.

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № 5. Walling Eileen M., High Power Microwaves: Strategic and Operational Implications for Warfare/ Occasional Paper No. 11. Center for Strategy and TechnologyAir War. CollegeAir UniversityMaxwell. Air Force Base, Alabama - February 2000. - 52 p.

6. Geis II J. P. Directed Energy Weapons on the Battlefield: a New Vision for 2025/ Occa sional Paper No. 32. Center for Strategy and Technology. Air War College Air University.

Maxwell Air Force Base, Alabama. - April 2003. - 73 p.

7. Nielsen Ph. E. Effects of Directed Energy Weapons. - VG93.B36, 1994. - 347 p.

8. Газизов Т.Р. Электромагнитный терроризм. Электромагнитный терроризм на рубеже тысячелетий / Под ред. Т.Р. Газизова. - Томск: Томский государственный универси тет, 2002. - 206 с.

9. Directive 2004/108/EC of the European Parliament and of the Council. - 2004. - 14 p.

10. Armstrong Keith. EMC-Related Functional Safety of Electronically Controlled Equipment.

Compliance Engineering, 2001. [Электронный ресурс]. www.ce-mag.com.

11. ГОСТ Р МЭК 61508-1-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 1.

Общие требования. - М.: Стандартинформ, 2008. - 50 с.

12. ГОСТ Р МЭК 61508-2-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 2.

Требования к системам. - М.: Стандартинформ, 2008. - 22 с.

13. ГОСТ Р МЭК 61508-3-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 3.

Требования к программному обеспечению. - М.: Стандартинформ, 2008. - 42 с.

14. ГОСТ Р МЭК 61508-4-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4.

Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2008. - 22 с.

15. ГОСТ Р МЭК 61508-5-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 5.

Рекомендации по применению методов определения уровней полноты безопасности.

- М.: Стандартинформ, 2008. - 27 с.

16. ГОСТ Р МЭК 61508-6-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 6.

Рекомендации по применению ГОСТ Р МЭК 61508-2 и ГОСТ Р МЭК 61508-3. - М.:

Стандартинформ, 2008. - 22 с.

17. ГОСТ Р МЭК 61508-7-2007. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 7.

Методы и средства. - М.: Стандартинформ, 2008. - 73 с.

18. MIL-STD-882D, DoD. Standard Practice for System Safety. - 2000. - 31 p.

19. MIL-HDBK-240, DoD Handbook. Hazards of Electromagnetic Radiation to Ordnance (HERO) Test Guide. - 2002. - 121 p.

20. MIL-HDBK-764(MI), Military Handbook. System Safety Engineering Design Guide for Army Material. - 1990. - 346 p.

21. MIL-HDBK-237D. DoD Handbook. Electromagnetic Environmental Effects and Spectrum Supportability Guidance for Acquisition Process. - 2005. -172 p.

22. Electromagnetic Compatibility & Functional Safety. A Factfile provided by The Institution of Engineering and Technology, 2006, 69 p.

23. E3 and SM Assessment Guide for Operational Testing. Director Operational Test & Evalua tion, 2001. - 86 p.

24. MIL-HDBK-235-1B. Military Handbook. Electromagnetic (Radiated) Environment Consid erations for Design and Procurement of Electrical and Electronic Equipment, Subsystems and Systems. General Guidance. - 1993. – 36 p.

26 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- 25. МЭК 61000-5-3. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электро магнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Концепция (классы) защиты оборудования",1999.

26. МЭК 61000-5-4. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электро магнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Общие технические требования к средствам защиты. Излученные помехи",1995.

27. МЭК 61000-5-5. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электро магнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Общие технические требования к средствам защиты. Наведенные помехи",1995.

28. МЭК 61000-5-6. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электро магнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Уменьшение уровней внешних электромагнитных воздействий", 2002.

29. МЭК 61000-5-7. Электромагнитная совместимость (ЭМС). "Устойчивость к электро магнитному импульсу высотного ядерного взрыва (ЭМИ ВЯВ). Степени защиты от электромагнитных помех. Методы расчета защищенности", 1997.

30. Кравченко В.И., Болотов Е.А., Латунова Н.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. - М., Радио и связь, 1987. - 256 с.

31. Кравченко В.И. Грозозащита радиоэлектронных средств. Справочник. - М.: Радио и связь, 1991 – 264 с.

32. Уильямс Т. ЭМС для разработчиков продукции. - М.: Издательский Дом «Техноло гии», 2003. - 540 с.

33. Кечиев Л.Н., Пожидаев Е.Д. Защита электронных средств от воздействия статическо го электричества/ Учеб. пособие для вузов. - М.: Издательский Дом «Технологии», 2005. - 352 с.

34. Кечиев Л.Н. Проектирование печатных плат для цифровой быстродействующей аппа ратуры. - М.: ООО «Группа ИДТ», 2007. - 616 с.

35. Кечиев Л.Н., Степанов П.В. ЭМС и информационная безопасность в системах теле коммуникаций. - М.: Издательский Дом «Технологии», 2005. - 320 с.

36. Кечиев Л.Н., Акбашев Б.Б., Степанов П.В. Экранирование технических средств и эк ранирующие системы. - М.: ООО «Группа ИДТ», 2010. - 470 с.

37. Смит Д.Д. Функциональная безопасность. Простое руководство по применению стан дарта МЭК 61508 и связанных с ним стандартов/ Дэвид Дж. Смит, Кеннет Дж. Л.

Симпсон - М. Издательский Дом «Технологии», 2004. - 208 с.

Генеральный штаб Вооруженных сил Российской Федерации, ФГУ «12 ЦНИИ Минобороны России», Московский государственный институт электроники и математики (МИЭМ).

Статья поступила 10.01.2010.

Burutin A.G., Baljuk N.V., Kechiev L.N.

Electromagnetic Effects of Environment and Functional Safety Radio-electronic Systems of Arms The problem of the functional safety, defined EMC is considered. Its integrated approach is shown, the expanded classification and the characteristic of the electromagnetic effects forming the electromagnetic environment is resulted. The dangers caused by inadequately functioning systems and the equipment in the operative electromagnetic environment are marked. Necessity of develop ment of more perfect methods of the theory and practice of creation of radio engineering and elec tronic systems which will provide integrity of functional safety on all life cycle of systems is proved.

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № Requirements to methods and means of tests and measurements, experimentally-research base which should correspond to the real electromagnetic effects, meeting the requirements of func tional safety are formulated.

Demands to competence of the personnel connected with the equipment and systems during all life cycle that is the major factor of maintenance of integrity of functional safety are made.

functional safety, electromagnetic compatibility, electromagnetic effect, arms, the military technics, the program, test The Joint Staff of Armed forces of the Russian Federation, 12 CR&DI of the Ministry of Defense of Russia, The Moscow State Institute of Electronics and Mathematics.

Серия «Библиотека ЭМС»

КЕЧИЕВ Л.Н., АКБАШЕВ Б.Б., СТЕПАНОВ П.В.

ЭКРАНИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И ЭКРАНИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ На основе обобщения отечественного и мирового опыта рассматривается ком плекс вопросов, связанных с разработкой эффективных экранов и экранирующих систем для технических средств, работающих в широком частотном диапазоне.

Впервые в отечественной литературе защита технических средств от воздействия электромагнитных полей представлена комплексно: от аппаратного уровня до эк ранированных строений. Дается обобщенная концепция многорубежного экрани рования, позволяющая наметить стратегию решения задачи, рассматриваются применяемые материалы, приводятся элементы теории и инженерные методики расчетов электростатических, магнитостатических и электродинамических экра нов. Значительное внимание уделено методам и средствам повышения целостно сти экранирования за счет установки проводящих прокладок. Для специалистов, применяющих стандартные конструкции шкафов и стоек, приведены рекоменда ции по выбору конструктивов с усиленной электромагнитной защитой. Впервые в отечественной литературе с единых позиций рассмотрены основные вопросы, связанные с созданием экранированных зданий и помещений.

Изложение материала ориентировано на инженерную аудиторию. В определённой мере книга может служить справочником по конструированию экранов и экранирующих систем.

