CC BY
108
f/f0
Рис. 2. Частотная зависимость активного сопротивления трехкомпонентного электроакустического излучателя с пустотелой излучающей накладкой
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Подводные электроакустические преобразователи. (Расчет и проектирование)/ Под редакцией чл.-кор. АН СССР В.В.Богородского. - Л:. Судостроение, 1983.
2. БорисенкоН.Н., Душаткин В.Н., Кисилев А.А., Тагобицкий В.М. Широкополосный электроакустический преобразователь. Патент на полезную модель №41561.
3. Reissner E. On vibration of shallow spherical shells. J. App. Phys., 17,1038-1042., Dec., 1946.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ НА ЭНЕРГОНАСЫЩЕННЫХ ОБЪЕКТАХ МАЛОСЕРИЙНОЙ ПОСТРОЙКИ А. И. Горшков, А. В. Забурко, Д. Б. Паромов, Е. А. Свядощ
ФГУП «ЦКБМТ "Рубин"»
Проблема обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования, возникшая вследствие необходимости решения сложной задачи одновременной работы на морских объектах различных радиотехнических, электронных и электротехнических средств, становится все актуальнее из-за усложнения функций и состава оборудования, а также сосредоточения различных его видов в ограниченном пространстве.
Обеспечение электромагнитной совместимости на энергонасыщенных объектах (ЭО), особенно на объектах единичной и малосерийной постройки, - это обеспечение эффективной работы оборудования без взаимных помех, сбоев и снижения эффективности в условиях электромагнитной помеховой обстановки (ЭМО), харак-
терной для этого объекта. Под оборудованием мы понимаем электрооборудование, аппаратуру, а также все оборудование, к которому подводится электрическое питание или передаются электрические сигналы.
Возможны два пути обеспечения ЭМС на энергонасыщенных объектах.
Первый основывается на жестком нормировании для всего оборудования объекта показателей помехоактивности и помехоустойчивости (например, по требованиям МЭК, М1Ь STD США (461/462 A,B,C,D,E). При этом оборудование может размещаться без ограничений. Однако этот подход является экономически не оправданным, он резко удорожает и усложняет комплектующее объект оборудование.
Второй путь основан на отказе от жесткого нормирования всего оборудования по всем параметрам ЭМС. В этом случае требования по параметрам ЭМС предъявляются с учетом ожидаемых параметров электромагнитной обстановки в местах размещения помехочувствительного оборудования, а предъявляемые требования не являются жесткими и в обоснованных случаях могут корректироваться в сторону уменьшения.
ЭМС обеспечивается рациональным сочетанием мероприятий, разрабатываемых поставщиками оборудования и проектантами ЭО. Естественно, что в этом случае работы по обеспечению ЭМС проводятся в течение всего периода проектирования и строительства ЭО, разработки и поставки на него оборудования. При этом требуется уметь прогнозировать параметры электромагнитной обстановки в помещениях объекта, а также иметь набор типовых технических средств и мероприятий по обеспечению ЭМС.
Наиболее рациональным, особенно на объектах единичной или малосерийной постройки, по комплексу показателей является компромиссное решение, предусматривающее использование как типовых комплектующих изделий, удовлетворяющих жестким требованиям по помехоактивности и помехозащищенности, так и изделий, для которых обеспечение этих показателей затруднено из технических или экономических обстоятельств. К таким объектам относятся корабли и береговые установки, а также индустриальные энергонасыщенные установки с высоким уровнем автоматизации техпроцессов.
При отступлении от жесткого нормирования, работы, направленные на обеспечение ЭМС, будут охватывать как этапы проектирования и создания ЭО, так и этапы проектирования и создания оборудования. Организацию этих работ можно охарактеризовать следующими этапами:
1. Этап проектирования ЭО
На данном этапе определяется предварительный состав его оборудования, формируются технические требования по эфирной и внутриобъектовой совместимости (требования к приемо-передающему оборудованию, к размещению оборудования и антенн, требования к оборудованию по эфирной совместимости и по прокладке кабелей).
Требования к оборудованию определяются условиями, в которых оборудование должно функционировать на объекте. Предварительные требования к размещению оборудования разрабатываются с учетом его функционального назначения и предварительного разделения оборудования на источники и рецепторы помех.
