某型火箭烟幕弹电磁兼容试验研究

某型火箭烟幕弹电磁兼容试验研究 EquipmentManufactringTechnologyNo.8,2010 某型火箭烟幕弹电磁兼容试验研究 王晓方,罗雷,樊向武 (武警工程学院,陕西西安710086) 摘要:针对某型火箭烟幕弹的电磁兼容试验进行了研究探讨,为检验其战场电磁兼容性能提供了方法和依据. 关键词:火箭烟幕弹;电磁兼容;研究 中图分类号:TJ415文献标识码:A 某型多管火箭烟幕弹是储,运,发一体化的弹药系统,其 作战使命是根据预警系统提供的空中来袭目标参数,经火控 计算机的弹道解算,将作战诸元参数(如系统工作模式,发射 弹药数量和次序,对应引信的作用时间等)传递给装定器;装 定器解码作战诸元参数,将引信作用时间参数,对引信的控制 指令(如发射,取消发射)等信息,分发给相应的电子时间引 信,使弹药系统能够快速布设大面积,宽波段干扰烟雾或者消 光烟雾,迷茫或干扰敌红外,激光或毫米波制导武器和敌机载 光电探测设备,保护我方的重要军事和经济目标. 系统配用的电子时问引信,能够对弹丸飞行时间进行高 精度定时,并在预定时间输出起爆脉冲,同时其程序绝火和物 理绝火,保证在预定时间弹丸不作用的情况下,处于安全状 态.因此,引信和装定器必须具备良好的电磁兼容性能,以保 证避免敌电磁环境或者电子干扰的影响,从而能够充分发挥 武器系统的战斗效应. 1电磁兼容研究现状 1.1电磁兼容概念 电磁兼容(ElectromagneticCompatibility,简称EMC)一般指 武器装备及电子设备在共同的电磁环境中,能执行各自功能的 共存状态,即要求在同一电磁环境中的上述各种设备,都能正 常工作,又互不干扰,达到兼容状态.这个概念有两层含义: 一 是武器装备及电子设备要具有抵抗外界电磁干扰的 能力; 二是武器装备及电子设备对外发射的电磁干扰不能超过 一 定的限值,要尽可能少【】. 1.2电磁兼容技术现状 电磁兼容作为一门新兴的学科,其理论基础涉及数学,电 磁场理论,电路基础,信号等学科与技术,其理论和应用 研究始终在不断地发展. 电磁兼容领域的理论研究,特性测量和产品开发,需要投 入高科技专业人才和巨大的资金,做基础理论研究可能需要 3,5年,甚至1O年或更长的时间,才可能将成果转化为标 准,转化为测试技术.而相当于一般性的高科技产品,市场需 求量小很多,形成了高投入,低产出的不良局面,因此从事研 文章编号:1672—545X(2010】08—0050—03 究的机构较少.在国外,电磁兼容的理论研究,主要由一些国 立研究机构,较着名的大学和研究所承担,少数实力雄厚的大 公司也进行一些基础理论的研究. 国外开展电磁兼容技术研究的机构,大致分为两类: 一 类是以美国NIST,英国NPL以及德国PTB等为代表的 国立研究机构,他们主要从事各类测量天线,磁场探头,电场 探头和EMC测试场地的校准研究,并对外提供服务. 另一类则是专门从事校准服务的公司,以及EMC检测设 备制造商的校准试验室,他们均取得了国际上一些着名认证 机构的授权. 我国最早从事电磁兼容技术研究的,是上海电器科学研 究所.早在1962年,就开始进行无线电干扰的测量和船用电 机电器无线电干扰的制定工作.从事电磁兼容学科研究 的大学,主要有北京邮电大学,北京交通大学和东南大学等. 从事电磁兼容检测的研究所,有上海电器科学研究所,信息产 业部电子三所,四所,五所和广州电器科学研究所,武汉高压 研究所等. 2方案及实施 2.1试验依据标准 电磁兼容技术的迅速发展,也刺激了对电磁兼容标准化 工作的需求,一些发达国家在EMC技术的研究,标准的制定, EMC测试及认证方面处于领先地位.无论是民用还是军用,各 个发达国家都制定了许多详细的标准.我国虽然在这方面起 步较晚,但有关部门也紧跟国际步伐,取得不少成果.尤其在 制定军用标准方面,通过吸收与借鉴国外的相关知识,结合我 国自身的特点,颁布了国家军用标准. 