Монография предназначена для инженерно-технических работников. Она может быть полезна бакалав рам, магистрам и аспирантам соответствующих направлений, а для систем повышения квалификации и профессионального мастерства её можно рассматривать в качестве учебного пособия.

470 стр., 2010 г. Тираж 1000 экз. ISBN 978-5-94833-096-9.

Книгу можно приобрести в издательстве или заказать по Интернету: www.techizdat.ru 28 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- УДК 623.745.519-78.25.01. А.В. Анисимов, А.Г. Бурутин Проблемы и направления совершенствования системы обеспечения электромагнитной стойкости авиационной техники В статье проанализировано состояние работ по проблеме обеспечения стойкости авиационной техники к воздействию внешних электромагнитных факторов. Указано на необходимость совершен ствования отечественной системы обеспечения стойкости авиаци онной техники к воздействию внешних электромагнитных факторов и рассмотрены основные направления этого совершенствования.

электромагнитная стойкость, внешние электромагнитные факторы Современная авиационная техника насыщена разнообразными радиоэлектронными системами (РЭС) и оборудованием, обеспечивающими пилотирование летательных аппара тов, жизнеобеспечение экипажа, электроснабжение, связь, отображение информации и т.п. В связи с постоянным увеличением функциональной сложности радиоэлектронных средств, повышением их быстродействия, широким применением в них электронно-компонентной базы нового поколения, обладающей высокой электромагнитной чувствительностью, вопро сы обеспечения стойкости авиационной техники к воздействию электромагнитных факторов естественного и искусственного происхождения становятся все более актуальными.

Экспериментальные исследования воздействия электромагнитных полей на отечест венную авиационную технику свидетельствуют о недостаточной стойкости ее отдельных сис тем и узлов. Так, например, в ходе испытаний самолетов наблюдались срабатывание пиропа тронов катапульты, выход из строя и отказы систем пилотажно-навигационного комплекса, сбои в функциональных системах специализированной аппаратуры и системах связи. Не смотря на имеющиеся экспериментальные результаты и требования действующих норматив ных документов, испытания образцов авиационной техники или их отдельных систем и узлов на стойкость к действию электромагнитных факторов зачастую подменяются расчетными оценками стойкости с использованием упрощенных моделей. При этом достоверность полу чаемых оценок, как правило, экспериментально не проверяется. Сложившееся положение по вышает риск возможных аварий и подрывает конкурентоспособность отечественной авиаци онной техники в мире.

В последнее время предпринимаются определенные усилия по налаживанию функ ционирования системы обеспечения стойкости летательных аппаратов к действию электро магнитных факторов. Основное внимание при этом обращается на неукоснительное соблюде ние требований действующей нормативной документации. В частности в настоящее время проводятся активные исследования, в том числе экспериментальные, по обеспечению элек тромагнитной стойкости истребителя 5-го поколения, перспективного вертолета боевой под держки и некоторых других разрабатываемых образцов авиационной техники.

Анализ состояния работ в указанной области с учетом непрерывного усложнения авиационных комплексов (включение в их состав космических средств навигации и связи, переход на новые более высокочастотные диапазоны работы радиосредств систем вооруже ния и самозащиты) свидетельствуют о необходимости дальнейшего совершенствования су ществующей отечественной системы обеспечения стойкости к действию электромагнитных факторов естественного и искусственного происхождения. По нашему мнению этот процесс должен осуществляться по следующим основным направлениям:

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № · развитие расчетных методов и методов численного моделирования, · своевременное обновление нормативно-методической документации, · разработка и внедрение в практику современных методов испытаний аппаратуры на стой кость к воздействию электромагнитных факторов, · модернизация и развитие электромагнитной экспериментально-испытательной базы.

Необходимость совершенствования расчетных методов и методов численного моде лирования определяется несколькими аспектами. Во-первых, в этом случае затраты на оценку результатов воздействия электромагнитных факторов на авиационную технику и ее аппара туру несоизмеримо меньше затрат на проведение испытаний. Во-вторых, за последние не сколько лет произошел качественный скачок в возможностях вычислительной техники, что позволяет использовать более адекватные математические модели. В-третьих, в связи с пере ходом на использование более высокочастотных радиосредств в авиационных комплексах для обоснования требований необходимы дополнительные исследования эффектов воздейст вия их излучений на радиоэлектронную аппаратуру. В-четвертых, расчетные методы необхо димы для планирования испытаний и оценки достоверности их результатов. В качестве ос новных направлений развития методов численного моделирования можно выделить переход на технологии параллельных вычислений, разработку новых эффективных методов расчета и более “быстрых” алгоритмов.

В настоящее время в мире широко используются следующие стандарты [1]:

· STANAG – стандарты для военной организации НАТО, · MIL-STD – военные стандарты США (используются и в некоторых других странах), · военные стандарты Германии (VG-standards) и Англии (Great Britain the standards), · ряд самых современных стандартов в целях обеспечения электромагнитной стойкости (совместимости) авиационной техники европейской корпорации EUROFIGHTER, · гражданские стандарты для современных коммерческих самолетов, · стандарты и спецификации для коммерческого радиоэлектронного оборудования.

Гражданские международные нормативные документы [2-4] регламентируют требо вания внутренней электромагнитной совместимости бортового радиоэлектронного оборудо вания коммерческой авиационной техники, а также требования по электромагнитной стойко сти к непреднамеренным внешним электромагнитным воздействиям естественного и искус ственного происхождения. Кроме того, в США и Европе в настоящее время ведутся интен сивные работы по созданию новых стандартов, регламентирующих требования электромаг нитной стойкости коммерческих самолетов к воздействию молнии и высокоинтенсивных по лей радиочастотного излучения.

Военные стандарты [5-11] устанавливают дополнительные требования по электро магнитной стойкости образцов военной авиационной техники к воздействию внешних факто ров: высокоинтенсивных полей радиочастотного излучения (поля радиолокационных и ра диопередающих станций), молнии, мощных микроволновых излучений, полей ЭМИ высотно го ядерного взрыва и токов электростатических разрядов.

При этом обеспечение внутренней электромагнитной совместимости является обяза тельным условием функционирования бортовой аппаратуры авиационной техники, даже в условиях отсутствия внешних воздействий. С другой стороны обеспечение электромагнитной стойкости бортовой аппаратуры к внешним воздействиям не гарантирует ее внутренней элек тромагнитной совместимости.

Требования к отечественной гражданской авиационной технике по электромагнитной совместимости и методы их подтверждения регламентируются комплексом стандартов КТ 160D [12]. Уровни внешних электромагнитных воздействий на военную авиационную техни ку и ее аппаратуру, а также методы их подтверждения устанавливаются в общих технических требованиях и в комплексах военных стандартов.

В условиях интенсивного внедрения последних достижений научно-технического прогресса в разрабатываемые перспективные образцы авиационной техники возникает задача своевременного обновления нормативной документации в целях уточнения требований, ме 30 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- тодов и норм испытаний. Одновременно необходимо решать задачу гармонизации дейст вующих национальных стандартов между собой, военных стандартов со стандартами граж данскими, а в случае экспорта авиационной техники в другие страны – с действующими меж дународными нормативными документами.

Например, устанавливаемые на борт носителей оборудование и аппаратура специаль ных систем вооружения, связи, самозащиты и т.п. могут изготавливаться в соответствии с требованиями по электромагнитной совместимости разных отечественных стандартов. Эти требования не всегда совпадают с требованиями, предъявляемыми к авиационному оборудо ванию. Кроме того, в одном корпусе прибора зачастую устанавливаются электронные и ра диокомпоненты разных производителей. Очевидно, что в обоих случаях могут потребоваться дополнительные испытания и ограничения, необходимость которых должна быть отражена в нормативной документации.

В настоящее время в США и ряде других стран ведутся интенсивные исследования в интересах создания новых источников электромагнитного воздействия. В связи с этим необ ходимо уже сейчас разрабатывать военные стандарты (или уточнять действующие докумен ты), регламентирующие требования по стойкости отечественной авиационной техники к по добным воздействиям.

