雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

第!卷第"期!

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兵工学报

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雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

陈亚洲

乔治军5

军械工程学院76

刘尚合魏光辉魏明

空军航弹研究所576

摘要

根据电点火装置与雷电电磁脉冲电磁能量耦合的不同方式6传导耦合和辐射耦合7分析了8

雷电电磁脉冲6对电点火装置6的损伤机理<并用9779+*:++;+*:模拟装置对典型++;进行了实

验研究<

关键词

雷电电磁脉冲=电火工品=耦合方式=安全性

>!?:

中图分类号

它感度++;是一种通过电能起爆的火工装置<

灵敏8作用可靠8能设计成具有低功率输入和快速的响应8使爆破器材包括烟火装置起爆8因此广泛应用于武器系统<但+可以由任何频率的+;非常敏感8

通过对起爆装药某部位的加热引起多种电能输入8

作用8使其起爆=也可通过使发火电路开关过早动作而使其起爆<自然界中的雷电是一种强电磁脉冲源8它对一切电磁敏感设备产生威胁8因此研究9+*:

对++;的影响具有重要的军事意义<@AAB对CADE的敏感性

与++;相关的电路包括直接与其发火电路有关的独立电子线路F微电子装置F微处理机及相关软件<这些电气元器件对9只需要很+*:非常敏感8小的能量就能对其造成损伤而导致++;提前作用或敏感度发生变化等事故<美国通用研究所的研究当闪电磁场脉冲达到#表明81#?GH时就可以引起微机失效=当闪电磁场脉冲达到!时就可以使1>GH

$J晶体管F集成电路等遭到永久损坏I国内外曾发生<

型火箭8在一声雷响之后8自行点火升空而去<因为在战场和训练环境中8一些根本的防护措施无法建立8而且弹药变得越来越电子化F智能化8它对电磁环境越来越敏感8而雷电除了直接闪击外8还能产生强烈的电磁脉冲辐射8影响范围非常广泛8对电发火弹药的威胁更大<

PCADE对AAB的损伤机理

9+*:是美国国防部明确指出的现代战场典

型电磁危害源之一8它对++;的能量耦合方式一是以传导方式为主8即通过直接的电气通道向电火工品注入9二是9+*:能量=+*:通过空中电磁辐射8即向电火工品输入9这时火工品的+*:能量8发火线路就起着接受天线的作用8不同的发火线路结构有不同的接收模式<

P1@CADE以传导耦合方式对火工品作用

雷电可以在++;及其发火线等附件上感应出相当大的电流<单极屏蔽线虽然可以通过采用屏蔽和滤波的方法把单极发火系统设计成在规定辐射环但安全开关仍然易于境中能保持安全和可靠使用8

因9感应的大7+*:或其它形式的电磁干扰6+*-电流而产生电压击穿8如图!1$所示<对于与+因为++;并联的单极发火系统8+;的发火线路之间能够形成回路8浪涌电流绕过安全开关8这样也将使其不起作用89+*:或其它形式的+在该环路中感应的浪涌电流照样能对其造*-

过多起因雷电而引起电点火装置意外发火的事件<丘辟特N导弹$KL$年秋在意大利曾发生因雷击使M

系统多次遭到严重破坏的事件=$KL?年美国的山迪亚实验室也发生过由带电云层感应而引起爆炸的意外事件=土星$KLK年$$月在美国发生过著名的M

登月飞船遭雷击事件=!N$K%?年L月K.O阿波罗$

日8美国肯尼迪航天中心的火箭发射场上有三枚小

!###年%月收稿8!##$年?月定稿<

雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

图!":

双极发火系统

雷电电磁脉冲对电火工品的发火危险性研究

"#

均匀的敏感度实验环境!$由于实验所用的高压源

因此只进行了初步的实在辐射实验中达不到要求%

温度,相对湿度/实验时验时的环境为+-*".%012

模拟的雷电波为3*3(/"%45667在869:模拟环

验%境中的接受特性如表"模拟电磁环境的最高场强仅为十几&*3所示$’()*实

表"在8;=33>*3典型667<769:辐射场中的接受特性

*"*3B?@ACDCEFGHCDI@J@DFCJG5FGD5KLFMEGD@N667GOFICJ@PG@FGHCLGCNPKL869:

充电电压(Q&’电场(V&’W)X3

能量Y(4<

U*0"

3,*-S

3R*0,

3U*-R

,3*R3

,0*-3

,0*/,

,S*,,

/-*0S

R0*,S

RT*RR

/*/-0*3U

R*,/

S*3"

S*ST

T*RU

U*RR

3-*33

3-*T0

33*RR

3,*/U

R

S

T

U

3-33

3,

3"

3/

30

注+667接受的能量是由示波器中的电流积分得到的$

Z*[传导耦合实验3的667作用的实验$根据升降法测试了<7X3

S#

用脉冲波发生器进行8实验条件同上%结果如表"0-1点火能!%*,所示$69:通过传导方式对

表"*,注入法测量667的869:感度记录

*"*,7?@A@F@KL869:5CO5GFGHGFMKL667)C@5\JCPAMGO]CDFGKO)CFIKP

试样序号桥丝电阻(^脉冲电压(&’

爆否吸收能量()<

3"*U/3*U0-3*TU

,"*UR,*---3*U0

"/*-/,*-033*S3

/"*T",*---3*RU

0"*TR,*-033*SU

R/*-0,*--33*TS

S/*-R3*U0-3*RT

T/*,,,*--33*TU

U"*U"3*U033*S/

3-"*TS3*U-33*0T

33"*TU3*T0-3*0/

注+-表示未发火%3表示发火$

_实验结果分析与结论

对于<只要刺激信号的上升时间在=33而言%7

它的感度只与刺激信号的半波宽度有,45以内%

,#关!$当半波宽度为0-45时%它的感度为

!/%0#

根据表"对场强与能量进行回归%得3T--*3%4<2R#

出电场强度与能量之间的关系式!为

3*S0"U

‘a"*/0S6;/*3>

由上式可见%当场强达到U"*0,=33所&’()时%<7

收能量大的安全b另外本文主要从试验方法来考虑%所用样本容量比较小%主要用以对比说明各种形式

电磁源;对6%6c7869:等>67感度影响的原因$

根据表"可以得出<*,中的数据%=33的0-1发火7能大致为3*S/*而<=33对于放电时间常数为)<7

!T#

的6根据<30-1发火能为3*/R=33的45c7)<%7可以推出如果让66c7感度实验数据%c7波形的半峰值时间也为/但保持其上升时间不变%其"%45感度约为3*T-*出现这种情况的原因是6)<67仅

而与其上与8d69:6c7等电磁源的半宽度有关%升时间无关$因为一般667的作用时间远大于电磁

,#

源的上升时间!$

而发生闪击时%接受的辐射能达到它的感度值附近%

闪电通道周围的场强至少为3-所以闪电--&’()%

电磁辐射对6但是具体67的危害性是肯定存在的%的危害程度还需要进一步研究$

需要说明的是%传导试验中的升降法是以所加脉冲电压的大小为依据进行升降的%因为电火工品吸收的能量在每次试验前不知道而无法控制%而且每发电火工品的敏感度和电阻等参数又有一定的分布%正如表"吸收能量小的未必就一定比吸*,所示%

869:的电磁能量既能以传导方式又能以辐

射方式耦合到6对于实际储存环境下的67中%应该具体分析避雷措施667或 …… 此处隐藏：2699字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……