С учетом требований по эфирной и внутриобъектовой совместимости разрабатываются предварительные технические требования для вновь разрабатываемого оборудования. По окончании аванпроекта ЭО формируются технические требования в части ЭМС.
2. Этап эскизного проектирования ЭО
На данном этапе определяется состав оборудования и его размещение, производится предварительная оценка электромагнитной совместимости, а также оформляются технические задания на разработку нового оборудования. Составляют-
ся перечни источников и рецепторов помех, содержащие номенклатуру, характеристики и места расположения оборудования.
С целью оценки электромагнитной обстановки в помещениях ЭО на этой стадии проектирования может быть выполнено их зонирование по энергонасыщенности. Предварительная оценка электромагнитной совместимости включает в себя оценку внутриобъектовой совместимости оборудования, которая осуществляется путем сравнения ожидаемых уровней полей в местах размещения помехочувствительного оборудования (по результатам зонирования помещений объекта) и требований, предъявляемых к оборудованию, а также оценку эфирной совместимости.
По результатам перечисленных работ уточняются технические требования и выдаются технические задания на разработку нового оборудования.
3. Этап технического проектирования ЭО
На этом этапе проводится расчет электромагнитных полей в помещениях ЭО, оценка уровней помех в сигнальных цепях и цепях заземления, оценка возможности одновременной работы радиоэлектронных средств, разрабатываются мероприятия по обеспечению ЭМС и проводится экспертиза конструкторской документации.
По результатам этих работ разрабатываются мероприятия по обеспечению
ЭМС.
4. Этап рабочего проектирования ЭО
На заключительном этапе проектирования контролируются рабочие чертежи, разрабатываются дополнительные мероприятия по обеспечению ЭМС, программы и методики испытаний.
Одним из важнейших этапов обеспечения ЭМС являются стендовые испытания оборудования на соответствие требованиям ЭМС. На данный момент существует два метода проведения испытаний. Первый заключается в проведении испытаний на специализированных стендах в безэховых камерах. Данный способ сопряжен со значительными трудностями при транспортировке крупногабаритной испытуемой аппаратуры. Так же, не все лаборатории предлагают полную номенклатуру необходимых испытаний. Часто разработчикам приходится испытывать аппаратуру в нескольких испытательных лабораториях для получения заключения о соответствии аппаратуры всей номенклатуре требований ЭМС. Второй метод заключается в использовании так называемого «мобильного стенда». В частности такой стенд был разработан и собран во ФГУП ЦНИИ акад. им. Крылова. Мобильный стенд позволяет проводить предварительные испытания аппаратуры в реальной электромагнитной обстановке, в месте проведения испытаний, при более высоких значениях воздействующих факторов с последующим пересчетом к уровням воздействий заданных в техническом задании (ТЗ) на аппаратуру.
В случае отрицательных результатов испытаний разрабатываются и внедряются дополнительные мероприятия, позволяющие выполнить требования по ЭМС, изложенные в ТЗ на проектирование оборудования.
В настоящее время одним из наиболее помехочувствительных типов аппаратуры являются радиоэлектронные средства (РЭС) и средства гидроакустики (ГАК).
Аппаратура РЭС находится в экранированных радиорубках, все кабели проложены в экранах, которые заземлены при входе и выходе из рубки для снижения уровня помех общего и нормального вида. Высокочастотное магнитное поле экранируется радиорубкой, а низкочастотное ослабляется в несколько раз. Таким образом, РЭС достаточно хорошо защищены от внешней помеховой обстановки.
Ситуация с ГАК иная, часто в местах установки антенн (например в носовой оконечности) располагаются обмотки постоянного тока системы размагничивания с частотами пульсации тока порядка нескольких кГц, данные частоты попадают в рабочий диапазон частот ГАК и могут приводить к помехам, следовательно, на обеспечение ЭМС ГАК следует обращать особое внимание.
В качестве примера реализации второго пути можно привести работу по обеспечению ЭМС ГАК «Л-01».