Следующим направлением совершенствования стандартов является гармонизация системы испытаний авиационной техники. Под гармонизированной системой испытаний бу дем понимать такую систему, в которой каждый вид испытаний дополняет другие и не повто ряет, так или иначе, ранее выполненных проверок. Кроме того, при выборе методов проверки характеристик образцов, их оборудования и аппаратуры следует исходить из соображений простоты и экономичности этих методов, а также условия снижения или сохранения на прежнем уровне рисков отказов техники.

По аналогии с мировой практикой в отечественных авиационных стандартах жела тельно регламентировать требования по наведенным при внешних электромагнитных воздей ствиях токам и напряжениям в бортовой кабельной сети и методы испытаний оборудования и аппаратуры авиационной техники с помощью малогабаритных генераторов токов и напряже ний. За рубежом экспериментальное оборудование для проведения указанных испытаний вы пускается серийно. Подобные методы не отменяют испытаний образцов в целом, но позволя ют существенным образом уменьшить их стоимость (за счет сокращения объемов) и дают возможность производителю оборудования повысить качество своих изделий (внедрив сис тему соответствующих проверок на производстве). Кроме того, на основе результатов этих испытаний с помощью современных математических методов можно прогнозировать реак цию аппаратуры на различные внешние электромагнитные воздействия, которые могут поя виться в ближайшем будущем (электромагнитное оружие).

Особое внимание следует обратить на разработку инструкций, руководств и рекомен даций по выполнению требований соответствующих стандартов на различных стадиях про цесса разработки и создания образцов авиационной техники. В отличие от мировой практики в нашей стране подобная нормативная документация практически не разрабатывается. Между тем, затраты на обеспечение электромагнитной стойкости можно снизить в десятки раз, если предусмотреть соответствующие конструктивные и схемотехнические решения, а также меры защиты на этапе эскизного проектирования аппаратуры и образца в целом. Существующий опыт обеспечения стойкости военной техники показывает, что стоимость указанных меро приятий в этом случае не превышает 0,15 % от общей стоимости образца. Однако, если за щитные меры разрабатываются уже для готового изделия, то их эффективность резко снижа ется, а стоимость может возрасти до 15 % от общих затрат на создание образца.

Одним из ключевых направлений совершенствования системы обеспечения электро магнитной стойкости авиационной техники является модернизация и развитие эксперимен тально-испытательной базы. Ее возможности должны не только позволять проводить провер ки и испытания авиационной техники в соответствии с действующими документами, но и экспериментальные исследования по уточнению и обоснованию требований существующего и следующего поколения стандартов, соответственно. Следовательно, развитие эксперимен ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № тально-испытательной базы должно несколько опережать развитие испытываемой техники и ее радиоэлектронного оборудования.

Анализ современного состояния отечественной экспериментально-испытательной ба зы, которую можно использовать в целях обеспечения электромагнитной стойкости авиаци онной техники, ее оборудования, систем и аппаратуры показывает:

· существующая экспериментально-испытательная база обладает достаточным набором комплексов и установок для воспроизведения практически всех видов внешних электро магнитных воздействий на образцы авиационной техники, за исключением комплекса для воспроизведения полномасштабного (на весь образец авиационной техники) воздей ствия излучений радиопередающих и радиолокационных станций, а также перспективных источников электромагнитного воздействия, · измерительная аппаратура позволяет с необходимой точностью регистрировать парамет ры электромагнитного воздействия установок и комплексов, а также реакцию аппаратуры испытываемых образцов. Вместе с тем существует потребность более активного внедре ния в практику современных многоканальных интегрированных систем обработки и ана лиза получаемой информации, что существенным образом сократит временные затраты на проведение исследований и испытаний, · отсутствуют отечественные стандартизованные средства для проведения испытаний ап паратуры и систем авиационной техники на воздействие токов и напряжений, наводимых в бортовой кабельной сети при воздействии внешних электромагнитных факторов.

Таким образом, в качестве основных путей развития экспериментально испытательной базы можно выделить следующие:

· модернизация экспериментальных установок и комплексов, разработка новых установок, позволяющих воспроизводить электромагнитные воздействия в соответствии с требова ниями нового поколения стандартов, · создание крупногабаритных установок для проведения испытаний образцов авиационной техники на стойкость к воздействию излучений радиопередающих и радиолокационных станций, а также перспективных источников электромагнитного воздействия, · внедрение современных многоканальных систем обработки и анализа измерительной ин формации, · налаживание выпуска отечественных высокоскоростных регистраторов и стандартизо ванных средств испытаний аппаратуры авиационной техники на действие токов и напря жений, наводимых в бортовой кабельной сети при воздействии внешних электромагнит ных факторов.

В заключение хотелось бы отметить, что решать вопросы по совершенствованию оте чественной системы обеспечения электромагнитной стойкости авиационной техники необхо димо в кратчайшие сроки. Только быстрые и эффективные меры в этой области позволят со хранить конкурентоспособность отечественной авиационной техники на мировом рынке.

Список литературы 1. RTO-TR-059. Electromagnetic Compatibility in the Defense Systems of Future Years, Research and Technology Organization North Atlantic Treaty Organization, 2002. - 109 p.

2. RTSA DO-160. Environmental Conditions and Test Procedures for Airborn, 1997.

3. EN’s - Европейские стандарты электромагнитной совместимости.

4. IEC’s – Стандарты электромагнитной совместимости международной электротехнической комиссии.

5. MIL-STD-461E. Requirements for the Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystems and Equipment, 2002, 253 p.

6. MIL-STD-462D. Measurement of Electromagnetic Interference Characteristics, 1993. - 203 p.

7. MIL-STD-464A. Electromagnetic Environmental Effects. Requirements for Systems, 2002. 121 p.

8. MIL-STD-1757A. Lightning Qualification Test Techniques for Aerospace Vehicles and Hard 32 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- ware, 1996. - 185 p.

9. NATO STANAG 3516. Electromagnetic Interference and Test Methods for Aircraft Electrical and Electronic Equipment, 1993.

10. NATO STANAG 3659. Electrical Bonding Requirements for Metallic Aircraft Systems, 1998.

11. NATO STANAG 7116. Verification Methodology for Electromagnetic Hardness of Aircraft, 2005.

12. КТ-160D. Квалификационные требования. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования (внешние воздействующие факторы). Требо вания, нормы и методы испытаний, 2005.

ФГУ «12 ЦНИИ Минобороны России», Генеральный штаб Вооруженных сил Российской Федерации.

Статья поступила 10.01.2010.

Anissimov A.V., Burutin A.G.

Problems and Development of Electromagnetic Hardness for Aircrafts State of electromagnetic hardness technologies for aircrafts has been analyzed. It is pointed out Russian electromagnetic hazard protection system might be improved. Base di rections of this improvement are considered.

electromagnetic hardness, electromagnetic environment effects The Joint Staff of Armed forces of the Russian Federation, 12 CR&DI of the Ministry of Defense of Russia.

Серия «Библиотека ЭМС»

УИЛЛЬЯМС Т. ЭМС ДЛЯ РАЗРАБОТЧИКОВ ПРОДУКЦИИ Перевод с английского: Кармашев B.C., Кечиев Л.Н. - д.т.н., профессор, Книга содержит ключевую информацию, необходимую для обеспечения соответствия продукции требованиям ДирективыЭМС. Изложены законода тельные положения и нормативные требования по обеспечению ЭМС и приве дены эффективные инженерные методы конструирования аппаратуры с учетом требований ЭМС.

Книга предназначена для специалистов промышленных предприятий, на учно-исследовательских организаций и учебных заведений.

508 стр., 2004 г. Тираж 1500 экз. ISBN 5-94833-003- Книгу можно приобрести в издательстве (тел. 8-985-134-4367) или заказать по Интернету:

www.techizdat.ru ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № УДК 623.745-519®78.25.01. А.Г. Бурутин, С.Ф. Перцев, Н.В. Балюк Экспериментально-испытательная база Минобороны России Рассматривается состояние и перспективы развития экспе риментально-испытательной базы для воспроизведения электромаг нитных факторов природного и техногенного происхождения и обеспечения в Министерстве обороны России испытательных работ по контролю стойкости и безопасности вооружения и военной тех ники.

