飞行器LEMP危害及防护研究

基于深入研究雷电电磁脉冲（Lightning electromagnetic pulse,LEMP）对飞行器的危害,提高飞行器雷电防护性能的目的。通过详细阐述雷电特性,分析影响飞行器在飞行过程中遭受雷击的主要因素,应用理论计算的方法,计算了雷电能量与飞行器的耦合,总结出雷电电磁脉冲对飞行器的危害效应。最后,主要从内部防护和外部防护两个方面,提出了飞行器LEMP防护方案。     

飞机雷击附着区域的划分仿真研究

雷击直接威胁飞行安全,为了进一步确定飞机的雷击特性,依据SAE-ARP5416和国内相关标准的规定,利用基于有限元法的数值仿真技术对飞机雷击附着点和雷击附着区域的划分展开研究。以空客A320飞机为例,按照飞行过程中可能遭受的雷击情况,对其进行了等比例模型下的建模仿真。提出了一种新的飞机雷击附着区域划分的数值仿真方法,研究了数值仿真模型建立的相关问题,并对飞机雷击附着区域中的1A区域进行划分,并将数值仿真结果与SAE-ARP5414A标准结果进行了比较。提出的方法对飞机的防雷设计和相关研究有重要的参考价值。     

民机雷击附着区域的划分仿真研究

雷击直接威胁民航飞机的飞行安全,雷击附着点和雷击附着区域的划分是雷击防护设计的首要步骤。基于此,采用三维电磁仿真软件CST 中电磁工作室,利用边界单元法对多个等比例民机雷电附着区域划分进行有限元仿真分析研究。通过MATLAB 软件线性拟合民机1A 区域边缘结构电场强度与飞机最大电场强度的比值和飞机尺寸的关系,根据拟合公式对国产民机雷击附着区域完成划分,仿真分析结果与标准理论分区进行对比。结果表明,该拟合结果有效,对民机的雷击防护设计有着重要的参考意义。     

某锻压厂雷击事故分析

文章通过对某省锻压厂的两次雷击事故的分析,定量计算了由于厂内某通信企业钢管塔的存在该地区遭受直击雷的概率以及由于铁塔遭受直击雷而产生在锻压厂的LEMP电磁环境。根据雷电风险评估结果,建议采取必要的防雷措施,建立完善的综合防雷系统,并按照相关标准建立防雷系统,可以有效减少雷击事故的发生。     

车载设备雷电防护研究

特种车辆通常工作在野外环境,气候或地理环境比较复杂,特别是处于空旷场地时,遭受雷的概率比较大,为避免直接雷影响,特种车辆附近一定距离内会安装雷电针进行直击雷防护,但雷电产生的电磁脉冲会对特种车辆内部电子设备造成影响.该文对车辆雷电耦合路径进行分析,通过模拟雷电放电试验对特种车设备端口耦合的感应电流进行测试,有针对性地开展雷电防护试验研究,为车载设备的雷电防护设计和加固提供依据.     

计算机网络雷电防护措施研究

本文把计算机网络使用的电子设备如何防雷作为研究对象,对雷电袭击计算机网络的不同方式进行了研究;分析了计算机网络主要是由集成度比较高的电子元件构成的特点,在此基础上,做出了分别从内部防雷和外部防雷的设计方案;重点介绍了从计算机内部进行雷电防护的重要性。和雷电袭击的方式电磁脉冲、电磁波和电磁感应三个主要方面进行结合,对计算机雷电防护的技术基础和操作可能进行了研究,构建了整个计算机网络雷电防护系统,为系统的建设提供了很好的参考意见。     

5G移动通信基站雷击影响及防护措施的研究

5G基站铁塔的雷电防护是确保移动通信接入网系统安全稳定运行的重要保障。雷击电磁脉冲屏蔽和冲击接地电阻是评价防雷装置“堵”和“疏”的主要指标。5G基站铁塔接闪直击雷,进而恶化了周围的电磁环境,干扰和影响通信基站系统以及周边电子设备,建议通信系统用户外机柜增加脉冲磁场抗扰度试验项目。此外,分析不同结构接地体的降阻效果,合理优化接地装置,使得雷电流更好地泄放大地,避免散流路径不均匀。因此必须重视提升5G移动通信基站的雷电防护能力。     

雷电电磁脉冲三维磁场测量系统研究

为测量雷电放电通道电流产生的三维磁场分量,设计制作了雷电电磁脉冲(Lightning Electromagnetic Pulse,LEMP)三维磁场测量系统,并对该系统进行了时域标定、波形矫正和数据修正研究.对自然雷的实测结果进行了数据处理、统计和分析.根据所测三维磁场峰值的大小可判断云闪和地闪;利用所测数据,结合磁定向法和声光差定距法,可确定雷击点的方位和距离,从而实现对地闪雷电流的间接测量;采用由实测数据间接获得的雷电流波形、测点与放电通道的距离,经数值模拟得出的LEMP磁场时间特性与实测结果一致性较好.     

基于地闪资料的某高层建筑物雷电活动规律研究

本文根据某地闪电定位系统十五年的地闪资料,以当地的地理环境、气候环境为背景,通过数理统计方法和数据库技术对地闪资料进行处理.在时间序列上选择某高层建筑物建成前和建成后两个时间段作对比,将地闪的发生时间、地点、电流强度等多要素进行定量定性的分析,用定性方法与定量方法有机地结合起来,寻求某高层建筑物与雷电活动的相关性特点.     