Рис. 1. Спектр сигнала при излучении помехи на частоте 7 кГц, напряженность магнитного поля Н=6 А/м (проверка на устойчивость аппаратуры ПОСрежима П1 в условиях воздействия гармонического магнитного поля в водной среде)
На этапе эскизного проектирования были заданы требования в части ЭМС, с учетом предварительной оценки уровней полей электромагнитной группы в местах расположения аппаратуры гидроакустического комплекса «Л-01».
На этапе технического проектирования была проведена оценка электромагнитной обстановки по уточненным данным с учетом экранирования ЭМП металлическими конструкциями ЭО и выданы необходимые рекомендации по обеспечению ЭМС.
На этапе рабочего проектирования во ФГУП ЦНИИ «Морфизприбор» и на заводе «Прибой» были проведены испытания наиболее помехочувствительного к электромагнитным помехам прибора 44-П1, который предназначен для предварительного усиления аналоговых сигналов, поступающих с антенны и формирования цифрового сигнала.
Результаты испытаний устойчивости прибора 44-П1 ГАК «Л-01» к внешним помехам (воздействие гармонического магнитного поля, гармонического электрического поля, постоянного магнитного поля и помех общего вида), проведенных в экранированной камере завода «Прибой», а также анализ принципиальных путей повышения помехозащищенности прибора 44-П1 показали:
1. В ходе испытаний по параметрам ЭМС была выявлена помеховосприим-чивость входных цепей прибора 44-П1 к параметрам ЭМО (в первую очередь к помехам общего вида). Уровни электрических шумов на выходе прибора 44-П1 формируются за счет электромагнитных помех, проникающих через антенну, соединители, приемные кабели аналоговых цепей и кондуктивных помех, создаваемых вторичными источниками питания этого прибора. Кондуктивные помехи вторичных источников питания относятся к основным источникам помех на выходе прибора 44-П1.
2. По результатам испытаний можно прогнозировать выполнение требований ТЗ на прибор 44-П1 по параметрам ЭМС в составе комплекса.
3. В приборе 44-П1 при заданных массогабаритных ограничениях конструкции и промышленно освоенной технологии, проведение дополнительных технических мероприятий по повышению его помехозащищенности является экономически нецелесообразными. Внедрение дополнительных мероприятий по повышению ЭМС прибора 44-П1 требует или увеличение его массогабаритных размеров или разработки новой технологии.
По результатам испытаний был сделан вывод о том, что внедрение дополнительных мероприятий по повышению ЭМС прибора 44-П1 не требуется. Было решено провести, с участием ЦНИИ имени акад. А.Н. Крылова, расширенные испытания по параметрам ЭМС штатных источников питания приборов 44-П1 и, при необходимости, разработать дополнительные мероприятия по снижению уровня кондуктив-ных помех, создаваемых этими источниками.
В заключении хотелось бы еще раз обратить внимание на то, что ЭМС обеспечивается рациональным сочетанием мероприятий, разрабатываемых поставщиками оборудования и проектантами ЭО.
Внимательное отношение к вопросам обеспечения электромагнитной совместимости при проектировании и создании ЭО и оборудования в дальнейшем избавит от нежелательных проблем при эксплуатации оборудования в сложной поме-ховой обстановке, обусловленной электромагнитными полями различного происхождения.
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ С КОММУТИРУЕМОЙ АРХИТЕКТУРОЙ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С. В. Васильев
НКБ ВС
Таганрогский государственный радиотехнический университет
Современные гидроакустические комплексы решают широкий спектр задач по обнаружению и классификации подводных объектов. Интенсивное усовершенствование технических характеристик средств гидроакустического вооружения и противодействия требует использования все более и более сложного математического аппарата и, как следствие, постоянного усовершенствования проблемноориентированных вычислительных средств.
Большинство задач первичной обработки гидроакустической информации имеют общие черты:
• большие объемы обрабатываемых однородных данных;
• высокая скорость поступления входного потока данных;
• необходимость обработки в реальном времени, без потери информации;
• возможность распараллеливания обработки для одновременного выполнения одних и тех же операций над различными частями входного потока;
• необходимость организации ввода/вывода обрабатываемой информации на фоне выполнения обработки.