экспериментально-испытательная база, электромагнитные факторы, испытания, стойкость, безопасность Одним из основных требований, выдвигаемых при разработке новейшего вооружения и военной техники (ВВТ), является стойкость и безопасность их в условиях воздействия электро магнитных факторов природного и техногенного происхождения.

В современных образцах вооружения и военной техники используется большое количе ство пиротехнических средств. Пироболты, электродетонаторы и узлы инициирования в ракетно космической технике;

узлы катапультирования, инициирования ракет, снарядов – в авиационной;

электродетонаторы, узлы запала и подрыва в артиллерии;

цепи подрыва торпед – в морской тех нике. Электрические цепи, в составе которых находятся пиротехнические средства, называются опасными цепями.

Для безопасности эксплуатации на всех этапах жизненного цикла ВВТ, а также для вы полнения боевой задачи в условиях помехового электромагнитного воздействия, опасные цепи должны быть надежно защищены от несанкционированного срабатывания.

Источниками электромагнитных помех природного и техногенного происхождения яв ляются: молнии, излучения радиопередающих средств, индустриальные помехи линий электро передач, контактная сеть железных дорог, высоковольтные установки, генераторы сверхширо кополосного электромагнитного излучения, электростатические разряды [1].

Проблема обеспечения безопасности ВВТ решаются только при использовании совре менной экспериментальной базы, оснащенной установками-имитаторами, воспроизводящими факторы, максимально приближенные по характеристикам к реальным воздействиям, глубоко проработанных методических вопросов и обеспечения исследователей современной измеритель ной и вычислительной техникой.

В настоящее время только экспериментально-испытательная база Минобороны России располагает полным комплексом установок для воспроизведения в соответствии с нормативны ми документами электромагнитных полей, токов и напряжений природного и техногенного про исхождения и обеспечения в Министерстве обороны испытательных работ по контролю стойко сти и безопасности вооружения и военной техники.

Концепция развития экспериментально-испытательной базы включает решение следую щих функциональных задач:

· разработка методов воспроизведения и измерения действия электромагнитных факторов на ВВТ, · математическое моделирование воздействия и процессов формирования электромагнитных факторов, · развитие, модернизация и поддержание в работоспособном состоянии имитаторов и измери тельных комплексов, 34 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- · исследование эффективности средств защиты и обоснование рекомендаций по повышению защищенности ВВТ от действия факторов природного и техногенного происхождения, · научно-методическое, организационно-техническое и метрологическое обеспечение экспе риментальных исследований и испытаний, · проведение испытаний ВВТ на стойкость и защищенность опасных цепей от действия фак торов природного и техногенного происхождения, · разработка методов экспериментального исследования механизмов и закономерностей воз действия электромагнитных факторов природного и техногенного происхождения.

Каждому проводимому испытанию объектов вооружения и военной техники на экспери ментально-испытательной базе предшествует большой объем организационных и технических мероприятий. На основании этих подготовительных работ составляется схема нагружения объ екта, позволяющая провести испытания с минимальным выводом из строя отдельных узлов и электронных блоков. При выходе из строя определенного узла сотрудники экспериментально испытательной базы совместно с разработчиками анализируют причины и разрабатывают схему защиты узла. После устранения причин выхода из строя аппаратуры или нарушения функциони рования технических средств испытания продолжаются.

Одним из основных электромагнитных поражающих факторов является разряд молнии.

Воздействие мощных грозовых разрядов на вооружение и военную технику, стационарные со оружения является сложным процессом как с точки зрения параметров действующей нагрузки, так и по оценке результатов воздействия в силу многообразия физических аспектов. Поэтому ре шить эту проблему чисто теоретическими расчетными методами в настоящее время практически невозможно. Разработанные расчетные методики, мощный вычислительный аппарат позволяют дать только предварительные оценки стойкости объектов вооружения к воздействию молнии.

Окончательная и достоверная оценка стойкости и безопасности остается за экспериментальной проверкой и испытаниями.

Экспериментально-испытательная база электромагнитных полей природного и техноген ного происхождения включает в себя комплекс стационарных и подвижных имитаторов молнии, генераторы мощных импульсных токов и напряжений, лабораторные моделирующие установки, комплекс образцовых и рабочих средств измерений, а также автоматизированные измерительно регистрирующие комплексы. В настоящее время испытательная база по набору установок имитаторов, их техническим возможностям, по обеспечению измерительно-регистрирующей ап паратурой сопоставима с экспериментальными базами крупных испытательных центров США.

Установки-имитаторы электромагнитных факторов обеспечивают проведение полномас штабных испытаний объектов вооружения и военной техники на молниестойкость как на экспе риментально-испытательной базе института, так и в местах их непосредственной дислокации.

Еще в восьмидесятых годах были разработаны косвенные методы нагружения и испыта ния крупногабаритных объектов вооружения и стационарных сооружений на действие электро магнитных полей. На основе косвенного метода воспроизводятся на испытываемых объектах действующие токи и напряжения, возникающие при воздействии полей. Для реализации косвен ных методов испытаний экспериментальная база располагает транспортабельным комплексом установок «Зенит».

С использованием подвижного испытательного комплекса «Зенит» были проведены ис пытания на молниестойкость штатной аппаратуры подвижного ракетного комплекса «Тополь-М»

в местах базирования.

В последнее десятилетие в связи с введением новых требований по стойкости в состав комплекса стандартов «Мороз-6» широкое распространение получили испытания ВВТ на дейст вие электромагнитных полей техногенного происхождения. К таким электромагнитных полям следует отнести поля высоковольтных линий электропередач и короткого замыкания ЛЭП, дей ствие статического электричества (рис. 1. и рис. 2.).

Такие электромагнитные поля создают стойкие помехи устройствам управления и связи, а иногда приводят к выходу из строя отдельных элементов электронных систем и препятствуют ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № прохождению команд на блоки управления оружием, что может привести к срыву выполнения боевой задачи.

Макеты установок, созданные для воспроизведения указанных факторов, показали прин ципиальную возможность использования их при проведении испытаний ВВТ. Проведенная спе циалистами ВНИИОФИ метрологическая аттестация разработанных макетов подтвердила заяв ленные параметры.

Дополнительно следует подчеркнуть, что современные образцы ВВТ насыщены радио электронной аппаратурой, при разработке которой используются передовые и перспективные технологии с применением микросхем, микропроцессоров, функционирующих при малых значе ниях электрического тока и напряжения. В этом случае даже непреднамеренное воздействие электромагнитных факторов различного происхождения на ВВТ может приводить к аварийным или катастрофическим последствиям. В последние годы зафиксировано случаи выхода из строя различных систем управления ВВТ при их эксплуатации в условиях воздействия электромагнит ных излучений штатных радиопередающих средств (РПС) и радиолокационных станций (РЛС), приведших к нарушению работы дорогостоящей техники.

Для проведения испытаний образцов ВВТ на безопасность при действии излучений РПС и РЛС в соответствии с требованиями военных стандартов разработаны методы исследований, комплекс установок-имитаторов полей РПС и РЛС, средств измерений параметров электромаг нитных излучений (Рис. 3.).

В интересах этих испытаний создана новая, не имеющая отечественных аналогов измери тельная система «Дельта-ТЭ» для определения значений наведенных токов и выделившиеся энергии в опасных цепях авиационной и ракетной техники при воздействии электромагнитных факторов природного и техногенного происхождения. Применяемые в измерительных трактах этой системы пироэлектрические датчики имеют чувствительность на два порядка выше по срав нению с другими типами датчиков.

Рис. 1. Испытания защищенности опасных цепей самолета МиГ-29СМТ на действие ЭМП высоковольтных линий электропередачи 36 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- Рис. 2. Испытания защищенности опасных цепей самолета МиГ-29СМТ в условиях воздействия разрядов статического электричества Рис. 3. Испытания самолета МиГ-29СМТ на действие внешних гармонических электромагнитных полей радиочастотного диапазона ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № Система «Дельта-ТЭ» аттестована в составе автоматизированного измерительного ком плекса «Памир-М» и постоянно используется при проведении испытаний защищенности опас ных цепей образцов ВВТ в условиях воздействия электромагнитных факторов различного проис хождения.

