Электромагнитное излучение при ядерном взрыве и защита радиоэлектронных средств от него

      Если  линия электропередачи вводится в сооружение через металлический  трубопровод, то последний должен быть подключен к экрану. Жилы кабеля и связанное с ним оборудование необходимо защитить высококачественными устройствами грозозащиты. В частности, в месте перехода воздушной линии во входной трубопровод должны размещаться разрядники, которые заземляются на трубопровод. Во всех случаях защиты следует придерживаться следующего правила: отводить импульсные токи из линии  на экран с целью предотвратить их проникновение к сооружению, а там, где небольшие токи неизбежно могут проникнуть в сооружение, принимать меры для устройства им безиндукционного обратного пути к экрану через вводной трубопровод.

      Выводы  линий электропередачи и линий  связи нужно устраивать таким  образом, чтобы они внутри сооружения проходили кратчайшим путем прямо к конечным трансформаторам или защитным разрядникам. Защитные разрядники заземляются путем подключения их к оболочке кабеля или трубопроводу, в которых заключены токонесущие жилы. Это позволит создать безиндукционный обратный путь для токов, но, конечно, не устранит случайной или вынужденной связи с другими параллельными путями в земле.

      Для защиты от перенапряжения относительно чувствительного оборудования, например, полупроводниковых выпрямителей, может возникнуть потребность в установке в отводах цепей энергоснабжения вторичных разрядников, подобно тому, как это делается в цепях связи. Для этой цели подходят технические разрядники с порогом зажигания 1800-2000 В. Если этого окажется недостаточно, то их необходимо дополнить специальными разработанными разрядниками на напряжение пробоя в 500-1000 В. Разнообразные линии связи, входящие в сооружение, такие, как линии дистанционного управления или отводы цепи энергоснабжения, питающие наружное оборудование (например, кондиционеры), требуют аналогичного индивидуального рассмотрения способов защиты.

      При установке на внешние поверхности стен экранирующих металлических листов внешние заземленные кольца обязательно соединяются с экраном, как было описано выше. Устройство внутреннего экрана имеет преимущество, так как позволяет легко монтировать аппаратуру и оборудование на стенах, но применимо оно лишь для однокомнатных помещений.

      При размещении оборудования в сооружении нужно следить за тем, чтобы чувствительная аппаратура  находилась вдали от стен, углов, выступов и отверстий  в экране, а также вдали от вводов длинных кабелей (длинна которых превышает 300 м), труб и т.п. 

     Подытоживая все выше сказанное нужно отметить, что современное состояние проблемы ЭМИ можно оценить следующим образом:

1. достаточно хорошо исследованы теоретически и подтверждены экспериментально механизмы генерации ЭМИ и параметры его поражающего действия
2. разработаны стандарты защищенности аппаратуры
3. известны эффективные средства защиты

     Однако  для достижения достаточной уверенности  в надежности защиты систем и средств  от ЭМИ необходимо провести испытания с помощью имитатора. Что касается полномасштабных испытаний систем связи и управления, то эта задача вряд ли будет решена в обозримом будущем.

     Мощный  ЭМИ можно создать не только в  результате ядерного взрыва. Современные  достижения в области неядерных  генераторов ЭМИ позволяют сделать их достаточно компактными для использования с обычными и высокоточными средствами доставки. В настоящее время в некоторых западных странах ведутся работы по генерации импульсов электромагнитного излучения магнитодинамическими устройствами, а также высоковольтными разрядами. Поэтому вопросы защищенности от воздействия ЭМИ будут оставаться в центре внимания специалистов при любом исходе переговоров о ядерном разоружении.  

Использование имитаторов ЭМИ для набора экспериментальных данных

     Поскольку сбор экспериментальных данных при  проведении подземных ядерных испытаний  технически весьма сложен и дорогостоящ, то решение набора данных достигается  методами и средствами физического  моделирования.

     Среди западных стран передовые позиции в разработке и практическом использовании имитаторов ЭМИ ядерного взрыва занимает США. Подобные имитаторы представляют собой электрогенераторы со специальными излучателями, создающими электромагнитное поле с параметрами близкими к тем, которые характерны для реального ЭМИ. В зону действия излучателя помещаются испытываемый объект и приборы, регистрирующие интенсивность поля, его частотный спектр и длительность воздействия.

     Один  из таких имитаторов, развернутый  на авиабазе ВВС США Киртленд, предназначен для моделирования условий воздействия ЭМИ на самолет и его аппаратуру. Он может использоваться для испытаний таких крупных летательных аппаратов, как бомбардировщик В-52 или гражданский авиалайнер Боинг-747.

     В настоящее время создано и  действует большое количество имитаторов ЭМИ для испытаний авиационной, космической, корабельной и наземной техники. Однако они не в полной мере воссоздают реальные условия воздействия ЭМИ ядерного взрыва вследствие ограничений, накладываемых характеристиками излучателей, генераторов и источников электропитания на частотный спектр излучения, его мощность и скорость нарастания импульса. Вместе с тем, и при этих ограничениях удается получить достаточно полные и надежные данные о появлении неисправностей в полупроводниковых приборах, сбоя в их функционировании и т.п., а также об эффективности действия различных защитных устройств. Кроме того, такие испытания позволили дать количественную оценку опасности различных путей воздействия ЭМИ на радиоэлектронную технику.

     Теория  электромагнитного поля показывает, что такими путями для наземной техники являются, прежде всего, различные антенные устройства и кабельные вводы системы электропитания, а для авиационной и космической техники - антенны, а также токи, наводимые в обшивке, и излучения, проникающие через остекление кабин и лючки из не токопроводящих материалов. Токи, наводимые ЭМИ в наземных и заглубленных кабелях электропитания протяженностью в сотни и тысячи километров, могут достигать тысяч ампер, а напряжение в разомкнутых цепях таких кабелей миллион вольт. В антенных вводах, длина которых не превышает десятков метров, наводимые ЭМИ токи могут иметь силу в несколько сотен ампер. ЭМИ, проникающий непосредственно через элементы сооружений из диэлектрических материалов (неэкранированные стены, окна, двери и т.п.), может наводить во внутренней электропроводке токи силой в десятки ампер.

                                   Заключение

      Итак, в данной работе был кратко описан механизм создания атомного взрыва и  последующее за ним ЭМИ, были рассмотрены его наиболее характерные факторы повреждения, описаны техники и методики проведения модельных экспериментов. Также были рассмотрены некоторые частные примеры и даны практические рекомендации по увеличению ЭМ устойчивости, как самого оборудования, так и зданий, в которых оно располагается. Кроме того, были оценены перспективы развития данного направления с применением новейших материалов. Остается только надеяться, что эффективность описанных выше систем экранирования никогда не придется проверять на практике.    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список использованной литературы: 

1.  Петренко О.К., Давыдов С.Л.   Сборник статей. Ядерный взрыв в космосе, на земле и под землей. – Москва: Военное издательство министерства обороны СССР, 1974. – С. 84, 140, 182.
2. Амиралов О.А.   Электромагнитный импульс ядерного взрыва и защита радиоэлектронных средств от него.
3. Хоровиц П., Хилл У.   Искусство схемотехники. – Москва: Мир, 1998. – С. 479.
4. Каминский Е.А.   Практические приемы чтения схем электроустановок. – Москва: Энергоатомиздат, 1988. – С. 81-94.  
5. Жаков А.М., Пигулевский Ф.А.   Управление баллистическими ракетами. – Москва: Военное издательство министерства обороны СССР, 1965. – С. 221.
6. Яковлев К.П. Краткий физико-технический справочник. – Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. – С. -251, 607, 650, 661.