感应雷击的试验方法分析与研究

针对军用标准与民用标准规定的感应雷击试验的校准与测试方法,分析了测试领域需要注意与实施的若干要点,比较了军民标测试方面的不同点,提出了解决感应雷击试验的电磁防护措施.     

地闪电磁脉冲对近地电缆外导体的耦合研究

采用时域有限差分法计算得出地闪回击电流近场在地面附近的分布,将场值代入离散化后的传输线方程后,计算了近地电缆外导体上的感应电流,分析了大地电参数、导线架高、长度以及与雷击通道距离等因素对感应电流的影响.计算结果显示,距雷击通道200m以内的近场对敏感设备及系统构成的威胁最为严重,应作为地闪电磁脉冲环境预测研究的重点.     

基于时域多分辨分析方法的地闪雷电电磁脉冲计算

为提高地闪回击电流辐射场的计算效率,提出基于时域多分辨分析的雷电电磁脉冲计算方法.在二维柱坐标系下,以具有紧支撑的Daubechies小波尺度函数作为时域多分辨算法的展开基函数,推导出该算法在二维柱坐标系下的迭代计算公式;采用完全匹配层吸收边界条件截断计算域.利用该算法计算了与放电通道不同距离处雷电电磁脉冲的各个场分量.将所得结果与时域有限差分法的计算结果进行比较,结果表明: 二者具有较好的一致性;在相同精度要求下,时域多分辨算法不仅具有更好的数值色散特性,还提高了计算效率、降低了计算内存开销.     

闪电电磁脉冲卫星接收天线设计初步探索

针对卫星轨道闪电电磁脉冲(LEMP)的信号特征以及接收环境的限制,提出了卫星轨道接收LEMP的天线设计参数,并据此设计了对称振子天线和对数周期振子阵天线。计算出了两种天线的辐射阻抗,输入阻抗,增益曲线,驻波比等参数,还给出了对数周期振子阵天线的各参数曲线。最后对两种天线进行了比较。对称振子的特点结构简单适合于当前应用。对数周期天线的接收性能优于对称振子天线,更适合于专门的电磁脉冲探测试验卫星。     

LEMP 空间表达式求解及分布规律研究

利用偶极子理论对Maxwell方程组进行了求解,得到了垂直通道与斜向通道模型的雷电电磁场解析表达式。基于此表达式分析了不同高度处雷电电磁场的空间分布规律。研究结果表明,在垂直通道与斜向通道模型中,垂直电场和磁场受观测点高度的影响随水平距离的增加而减小,但是对水平电场而言,在垂直通道模型中其初始峰值随着观测点高度增加而增加,在斜向通道模型中,当观测点在通道下方时电场峰值随着观测点高度的增加而增加,当观测点在通道上方时高度越高电场峰值越小。     

静电放电电磁脉冲激励下材料屏蔽效能研究

为更好地评价电磁屏蔽材料对静电放电电磁脉冲的屏蔽效能,对静电放电脉冲激励下的材料的屏蔽效能进行了时域测试研究。以静电放电电磁脉冲为注入源,结合宽带同轴测试夹具和数字存储示波器,对一种平面材料的屏蔽效能进行了时域测试。通过得到的屏蔽前后的信号,计算了不同激励电压下该材料的峰值屏蔽效能,结果表明激励电压的大小对该材料的电磁脉冲屏蔽效能影响不大。通过对屏蔽前后信号的FFT 变换计算了其频域幅频特性曲线,与频域实验测试所得的幅频特性曲线进行了对比,结果比较一致。表明该时域测试系统能够可靠地评价材料对高压静电放电电磁脉冲激励下的衰减能力。     

基于IEC标准雷电后续回击电磁场的计算

基于IEC标准雷电回击电流,用击穿电流和电晕电流两种成分对雷电后续回击标准电流进行拆分拟合.用一种新型脉冲函数表示回击中击穿电流,电晕电流用双指数函数表达.然后基于DU模型,合理地选取了两种电流成分的放电时间常数,并对雷电标准后续回击电磁场分布进行了计算,计算结果比较符合雷电回击电磁场测量波形的四个特征.     

直升机初始雷击附着区域划分仿真研究

雷电作为一种自然放电现象,对飞行安全构成严重威胁.为了进一步提高直升机对雷电的防护能力,根据标准SAE-ARP5416A规定的试验方法,在CST EM Studio中对某型直升机的等比例模型进行仿真计算,对其初始雷击附着区域的划分开展研究.提出了一种基于静电感应理论的直升机初始雷击附着区域划分的仿真计算方法,讨论了该型直升机仿真模型参数设置、具体划分方式等相关内容.通过本文方法仿真计算得到某型直升机初始雷击附着区域,并与标准SAE-ARP5414A的分区结果进行对比分析,验证了该方法的可行性.提出的方法对于今后直升机防雷设计和相关研究工作的开展具有重要参考意义.     

通道高度对雷电回击电磁场的影响研究

主要研究了雷电回击通道高度对回击电磁场的影响,同时选取不同通道高度基于BG、TL、MTLE、MULS和TCS五种雷电回击模型计算了雷电回击在不同水平距离产生的地面电磁场,指出了国外文献计算回击电磁场时在选取通道高度方面存在的问题,并作出了合理的解释。     

计算机系统的安全与防雷

雷电对计算机系统的危害极其巨大，随着计算机系统的普及和应用，其防雷非常必要，本文讨论了计算机系统防雷的具体措施。