Основным результатом работы в области обеспечения стойкости ВВТ и безопасности в условиях воздействия электромагнитных факторов является совместное с разработчиками до ведение разрабатываемой военной техники и вооружения до требуемой нормативными докумен тами стойкости к этим факторам. В последние годы такие работы проведены на комплексах «То поль-М», «Булава», «Искандер», МИГ-29СМТ, «Брамос».

Действующие нормативные документы, регламентирующие испытания ВВТ содержат все необходимые положения для организации и проведения испытаний. Каждые десять лет нор мативные документы подвергаются корректировке с учетом изменяющихся параметров и моде лей воздействия внешних электромагнитных факторов.

В связи с этим, особое внимание уделяется постоянному совершенствованию и перспек тиве развития экспериментальной базы. Сохранение паритета в области испытаний техники и вооружения с ведущими зарубежными странами возможно только при осуществлении комплекса мероприятий по развитию моделирующих установок с целью доведения их параметров до уров ня современных требований, позволяющих проводить исследования и испытания по отработке вопросов создания и совершенствования образцов ВВТ, стойких к действию электромагнитных факторов.

Развитие экспериментально-испытательной базы строго подчинено выполнению целевой программы создания новых образцов вооружения и военной техники, стойких к электромагнит ным факторам. Необходимость дооснащения экспериментально-испытательной базы новыми ус тановками, их качество и количество определяются необходимостью достижения заданной сте пени достоверности прогноза стойкости ВВТ в реальных условиях их функционирования.

В заключение можно констатировать, что в России создана и функционирует современ ная экспериментально-испытательная база для исследований и испытаний ВВТ на действие раз личных электромагнитных факторов. Сегодня можно утверждать, что по уровню развития и ос нащенности мы приблизились к ведущим зарубежным странам.

Список литературы 1. Бурутин А.Г., Перцев С.Ф., Балюк Н.В. Оружие и электромагнитные факторы. Журнал оборонно-промышленного комплекса «Военный парад». - 2009. - № 6. - С. 14-16.

Генеральный штаб Вооруженных сил Российской Федерации, ФГУ «12 ЦНИИ Минобороны России».

Статья поступила 10.01.2010.

Burutin A., Pertsev S., Balyuk N. V.

Experimentally-test base of the Ministry of Defence of Russia The condition and prospects of development of experimentally-test base for reproduction of electromagnetic factors of a natural and technogenic origin and maintenance in the Ministry of De fence of Russia of test works under the control of firmness and safety of arms and the military tech nics is considered.

experimentally-test base, electromagnetic factors, tests, firmness, safety The Joint Staff of Armed forces of the Russian Federation, 12 CR&DI of the Ministry of Defense of Russia.

38 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- УДК 539.12. А.А Давыдов, В.А. Плыгач, Ю.Ф. Чибисов Электромагнитные факторы природного и техногенного происхождения и способы их воспроизведения при испытаниях объектов вооружения и военной техники Рассмотрены основные электромагнитные факторы, возни кающие от природных и техногенных источников. Приведены спосо бы их воспроизведения при испытаниях вооружения и военной техни ки, в том числе и для крупногабаритных объектов.

электромагнитные помехи, поля молнии, поля высоковольтных линий электропередачи, поля контактных сетей железных дорог, поля и токи коротких замыканий, имитаторы, способы воспроизведения, испытания Развитие микроэлектроники, компьютерной техники, сложных электротехнических устройств привело к вынужденному обострению внимания к обеспечению защиты вооруже ния и военной техники (ВВТ) от воздействия мощных электромагнитных помех (МЭМП), возникающих от различных источников. Особенно это стало актуальным при переходе к уст ройствам, работающим на низких напряжениях, содержащим в своем составе чувствительные к перегрузкам элементы. Такие устройства и приборы составляют в настоящее время преоб ладающее большинство и ими оснащены практически все объекты ВВТ.


В соответствии с существующей классификацией [1] к основным источникам МЭМП относятся: поля от молнии, статическое электричество от различных источников, поля от вы соковольтных линий электропередачи (ВЛЭП), контактных сетей железных дорог (КСЖД) и станций безобмоточного размагничивания кораблей (СБРК), поля и токи коротких замыканий в ЛЭП (КЗ ЛЭП).

Существуют и другие источники электромагнитных помех, такие, например, как раз личного рода генераторы электрических токов и напряжений, промышленные и бытовые электрические и электронные приборы и т.п. Однако уровни создаваемых ими электромаг нитных полей и расстояния, на которых они могут представлять какую бы то ни было угрозу для различных объектов, значительно ниже чем у выше перечисленных источников. Поэтому в данной статье они не будут рассматриваться.

В настоящее время вопросы воздействия рассматриваемых факторов на различные объекты достаточно широко и полно обсуждены с точки зрения развития методов оценок возможных наводок в цепях приборов и систем, воздействия на линии связи и экранирован ные объекты [1]. Однако вопросы, связанные с определением конкретных значений наводи мых помех в сложных объектах, к которым однозначно относятся объекты ВВТ, вопросы их стойкости к данным воздействиям могут быть рассмотрены только экспериментально с ис пользованием соответствующих испытательных установок.

Электромагнитные поля ВЛЭП и КСЖД Высоковольтные линии электропередачи, находясь в рабочих и аварийных режимах, являются источниками мощных электромагнитных помех. Большое влияние на режимы рабо ты линий электропередачи оказывают перенапряжения, которые являются причиной повы шения амплитуды рабочего напряжения сети и генерирования электромагнитных помех большой мощности даже в рабочих режимах. Перенапряжения в высоковольтных ЛЭП могут ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № быть причиной аварийных режимов ее работы и стать источником электромагнитных излуче ний намного большей мощности, чем в рабочих режимах. При аварийных режимах ЛЭП ис точниками мощных помех становятся токи и напряжения основной частоты. Наиболее рас пространенным аварийным режимом ЛЭП является ее короткое замыкание (КЗ) на землю, которое сопровождается резким увеличением токов линии. Токи при этом достигают пиковых значений 10-100 кА, а ЛЭП в режиме КЗ становится источником мощных электромагнитных помех (амплитуда электрического поля более 10 кВ/м, магнитного – более 1 кА/м).

Напряженность магнитного поля, возникающая при КЗ ЛЭП, пропорциональна току короткого замыкания и аналитически определяется по выражению [1]:

H(t) = Iкз(е-t/Tс - cos t)/2r, где Iкз – ток короткого замыкания ЛЭП, Тс – постоянная времени сети, принимающая значе ния от 0,05 до 0,1 с, f = 50 Гц, r – расстояние от ЛЭП до точки наблюдения.

Вектор напряженности магнитного поля лежит в плоскости, перпендикулярной оси провода, и направлен по касательной к окружности, концентрической его поверхности.

Так как ЛЭП оборудованы быстродействующей защитой, время срабатывания кото рой составляет около 0,07-0,1 с, то это время и должно быть принято за время воздействия магнитного поля помехи на объект при коротком замыкании ЛЭП.

Близкой по своим помехосоздающим свойствам к ЛЭП является контактная сеть же лезных дорог. Режимы работы контактной сети имеют много общего с режимами ЛЭП пере менного и постоянного тока. В зависимости от назначения для электрификации железных до рог постоянным током применяют напряжение 600-800 В для городского транспорта и 3300 В для магистральных железных дорог. При электрификации железных дорог перемен ным током напряжение контактной сети составляет 25 кВ. Ток контактной сети постоянного тока в режиме удаленного короткого замыкания изменяется по экспоненциальному закону [1]:

I(t) = Iнач+ Iкз[1 - exp(-t/Tc)], где Iнач - ток сети до начала КЗ, А;

Iкз – ток КЗ в сети, А, Tc – постоянная времени кон тактной сети, с.

Пиковые значения тока КЗ в контактной сети однофазного переменного тока дости гают значений до 10 кА, тогда как для контактной сети постоянного тока они лежат в преде лах 25-30 кА.