该试验主要依据以下标准执行: eJB151A一97军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求: GJB152A-97军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量; GB/T17626.2—97静电放电敏感度试验; GJB2926—97电磁兼容性测试试验室认可要求. 2.2方案设计 电磁兼容试验项目主要包括:电场辐射敏感度试验,瞬变 电磁场辐射敏感度试验以及静电放电抗扰度试验.试验主要 收稿日期:2010—05—01 作者简介:王晓方(1983一),男,河南登封人,硕士研究生,研究方向为弹药技术与保障;罗雷(1981一),男,陕西西安人,硕士研究生,研究方向 为非致命武器. 《装备制造技术>>2olo年第8期 考核武器系统在特定电磁环境下的抗=F扰能力,尤其是引信 和装定器能否正常装定,可靠作用. 试验过程中抽样引信16发(解除第一保险,惯性开关闭 合,保留两个电点火管,其余火工品摘除),使用火箭发动机4 套(不含发动机装药),发射用电点火头16个,储运发装置1 套,引信装定器1套(线缆模拟实际车载线缆),手动发火装置 1套,秒表1个,本电脑i台,稳压电源1台,电磁兼容性 . 试验时引信,电点火头与不含发动机装药发动机组件对 接,组成模拟弹药,电磁环境与实际车载发射系统发射环境一 致.同时打开储运发装置后盖,旋下锁弹器,将弹药装人储运 发装置,旋上锁弹器,弹药连接上插针,旋上后盖,保证弹药与 储运发装置装填状态与真实状态一致. (1)电场辐射敏感度试验(RS103).依据GJB152A一97《军 用设备和分系统电磁发射和抗扰度测量》中方法RS103 的方法配置试验设备,并进行校准. 根据GJB151A一97中RS103电场辐射敏感度测试的要 求,将电场辐射频率10kHz,18GHz分GTEM室内敏感度测 试(10kHz,1GHz)和屏蔽室内天线辐射敏感度测试(1,18 GHz)7个频段(10kHz,2MHz,2,30MHz,30,80MHz,80 MHz1GHz,1,2.5GHz,2.5,7.5GHz,7.518GHz),辐射强 度不低于50Vim.如图1,图7分别为7个频段电场强度监 测值. 10kHr2MH 图1GTEM室内测试平台电场强度(10kHz,2MHz) 2MHz30MHz 圈2GTEM室内测试平台电场强度2MHz,30MHz) 100 80 60 焉 咩40 20 0 30MHz80MHz 图3GTEM室内测试平台电场强度(30MHz一80MHz) 80MHzIGHz 图4GTEM室内测试平台电场强度(80MHz,1GHz) 墨 ;. 童 图5屏蔽室测试区域电场强度(1,2.5GHz) 2.5GHz7.5GHz 图6屏蔽室测试区域电场强度(2.5-7.5GHz) 图7屏蔽室测试区域电场强度 将准备好的储运发装置与引信装定器对接,对4发引信 分别进行10次不同时间的装定,观察每次装定后系统反馈是 否正常.在每个频段对引信进行时间装定,选择其中一路装定 发火,触发手动发火装置,用秒表计时,看时间是否与装定时 间一致.引信断电,打开已发火的储运发装置,进一步检查弹 药是否正常作用,更换已发火引信. 最后打开储运发装置,取出弹药,进一步检查弹药是否正 常作用. (2)瞬变电磁场敏感度试验(RSl05).依据GJB151A一97 《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》中RS105的有关 要求和GJB152A一97(军用设备和分系统电磁发射和敏感度测 量》中RS105的有关试验方法,进行瞬变电磁场敏感度试验, 脉冲电场幅度为50kWm,脉冲上升时间小于10n8,脉冲宽度 大于等于75llS. 51 ??鲫???o 喜』,【Jl_d. ????砷??O ,_I,. ?????鲫???0????????o {}p1. ??:2mo E,百. ??????m0 EquipmentManufactringTechnologyNo.8,2010 中.一…,…,}.. } 将准备好的储运发装置与引信装定器对接,对4发引信 分别进行l0个不同时间的装定,观察每次装定后系统反馈是 否正常.