ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТА ЭКРАНИРОВАНИЯ ФЮЗЕЛЯЖЕМ КРИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В СОСТАВЕ ВОЗДУШНОГО СУДНА
Аннотация
Рассматриваются проблемы обеспечения безопасности полета самолетов, исполь-
зующих электрические / электронные системы, при воздействии высокоинтенсивных элек-
тромагнитных полей. Разрабатывается методика анализа воздействия высокоинтенсив-
ных электромагнитных полей, создающих электромагнитную обстановку в зоне нахожде-
ния воздушного судна, на базе основных факторов электромагнитной совместимости са-
молета, таких как электромагнитная обстановка, механизм связи или воздействия, чувст-
вительность или восприимчивость приёмников электромагнитного излучения с пороговы-
ми значениями помех в частотной и временной областях. Анализируются два метода
оценки устойчивости самолета к воздействию высокоинтенсивных электромагнитных
полей: испытания методом сканирования высокого уровня и испытания методом сканиро-
вания низкого уровня. Целью данной статьи является оценка коэффициента экранирования
фюзеляжем в местах установки блоков критических систем с помощью программного
обеспечения для численного электродинамического моделирования. Задачей исследования
является создание и расчет математической модели критической системы в составе воз-
душного судна. В статье разработаны электродинамические модели критической системы самолета – многофункционального жидкокристаллического индикатора, и проводится
расчет в пакете полноволнового электродинамического проектирования Ansys HFSS.
В HFSS-модель кабины воздушного судна вносятся обоснованные упрощения для расчета
коэффициента экранирования фюзеляжем. Упрощение модели подразумевает исключение
мелких деталей и объектов, которые намного меньше длины волны и уменьшение области
исследования модели, поскольку блоки критической системы расположены в передней час-
ти кабины. Проведена оценка и коэффициента экранирования фюзеляжем в диапазоне
частот от 100 МГц до 1 ГГц, выполнен анализ и сравнение полученных результатов с ис-
пытаниями в составе воздушного судна. Результаты имеют схожий характер, однако,
рассчитанные значения коэффициента экранирования ниже на 5–15 дБ в диапазоне час-
тот от 400 МГц до 850 МГц. Так же в диапазоне частот до 400 МГц имеются характерные
резонансные «провалы» коэффициента экранирования. Полученные результаты позволят
выделить наиболее опасные источники и зоны возбуждения электромагнитных помех для
последующего детального анализа, уменьшить сроки и стоимости проведения испытаний
Литература
bortovoe oborudovanie VS [The impact of external electromagnetic fields of high intensity on
the on-board equipment of the AIRCRAFT], Sb. nauchnykh trudov GosNII GA [Collection of
scientific works of GosNII GA], 2010, No. 311, pp. 75-85.
2. ARP5583. Guide to Certification of Aircraft in a High Intensity Radiated Field (HIRF) Environment.
2010.
3. Shvab A.Y. Elektromagnitnaya sovmestimost' [Electromagnetic compatibility]. Moscow:
Energoatomizdat, 1998, 466 p.
4. EUROCAE ED 107. Guide to certification of aircraft in a high-intensity radiated field (HIRF)
environment. 2010.
5. AC/AMJ 20.1317. The certification of aircraft electrical and electronic systems for operation
in the High Intensity Radiated Field (HIRF) Environment., 1998.
6. The Federal Aviation Regulations USA (FARs), part 25.
7. Certification Specification CS-25 EASA.
8. AP-25. Aviatsionnye pravila. Normy letnoy godnosti samoletov transportnoy kategorii
[AP-25. Aviation regulations. Standards of airworthiness of transport category aircraft].
9. KT 160D. Kvalifikatsionnye trebovaniya. Razdel 20.0 Radiochastotnaya vospriimchivost'
(radioizluchenie i provodimost'), AR MAK, 2004 [CT 160D. Qualification requirements. Section
20.0 Radio Frequency susceptibility (Radio emission and conductivity), AR IAC, 2004].
10. Miller D.C. Aircraft and Subsystem Level HIRF Test Methods, SAE Transactions, 1990, Vol.
99, pp. 1771-1783.
11. Shi G., Liao Y., Ying X. Zhang Y. Methods of high intensity radiated field testing for civil
aircraft, 2017 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE),
Angers, 2017.
12. Huiying Li, Mark Bolsover, Junhui Ye, Linfang Yan. The Role of Electromagnetic Compatibility
Qualification Considerations in Airborne System Integration Programs, Procedia Engineering,
2015, Vol. 99, pp. 208-213.
13. Bankov C.E., Guttsayt E.M., Kurushin A.A. Reshenie opticheskikh i SVCh zadach s
pomoshch'yu HFSS [Solving optical and microwave problems using HFSS]. Moscow: OOO
«Orkada», 2012, 250 p.
14. Patrick Hindle. 5 Leading EDA Tools for EMC/EMI Design Challenges, Microwave journal,
2017, No. 7, pp. 20-40.
15. Sayt kompanii-razrabotchika programmnogo produkta ANSYS EMIT [Website of the company-
developer of the software product ANSYS EMI]. Available at: https://www.ansys.com/
products/electronics/radio-frequency-interference.
16. Sayt kompanii-razrabotchika programmnogo produkta NX [Website of the company that develops
the NX software product]. Available at: https:www.ideal-plm.ru/uEditor/files/4/
397/ObzorNX.pdf.
17. Emmanuel Perrin, Fabrice Tristant, Christophe Guiffaut, Fabien Terrade, Alain Reineix. A
3D Model to compute lightning and HIRF coupling effects on avionic equipment of an aircraft,
2012 ESA Workshop on Aerospace EMC, May 2012, Venise, Italy, pp. 1-5.
18. Cui Y. and Cui C. A developing method of aircraft HIRF/L preventive maintenance program,
2013 International Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance, and Safety Engineering
(QR2MSE), Chengdu, 2013, pp. 1215-1218.
19. Nalbantoglu C., Kiehl T., God R., Stadtler T., Kebel R. and Bienert R. Electromagnetic compatibility
(EMC) for integration and use of near field communication (NFC) in aircraft, 2016
ESA Workshop on Aerospace EMC (Aerospace EMC), Valencia, 2016, pp. 1-6.
20. DO-294C - Guidance on Allowing Transmitting Portable Electronic Devices (T-PEDS) on
Aircraft, Washington, DC, USA, 2008.
21. DO-307 - Aircraft Design and Certification for Portable Electronic Device (PED) Tolerance,
Washington, DC, USA, 2007.