Способы создания ЭМП ВЛЭП и КСЖД Для создания электрических полей наиболее широкое распространение получили раз личного рода антенные излучающие системы и полеобразующие системы на основе полоско вых линий.

Антенные системы для диапазона частот (0-50) Гц имеют чрезвычайно большие габа риты и их применение для создания электрического поля в объеме порядка нескольких сотен кубометров не целесообразно.

Другим способом получения электрических полей является использование различного рода полосковых линий. В полосковых линиях хорошо воспроизводятся низкочастотные электрические поля, амплитуда поля в пределах рабочего объема практически равномерна.

Высота рабочего объема регулируется достаточно просто – подниманием или опусканием верхнего токопровода.

Структурная схема устройства для получения электрического поля в имитаторе ЭМП ВЛЭП приведена на рис. 1.

40 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- Рис. 1. Структурная схема устройства для получения электрического поля Для создания магнитных полей применяются различного рода соленоиды, имеющие цилиндрический рабочий объем. Для получения магнитного поля возможно использование соленоида со сплошной обмоткой, но возникают проблемы при обеспечении совместного действия электрического и магнитного полей, так как сплошная обмотка соленоида (а она, как правило, с одной стороны заземляется) будет экранировать объект от электрического по ля, создаваемого расположенной снаружи соленоида полосковой линией. При расположении полосковой линии внутри соленоида, размеры последнего значительно возрастают, а это при водит к существенному удорожанию имитатора.

Другим источником получения практически однородного магнитного поля являются катушки Гельмгольца (рис. 2).

Рис. 2. Катушки Гельмгольца В общем случае они представляют собой два одинаковых кольцевых витка, соединен ных между собой последовательно и расположенных друг от друга на расстоянии радиуса витка R. Обычно катушки Гельмгольца состоят из двух катушек, на которых намотано неко торое количество витков, причем толщина катушки должна быть много меньше их радиуса.

На практике для расчета напряженности магнитного поля в центре катушки используют фор мулу [2]:

wI H = 0,716, (1) R где w - количество витков;

I – ток, А;

R – радиус катушки, м.

Напряженность магнитного поля катушек Гельмгольца в центре системы отличается от поля, создаваемого на расстоянии 0,5R от центра по ее оси, примерно на 5 %.

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № Более высокую однородность магнитного поля в рабочем объеме имеет катушка Мак свелла [3], которая представляет собой систему из трех кольцевых параллельных катушек Гельмгольца (рис. 3), витки которых расположены на общей сфере радиуса R (схема распо ложения катушек представлена на рис. 4). Отношение числа витков средней катушки к каж дой из крайних должно быть равно 64/49. Радиус крайних катушек Rкр = R(4/7)1/2, а расстоя ние их до средней катушки l = Rср(3/7)1/2. Применение таких катушек для формирования маг нитного поля затруднительно по двум причинам: во-первых, нерационально используется рабочий объем;

во-вторых - сложность изготовления катушек.

Рис. 4. Схема расположения катушек Рис. 3. Трехсекционные катушки Гельмгольца Максвелла В силу разных причин на практике применяются не кольцевые катушки, а имеющие прямоугольное, квадратное или трапецеидальное сечение. С целью снижения габаритных размеров соленоидов нередко используют катушки, состоящие из нескольких секций. Эти секции располагаются на определенном расстоянии одна от другой. В частности, находят ши рокое применение трехсекционные катушки, причем крайние катушки располагаются друг от друга на расстоянии диаметра (стороны квадрата для квадратных катушек), а средняя секция находится в центре между крайними;

и четырехсекционные, в которых крайние катушки рас полагаются на расстоянии 1,5 диаметра, а средние - на расстоянии 0,5 диаметра (стороны квадрата) [3].

Имитатор ЭМП ВЛЭП и КСЖД Для формирования магнитного поля ВЛЭП в режиме короткого замыкания может быть рекомендован имитатор (рис. 5), представляющий собой систему из двух металлических колец, на каждом из которых намотано по две магнитных катушки (катушки Гельмгольца).

Одна из катушек каждого кольца включена последовательно с такой же катушкой другого кольца. В первую пару катушек на время Т с = 0,1 с подается напряжение сети 380 В и тем са мым создается синусоидальная составляющая магнитного поля, через другую пару катушек разряжается емкостной накопитель, создавая тем самым емкостной эффект ВЛЭП. Амплиту да напряженности магнитного поля в рабочем объеме имитатора составляет 3000 А/м, нерав номерность поля в рабочем объеме не превышает 20 %, что соответствует требованиям нор мативных документов.

В силу схожести механизмов и параметров воздействия, следует отметить, что имита тор ЭМП ВЛЭП позволяет также проводить испытания на стойкость к магнитному влиянию КСЖД.

Однако указанный имитатор не лишен недостатков:

42 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- · в рабочем объеме не формируется электрическое поле, · выдержка времени для различных режимов осуществляется вручную, · неустойчивая привязка фронта апериодического импульса тока к началу протекания си нусоидального тока, · малый рабочий объем.


Рис. 5. Имитатор ЭМП ВЛЭП и КСЖД С целью ликвидации некоторых указанных недостатков может быть предложен более совершенный имитатор, внешний вид которого приведен на рис. 6.

Рис. 6. Внешний вид модернизированного имитатора ЭМП ВЛЭП и КСЖД Из отмеченных недостатков у модернизированного имитатора остался единственный:

малый рабочий объем, не позволяющий проводить прямые испытания крупногабаритных объектов ВВТ.

Осциллограммы электромагнитных полей, создаваемых имитатором в рабочем режи ме и в режиме короткого замыкания одной фазы на землю приведены, соответственно, на рис.

7 и 8.

С целью увеличения рабочего объема и уменьшения неоднородности полей в его пре делах наиболее целесообразно для получения магнитного поля использовать полеобразую щую систему, состоящую из 4 катушек Гельмгольца. Для более полного использования рабо чего объема имитатора целесообразно использовать катушки квадратной формы. В этом слу чае получается сравнительно простое в изготовлении устройство полеобразования с неравно ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № мерностью поля в допустимых пределах. Внешний вид полеобразующего устройства такого имитатора представлен на рис. 9.

Рис. 7. Формы импульсов напряженности полей, создаваемых имитатором, при имитации рабо чего режима ВЛЭП Рис. 8. Формы импульсов напряженности полей, создаваемых имитатором, при имитации режи ма короткого замыкания одной фазы ВЛЭП на землю Рис. 9. Полеобразующая система имитатора электромагнитных полей высоковольтных линий электропередачи Расчеты по выражению (1) показывают, что при максимально-допустимой мощности, потребляемой от сети 380 В не более 50 кВт, для достижения требуемых параметров магнит 44 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- ного поля необходимое количество витков в катушках - 336 при диаметре медного проводни ка обмотки не менее 50 мм.

Для получения соответствующей амплитуды электрического поля к полеобразующей системе необходимо подключение источника напряжения промышленной частоты с дейст вующим значением 170 кВ, что не представляет принципиальных трудностей.

Способы формирования магнитных полей СБРК Принимая во внимание схожий механизм формирования магнитных полей, для ими тации магнитных полей СБРК может быть рекомендовано устройство, используемое для имитации ЭМП ВЛЭП на базе колец Гельмгольца. При этом потребуется дооснастить ее уст ройством для переключения полярности формируемых импульсов. В этом случае должны формироваться затухающие по амплитуде знакопеременные импульсы напряженности маг нитного поля. При этом максимальная скорость изменения напряженности магнитного поля должна составлять 80 кА/м/с. Форма импульса – трапециидальная.

В качестве примера на рис. 10, 11 изображена установка-имитатор магнитных полей СБРК и фотография имитатора, созданного в ФГУ «12 ЦНИИ МО РФ». Испытываемый объ ект размещается в рабочем объеме имитатора, его продольная ось ориентирована параллель но магнитным силовым линиям.

Рис. 10. Общий вид установки-имитатора магнитных полей СБРК Способы воспроизведения воздействия статического электричества Испытания на действие статического электричества разделяются на два вида:

· воспроизведение разряда статического электричества, накапливаемого на человеке (опе раторе);

· воспроизведение разряда статического электричества, накапливаемого на корпусе объек та.