对第1路装定发火,触发手动发火装置,用秒表计时, 看时间是否与装定时间一致.然后对其他3发引信进行连续 点火,触发手动发火装置,同样用秒表计时,看时间是否与装 定时间一致. 最后打开储运发装置,取出弹药,进一步检查弹药是否正 常作用. 2.3静电放电抗扰度试验 参照国家标准GB17626.2—1998(电磁兼容试验和测量技 术静电放电敏感度试验》的试验方法,对装定器,储运发装置 各部位进行静电放电试验.首先采用接触放电方式和空气放 电方式,对弹体各部位进行直接放电,接触放电电压8kV,空 气放电电压15kV;然后,利用水平耦合板和垂直耦合板进行 间接放电. 准备两发模拟弹药,将准备好的储运发装置与引信装定 器对接,给引信上电,进行静电放电试验;依次完成接触式放 电,空气式放电和水平(垂直)耦合板间接放电,每个试验点放 电次数为1O次,放电间隔时间取1s;将储运发装置置于正常 环境,对两发引信装定时间,观察系统反馈是否正常.时间装定 完成后,对两发引信进行点火,触发手动发火装置,根据电点火 头发火的声音,用秒表计时,看时间是否与装定时间一致.打开 储运发装置,取出弹药,进一步检查弹药是否正常作用. 3试验结果及分析 3.1电场辐射敏感度试验结果 按照GJB151A一97《军用设备和分系统电磁发射和敏感 度要求》中方法RS103的极限值电平值,对火箭烟幕弹进行电 场辐射敏感度测试,得到如下试验结果: (1)在10kHz,18GHz全频段内,弹药经电场辐射后, 电点火头均无意外发火现象; (2)在10kHz,18GHz全频段内,引信可反复装定,系统 反馈信息正确,试验弹药全部常作用. 3.2瞬变电磁场敏感度试验结果 按照GJB151A一97《军用设备和分系统电磁发射和敏感 度要求》中方法RS105的要求,对武器系统进行电场辐射敏感 度测试,得到如下结论: (1)弹药经瞬变电磁场辐射后,电点火头无意外发火; (2)将经过瞬变电磁场辐照后的储运发装置,置于正常环 境,引信仍可反复装定,对两发引信装定时间后,系统反馈正 常; (3)时问装定完成后,对两发引信进行点火,触发手动发 火装置,经测定发火时间是与装定时间一致,打开储运发装 置,弹药全部正常作用. 3.3静电放电抗扰度试验结果 (1)对系统节点依次完成接触式放电,空气式放电和水平 (垂直)耦合板间接放电后,电点火头均无意外发火; (2)将经过接触式放电,空气式放电和水平(垂直)耦合板 间接放电后的储运发装置置于正常环境,引信仍可反复装定, 对两发引信装定时间后,系统反馈正常; (3)时间装定完成后,对其中两发引信进行点火,触发手 动发火装置,经测定发火时间是与装定时间一致.打开储运发 装置,弹药全部正常作用. 4结束语 通过武器系统的电磁兼容性试验,有效验证了其战场防 电磁干扰效能,但该试验也存在诸多需要进一步改进的地方, 例如如何有效判定密闭的实验空间内,弹药是否发生作用,目 前只能通过主动的听觉去判断,尚存在一定的试验误差. 参考文献: 【11高攸纲.电磁兼容总论[M】.北京:北京邮电大学出版社,2001. 【2】林国荣.电磁干扰及控制【M】.北京:电子工业出版社,2003. 【3】陈淑凤,马蔚宇,马晓庆.电磁兼容试验技术【M】.北京:北京邮 电大 学出版社,2001. 【4】白云同,吕晓德.电磁兼容设计【M】.北京:北京邮电大学出版 社, 2()o1. ElectromagneticCompatibilityofaRocketSmokeStudy WANGXiao-fang,LUOLei,FANXiang-wu (ArmedPoliceEngineeringCo~ege,Xi’lin710086,China) Abstract:Thesmokeofarocketelectromagneticcompatibilityteatwerealsostudied,inordertotesttheelectromagneticcompatibilityfield toprovideamethodandbasis. Keywords:rocketsmoke;electromagneticcompatibility;study 52