4.1. Электромагнитные испытания
Электромагнитное излучение (ЭМИ) Солнца вызывает фотоионизацию или фотоэлектронную эмиссию, ведущую к электрической зарядке ЛА или утечке заряда, если аппарат заряжен до высоких потенциалов. Плотность фототока, определяемого электромагнитным излучением Солнца, для материалов на орбите Земли . Скапливающийся на выступающих частях ЛА электростатический заряд создает помехи в радиосвязи. Заряды, появляющиеся на ЛА вследствие фотоионизации, соответствуют пространственным потенциалам этих аппаратов, достигающим в отдельных случаях 100В.
Стойкость к воздействию ЭМИ – свойство изделия выполнять свои функции и сохранять параметры в пределах установленных норм во время и после действия ЭМИ.
Агрегаты ЛА испытывают при одновременном воздействии электрической и магнитной составляющей ЭМИ, которые создаются генераторами ЭМИ,
При невозможности исследований на стенде аппарата в целом проводится его членение. Соединительные зоны подвергаются имитационным воздействиям генераторов (тока или напряжения) и соответствующих нагрузок.
|
|
Изделие помещают в зону поля ЭМИ испытательного стенда с подключением контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для проверки функционирования изделия, находящейся за пределами рабочей зоны стенда.
Перед испытаниями и в процессе испытаний производят регистрацию воздействующих факторов – электрических и магнитных полей в рабочей зоне стенда. Размеры испытуемого изделия должны быть в несколько раз меньше соответствующих размеров рабочей зоны стенда.
При испытаниях изделий и ЛА длительности фронтов импульсов имитационных режимов должны превышать соответствующие длительности эксплуатационных воздействий. В процессе испытаний изделия последовательно поворачивают по трем ортогональным осям относительно векторов электрического и магнитного полей.
В процессе и после воздействия ЭМИ производят регистрацию параметров функционирования, определяющих работоспособность изделия, а также моментов времени с начала воздействия излучений.
Нормы воздействия на изделие электрической составляющей и магнитной составляющей выбираются пропорциональными значениями напряженностей электрической и магнитной составляющих и коэффициентам, учитывающим различия имитирующего и эксплуатационного режимов, погрешности измерений и возможные разбросы показателей стойкости.
После воздействия излучений проверяют работоспособность изделия при воздействии механических и температурных факторов.
Экспериментальный метод испытаний заключается в определении показателей стойкости аппаратуры на основании экспериментальных данных об изменении параметров аппаратуры в результате воздействия ЭМИ до уровней, приводящих к отказу каждого образца.
|
|
Расчетный метод определения показателей стойкости аппаратуры основан на использовании экспериментальных данных об изменении параметров комплектующих изделий в зависимости от уровня электромагнитного импульса или от результатов экспериментальных исследований (зависимостей, математических моделей) электрофизических характеристик материалов комплектующих изделий от уровней электромагнитных импульсов и связи математических моделей параметров комплекса изделий с конструктивно-технологическими параметрами изделия и электрофизическими характеристиками материалов, а также связи математических моделей выходных характеристик аппаратуры с выходными параметрами изделий.
Расчетно-экспериментальный метод определения показателей стойкости к воздействию электромагнитных импульсов основан на использовании экспериментальных данных об изменении параметров комплектующих изделий в зависимости от уровней электромагнитных импульсов, связи мат.моделей выходных параметров аппаратуры с параметрами изделий и на подтверждении результатов расчета отдельных подсистем экспериментом.
Испытания на соответствие требованиям стойкости проводятся на опытных образцах с целью проверки соответствия стойкости аппаратуры требованиям, указанным в НТД.
Испытания проводят путем воздействия на ЛА полей электромагнитных излучений с параметрами, соответствующими нормам испытаний, оговоренным в программе испытаний, с регистрацией и контролем определяющих параметров аппаратуры, указанных в НТД.
Если аппаратура в процессе и после воздействия электромагнитного импульса с характеристиками, соответствующими нормам испытаний, сохраняет свои параметры в пределах норм, установленных в НТД, и после него сохраняет свою работоспособность при воздействии механических нагрузок и температур с уровнями, оговоренными в программе испытаний, то стойкость аппаратуры соответствует заданным требованиям.
Испытания на стойкость к воздействию электромагнитного импульса рекомендуется проводить до проверки работоспособности при воздействии механических нагрузок и температур.
4.2. Испытания на воздействие внешних полей
После исходных проверок изделие помещают в зону, имеющую равномерное магнитное поле. Для этой цели может применяться специальная катушка, состоящая из двух параллельных коаксиальных плоских колец и имеющая возможность поворота вокруг горизонтальной оси.
Расстояние между средними плоскостями колец должно равняться половине среднего диаметра обмотки колец. Средний диаметр кольца должен быть не менее чем в 2,5 раза больше габаритных размеров испытуемого объекта. Корпус и узлы крепления катушки должны быть из немагнитных материалов.
Изделие подвергают воздействию постоянного и переменного магнитного полей в соответствии с реальными условиями эксплуатации.
Силу тока выбирают с таким расчетом, чтобы получить в центре катушки магнитное поле требуемой напряженности.
Напряженность магнитного поля вычисляют по формуле
,
Где Н – напряженность магнитного поля, А/м; I – сила тока, протекающая через обмотку, А; w – число витков обмотки каждого из колец; D – средний диаметр кольца, м.
Объект испытывают во включенном состоянии. Испытуемый объект и катушку, создающую магнитное поле, поворачивают относительно друг друга до положения, при котором наблюдается максимальное влияние поля на изделие.
Средства измерений, используемые в процессе испытаний, должны быть удалены от магнитной катушки на расстояние, обеспечивающее независимость их показаний от влияния магнитного поля, создаваемого катушкой.
|
|
После выключения катушки при необходимости проводят заключительные проверки характеристик объекта.
Изделие считается выдержавшим испытание, если во время и после испытания его характеристики соответствуют требованиям, установленным в ТУ на изделие.
Метрологическое обеспечение при экспериментальных исследованиях должно давать возможность получать в исследуемой точке при каждом испытании данные о значениях амплитудно-временных характеристик полей электромагнитного действия с суммарной погрешностью не выше ±10% для напряженности электрического поля и не выше ±10% для напряженности магнитного поля.
Аттестация моделирующих установок, предназначенных для испытания, должна обеспечивать информацию об амплитудно-временных характеристиках полей электромагнитного импульса с погрешностью не выше ±10%.