При этом в соответствии с нормативными документами необходимо воспроизводить при испытаниях 25 кВ либо 100 кВ, соответственно.

Суть метода воспроизведения основана на разряде генератора напряжения на распо ложенный на изолирующей подставке объект, заземленный в одной точке. Воздействие осу ществляется контактным способом касания разрядным электродом объекта испытаний.

Для проведения испытания на действие статического электричества могут быть реко мендованы генераторы импульсных напряжений ГИН-25 и ГИН-100 с выходными напряже ниями 25 кВ и 100 кВ (рис. 12, 13).

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № Генераторы подключают к корпусу в максимально удаленной от заземлителя точке.

Все внешние соединительные кабели должны быть отключены, поскольку статическое элек тричество может накапливаться на корпусе только в движении.

Нагружение объекта статическим электричеством производится при выходных на пряжениях испытательных генераторов 25 кВ и 100 кВ и емкостях генераторов 250 пФ и 5000 пФ, соответственно.

Воздействие электростатического разряда воспроизводится на корпус объекта путем разряда испытательного генератора на наружную поверхность корпуса. Выбранная точка подвергается испытанию десятью единичными разрядами с интервалом не менее 1 с.

Способы формирования электромагнитных полей молниевых разрядов Испытания на действие электромагнитных полей молниевых разрядов проводится на стационарных имитаторах электромагнитного импульса ядерного взрыва, используемых для испытаний объектов ВВТ. Достижение требуемых параметров осуществляется путем выбора необходимых элементов в блоках формирования импульсов напряжения и тока, подаваемых на полосковые линии. Для формирования электрического и магнитного полей в имитаторе используется две полеобразующие системы (ПОС). Схема установки приведена на рис. 14.

Рис. 11. Фото имитатора магнитных полей СБРК 46 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- Рис. 12. Генератор импульсных напряжений (ГИН-25) Рис. 13. Генератор импульсных напряжений (ГИН-100) ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № Рис. 14. Схема установки при испытаниях на воздействие полей молниевых разрядов Изделие при этом устанавливается в рабочем объеме установки. Продольная ось изде лия ориентируется перпендикулярно вектору напряженности электрического и магнитного поля, создаваемого установкой. Учитывая, что рабочий объем имитатора составляет 502010 м, видно, что в установке могут быть испытаны практически все существующие объекты ВВТ.

В табл. 1 приведены основные характеристики созданных в ФГУ «12 ЦНИИ МО РФ»

и описанных выше установок.

Таблица Характеристики установок Установка Наименование параметра Значение Емкость «в ударе» 250 пФ Напряжение разряда 25 кВ «Статика» 25 кВ Разрядное сопротивление 500 Ом Зарядное напряжение 12,5 кВ Емкость «в ударе» 1 нФ Напряжение разряда 100 кВ «Статика» 100 кВ Разрядное сопротивление 0,5 Ом;

500 Ом Зарядное напряжение 12,5 кВ Амплитуда напряженности 30 кВ/м Длительность воздействия 0,1-10 с ИЭМП-ВЛЭП (КСЖД) Амплитуда напряженности 3 кА/м Основная частота воздействия 50 Гц Длительность воздействия 0,1 с Амплитуда напряженности 8 кА/м Количество импульсов напряженности Декремент затухания 1,02-1, СБРК Длительность фронта импульса (0,1…0,9) 0,1 с Длительность импульса 1- Длительность паузы между импульсами 5- Таким образом, на основе анализа механизмов воздействия и параметров электромаг нитных полей и токов техногенного происхождения, предложены способы испытания объек тов ВВТ на действие электромагнитных полей ВЛЭП, КСЖД и СБРК в рабочих и аварийных режимах. В их основе лежит принцип формирования электромагнитных полей в рабочих объ емах полосковых линий при разряде на них импульсных генераторов напряжений. Показано, 48 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- что предложенные способы позволяют реализовать параметры воздействия, необходимые для испытаний.

При испытаниях на действие статического электричества предложено использовать генераторы импульсных напряжений, с параметрами, характеризующими воздействие данно го фактора при разрядах с человека (оператора) и корпуса объекта.

Реализацию испытаний на воздействие полей молнии предложено осуществлять с по мощью установок для воспроизведения воздействия ЭМИ ядерного взрыва с перестройкой параметров формирующих цепей. В качестве такой установки в настоящее время использует ся имитатор ИЭМИ-6, созданный в 12 ЦНИИ МО РФ.

Список литературы 1. Кравченко В.И. и др. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987. - 256 с.

2. Autler S. H. Review scientific instruments, 31, 369, 1982. - 110 с.

3. Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение.// Под редакцией Титова В.

М., Швецова Г. А. М.:

- Наука, 1984. - 245 с.

ФГУ «12 ЦНИИ Минобороны России».

Статья поступила 10.01.2010.

Davydov A.A., Plygach V.A., Chibisov Yu.F.

Electromagnetic Factors of Natural and Technogene Origin and Methods of their Reproduc tion in Testing Military Objects and Equipment Primary electromagnetic factors arising from natural and technogene sources have been con sidered. We present the reproduction methods in testing military armament and equipment including large-scale objects.

electromagnetic interference, lightning fields, fields of high-voltage power lines, contact railway system fields, short circuit fields and currents, simulator, reproduction methods, tests.

12 CR&DI of the Ministry of Defense of Russia.

ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № УДК 623.745.519-78.25.01. И.Н. Белоконь, А.Н. Гончаров, Е.В. Иванов, А.С. Кудряшов Анализ технологий генерации мощного импульсного радиочастотного излучения и перспективы их развития В статье проведен анализ перспектив развития технологий генерации мощного импульсного радиочастотного излучения. Пока зано, что работы ведутся по трем основным направлениям: разра ботка мощных релятивистских электровакуумных приборов, созда ние твердотельных и газоразрядных сверхширокополосных сверхко роткоимпульсных генераторов, а также разработка новых и совер шенствование существующих нерелятивистских электровакуумных приборов. Установлено, что в перспективе энергетические характе ристики источников радиочастотного излучения могут вырасти в разы.

преднамеренное электромагнитное воздействие, радиочастотное излучение, сверхкороткий сверхширокополосный электромагнитный импульс Проблема противодействия угрозе преднамеренного электромагнитного воздействия на различные радио- и оптико-электронные системы актуальна для любой развитой страны, так как выведение из строя технических систем государственного и военного управления и объектов инфраструктуры, например, банковских электронных сетей, систем управления воз душным движением, правительственных систем связи и т.п. может серьезно угрожать ста бильности государства [1].

Защититься от этого вида нападения можно только упреждающими мерами. Именно поэтому на международном и федеральном уровнях начата разработка стандартов, опреде ляющих типовые формы и уровни «излученных и кондуктивных помех высокой мощности (НРЕМ)», которые могут иметь место в электронном оборудовании гражданского сектора [2] и на которые указанное оборудование необходимо испытывать с целью последующего опре деления методов и способов защиты от преднамеренных силовых электромагнитных воздей ствий [3].

Для разработки требований к испытательным полям необходимо постоянно отслежи вать основные тенденции развития технологий генерации мощных импульсных электромаг нитных полей. Анализ имеющихся данных показывает, что как у нас в стране, так и за рубе жом развитие указанных технологий ведется по трем основным направлениям: разработка мощных релятивистских электровакуумных приборов, создание твердотельных и газоразряд ных сверхширокополосных сверхкорокоимпульсных (СКИ) генераторов, а также разработка новых и совершенствование существующих нерелятивистских электровакуумных приборов.

Данные генераторные приборы имеют существенно различающиеся спектрально временные и энергетические характеристики и могут подключаться к нескольким типам ан тенных устройств. Для сравнения источников между собой в качестве основного показателя предлагается использовать приведенный к единице эффективной площади антенны средний ЭП S, который за период повторения радиочастотных (РЧ) импульсов энергопотенциал определяется следующим выражением:

( ) 4 p PИМП G ЭП S = =2 PИМП f СР, S ЭФ Q min с Q min 50 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- где PИМП - импульсная мощность РЧ-генератора, Вт;

G – коэффициент усиления антенны РЧ-источника;

S ЭФ - эффективная площадь антенны, м2;

Qmin = (t ИМП Fmax ) - – минималь ная скважность, обеспечиваемая генератором;

t ИМП - длительность огибающей РЧ-импульса, с;

Fmax - максимальная частота следования импульсов, Гц;

с - скорость света в вакууме, м/с;

f СР - средняя частота РЧ-излучения, Гц.

В качестве дополнительного, применим показатель FOM – приведенное к единице эффективной площади антенны «излучаемое напряжение», В/м2, который находится по фор муле:

E ПИК (r ) r FOM = S ЭФ, где EПИК(r) - пиковое значение напряженности электрического поля в импульсе, В/м;

r - расстояние от излучателя до точки наблюдения, м.

В течение последнего десятилетия реализовано значительное число лабораторных об разцов сверхмощных РЧ-устройств релятивисткой электроники. К таким устройствам отно сятся генераторы с виртуальным катодом (виркаторы), релятивистские пучково-плазменные генераторы, релятивистские магнетроны, релятивистские лампы бегущей (ЛБВ) и обратной волны (ЛОВ), например, карсинотроны, релятивистские клистроны (гироконы, магниконы,) и т.п.

Виркаторы формируют РЧ-импульсы в сантиметровом и коротковолновой части де циметрового диапазона с относительной шириной спектра излучения примерно 30-40 %. Как показывают исследования, виркаторы излучают импульсы, обладающие линейно-частотной модуляцией.

К достоинствам виркаторов относят возможность генерирования широкополосных импульсов в отсутствии внешнего магнитного поля и возможность электронной перестройки средней частоты излучения до 10-15 %. КПД виркаторов может достигать 10 %. Виркаторы позволяют получать уровни выходной мощности в диапазоне от сотен МВт до единиц ГВт.

Реализуемые частоты следования импульсов – сотни герц [4].

Для вывода излучения в свободное пространство используются слабонаправленные широкополосные антенные системы типа «открытый конец сверхразмерного волновода» или ЭП S ~ 7108 Вт/м2, а параболические зеркала. При этом считаются достижимыми 7 FOM ~ 310 В/м.

Релятивистские пучково-плазменные генераторы (РППГ) формируют мощные сверх широкополосные импульсы с шумоподобной модуляцией в сантиметровом диапазоне (3-30 ГГц). Длительность и частота следования импульсов таких генераторов определяется возможностями релятивистского ускорителя и может достигать единиц микросекунд и 1 кГц соответственно.

Принцип действия РППГ основан на инжекции релятивистского электронного пучка в электродинамическую систему, заполненную плазмой. По сравнению с генераторами, элек тродинамические системы которых не заполнены плазмой, РППГ позволяют реализовывать большие токи электронных пучков и КПД (до 10-15 %). Кроме того, за счет изменения плот ности плазмы имеется возможность перестройки средней частоты излучения от импульса к импульсу [5].

Достигнутые на сегодняшний день мощности излучения (~ 600 МВт) в несколько раз ниже, чем у генераторов с вакуумными системами. Однако в плазменных источниках струк тура генерируемого поля излучения такова, что нет опасности срыва генерации и можно ожи дать, что в перспективе они займут лидирующее положение, поскольку удлинение импульса излучения до нескольких микросекунд не представляется проблематичным, а реализация час ISSN 1729-2670 Технологии ЭМС. 2010. № тотного режима работы источника до единиц кГц уже сегодня достижима. В настоящее время вопрос с антенными системами для РППГ находится в стадии исследований. Предполагается, ЭП S ~ 8·108 Вт/м2, что в ближайшее время могут быть созданы РППГ c 7 FOM ~710 В/м.

Конструктивные особенности релятивистского клистрона (в отличие от релятивист ского магнетрона) за счет эффективного отвода и утилизации отработанного электронного пучка позволяют обеспечивать длинноимпульсный режим работы с высокой частотой следо вания импульсов.

В США в рамках программы по созданию усилительных клистронов разработана се рия ламп ( SLAC S-Band Klystrons, TH 2153, SLAC 4 Klystron и др), имеющих выходную ~ 8·108 Вт/м2, мощность до 50-75 МВт с длительностью импульса от 1,2 до 3 мкс [6] ( ЭП S 7 FOM ~10 В/м ). Спектральный диапазон, перекрываемый данными приборами, весьма широк – от 0,3 до 11 ГГц. Максимальная частота следования импульсов составляет 180 Гц, а типичная не превышает 50-60 Гц. Электронный КПД данных устройств находится в пределах 33-55 %.

В рамках кооперации работ американских научно-исследовательских лабораторий (Los Alamos, Sandia, Phillips и др) в последние 15 лет интенсивно реализовывалась программа разработки и совершенствования релятивистских усилительных клистронов гигаваттного уровня выходной мощности (RKO) [7, 8]. Сообщается о выводе в атмосферу энергии порядка ~ 5·109 Вт/м2, 1 кДж при частоте следования импульсов до 100 Гц ( ЭП S ~ FOM 3107 В/м2).

Основной недостаток карсинотронов заключается в невозможности формирования РЧ-импульсов с относительно большой длительностью (более 50-100 нс) вследствие разви тия плазменных процессов на холодном катоде. Разработанные к настоящему времени карси нотроны формируют пачки коротких (t~ 20 нс) РЧ-импульсов с пиковой мощностью ~ 1 ГВт ~ 2·108 Вт/м2, FOM ~ 3107 В/м2).

( ЭП S Рассмотренные релятивистские генераторы принципиально допускают запитку как от генераторов импульсных напряжений, работающих в импульсно-периодическом режиме, так и от взрывных источников однократного действия – взрывомагнитных генераторов.

В области технологий генерации СКИ-излучения выделяют следующие направления:

одноканальные источники на основе сверхмощных быстродействующих разрядников высоко го давления и широкополосной антенны;

источники на основе синхронизированных между собой решеток сверхбысродействующих полупроводниковых коммутаторов;

многолучевые клистронные СКИ-генераторы;

эмиссионно-сверхсветовые источники, в которых реализовано возбуждение лазер-плазменными источниками короткоимпульсных токов в параболическом диоде с сетчатым анодом.

К достоинствам СКИ-излучателей относят возможность реализации импульсно периодического режима с частотами следования импульсов, достигающих предельных значе ний (минимальные скважности 4-10) для ряда технологий, а также большую ширину мгно венного спектра формируемых сигналов – 0,1-20 ГГц.

Наиболее перспективными среди разрядников для целей сверхбыстрой коммутации импульсов высокого напряжения являются разрядники высокого давления (до 20-60 кгс/см2) газовые (азот, водород) и жидкостные (водяные, масляные). В субнаносекундном диапазоне (~ 0,5 нс) коммутируемые напряжения могут достигать единиц МВ, мощности до десятков ГВт [9]. Предельно достижимые частоты следования импульсов оцениваются величиной ~ 103 Гц. Для вывода излучения используются одиночные ТЕМ-рупоры с линзами и без них, решетки ТЕМ-рупоров или параболические зеркала с биконусными облучателями. Непосред ственно на выходе антенн могут быть реализованы предельные амплитуды электрического 52 Технологии ЭМС 2010. № 1 ISSN 1729- поля, ограниченные электрической прочностью среды, и достигающие значений 105-107 В/м.

Излучаемые напряжения FOM, обеспечиваемые существующими установками, достигают значений ~ 6106 В, что соответствует ЭП S ~ 2·105 Вт/м2 и FOM ~ 2106 В//м2.

Генераторы СКИ на основе одиночного мощного формирователя импульсов высокого напряжения в настоящее время достигли своих физических пределов. Из-за нарушения элек трической прочности изоляционных материалов возбуждающие генераторы таких установок выдерживают ограниченное число рабочих циклов, а физические ограничения на производ ную тока в разрядниках при больших значениях тока ограничивают длительность фронта ге нераторов мегавольтных напряжений, что не позволяет сдвинуть максимум спектральной плотности в область частот выше 1 ГГц [10].



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.