Đang tải... (xem toàn văn)
PHÂN TÍCH NHIỄU PHÓNG ĐIỆN QUANG TRÊN HỆ THỐNG THU PHÁT TRÊN MÁY BAY COMPOSITE Định nghĩa Sự tĩnh điện của khung vỏ máy bay thường có thể gây nhiễu điện từ trên máy bay Điện ma sát dược nạp vào khi một máy bay hoạt động trong trời mưa, làm tăng khả năng máy bay cho đến khi phóng hào quang xảy ra từ các điểm có trường một chiều cao trên máy bay Những phóng hào quang tạo ra tiếng ồn mà được kết hợp vào các hệ thống ăng ten được cài đặt trên máy bay Các đặc tính của tích tụ tĩnh điện trên bề mặt củ.
PHÂN TÍCH NHIỄU PHĨNG ĐIỆN QUANG TRÊN HỆ THỐNG THU PHÁT TRÊN MÁY BAY COMPOSITE Định nghĩa : Sự tĩnh điện khung vỏ máy bay thường gây nhiễu điện từ máy bay Điện ma sát dược nạp vào máy bay hoạt động trời mưa, làm tăng khả máy bay phóng hào quang xảy từ điểm có trường chiều cao máy bay Những phóng hào quang tạo tiếng ồn mà kết hợp vào hệ thống ăngten cài đặt máy bay Các đặc tính tích tụ tĩnh điện bề mặt máy bay sợi carbon tổng hợp nghiên cứu báo Sự khác biệt tích tụ tĩnh điện máy bay có sợi carbon tổng hợp máy bay kim loại minh chứng tài liệu Dựa lĩnh vực điện tử xạ phóng tĩnh điện (ESD) nay, mơ hình ESD máy bay composite xác lập Như hiển thị, dòng điện gây kích thích ESD thành cơng dự đoán can thiệp ăng-ten lĩnh vực tần số thời gian, nhằm cung cấp tài liệu tham khảo thiết kế máy bay composite Khái niện số-Antenna, máy bay composite, phóng điện quang, phóng tĩnh điện (ESD), Nhiễu I GIỚI THIỆU Dưới tất điều kiện thời tiết, tích tụ tĩnh điện xảy bề mặt máy bay bay Đó kết việc phóng tĩnh điện (ESD), phá vỡ cân điện thế, xảy mũi máy bay có điện trường với cường độ cao, chẳng hạn vị trí cuối cánh, cuối đuôi cân bằng, vài vị trí khác Nó thể : [1] A Vassiliadis, “A study of corona discharge noise in aircraft antennas,”Stanford Res Inst., Menlo Park, CA, Tech Rep 70, SRI Project 2494,Contract AF 19(604)-3458, Jul 1960 [2] R L Tanner and J E Nanevicz, “Precipitation charging and corona-generated interference in aircraft,” Stanford Res Inst., Menlo Park,CA, Contract AF 19(604)3458, Tech Rep No 73, SRI Project 2494,Apr 1961 [3] R L Tanner and J E Nanevicz, “An analysis of corona-generated inter-ference in aircraft,” Proc IEEE, vol 52, no 1, pp 44–52, Jan 1964 Có thể tạo nhiễu nghiêm trọng máy bay ăng-ten nhận được, vơ hiệu hóa thơng tin hệ thống định vị Các hình thức phóng, cộng thêm loạt xung ngắn, tạo đáng kể RF lượng, tạo nhiễu nghiêm trọng tần số thấp (LF) tần số cao (HF) lượng ESD Kể từ thấy mối nguy hiểm ESD máy bay nhiễu ăng-ten rõ ràng, vấn đề thực phải đáng ý đến Một loạt điểm [4] A Curtis, “Discussion on ‘radio range variations’ by R.H.Marriot,” Proc.IRE, vol 2, no 1, pp 37–53, Mar 1914.[5] H W Morean, “Rain static,” Proc IRE, vol 24, no 7, pp 959–963, Jul.1936 [6] R Gunni, “Army navy precipitation static project,” Proc IRE, vol 34,pp 156– 177, 234–235, Apr.–May 1946 [7] H J Dana, “Block and squirter for reduction of precipitation static,”Washington State C, Pullman, Wash, Rep No 15, Feb 1945 [8] T L Harlor, “Final engineering report on precipitation static reduction,”Philco Corporation, Res Div Philadelphia, PA, USAF ContractW-:3-038 AC 20763, Feb 1950 nghiên cứu nhiễu ESD việc loại bỏ máy bay Một số nhà nghiên cứu nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật ESD nghĩ việc loại bỏ nhiễu tĩnh điện máy bay [9] Tiếng ồn tạo phóng hào quang điện [3], nhiễu vào hệ thống thu phát máy bay[10], nghiên cứu sớm Cách khác, số nhà nghiên cứu sử dụng lý thuyết hình học nhiễu xạ (GTD) để tính tốn bề mặt mật độ điện tích cảm ứng máy bay [11] Các hình thức xung giải phóng điện, mơ hình số, lĩnh vực xạ ESD nghiên cứu [12] - [14] Sớm năm 1966, Yee trình bày mơ hình lưỡng cực điện tương đương [13], vào năm 1991, Wilson giới thiệu mơ hình tương đối đơn giản lưỡng cực phóng điện vầng hào quang điện để dự đoán lĩnh vực xạ [14] Các nghiên cứu trước cho thấy tượng phóng tĩnh điện xảy máy bay kim loại Với ứng dụng rộng rãi vật liệu composite ngành hàng không, ESD nên xem xét điều kiện Trong luận này, nhiễu phóng điện quang bề mặt hệ thống thu phát máy bay composite sợi carbon đưa thảo luận Dạng sóng phóng điện quang tạo tượng phóng vầng hào quang máy bay composite đưa mục II Trong phần III, mơ hình ESD máy bay composite thành lập để phân tích đặc điểm phóng điện quang ảnh hưởng tới hệ thống thu phát Trong phần IV, gây tượng bề mặt máy bay composite sợi carbon mẫu xạ phóng quang điện nghiên cứu Dựa lĩnh vực điện xạ phóng hào quang điện nay, nhiễu, để hệ thống thu phát máy bay phân tích lĩnh vực tần số thời gian, dịng điện gây phóng điện vầng hào quang gây ảnh hưởng thiết bị hệ thống thu phát nhận máy bay composite Cuối Mục V kết luận rút kết khác nghiên cứu II SỰ CHÊNH LỆCH PHÓNG ĐIỆN QUANG GIỮA MÁY BAY COMPOSITE VÀ MÁY BAY KIM A Giới thiệu chung Ma sát điện tạo có liên quan đến tác động hạt lượng hóa q trình bay thấp máy bay composite nói chung đưa điện máy bay lên cao Khi điện tích lũy máy bay thích hợp, tăng ngưỡng đạt để tạo hào quang điện xuống khu vực điện trường cao điểm cuối máy bay Sự cố xảy loạt xung rời rạc thời gian ngắn gia tăng nhanh chóng, tạo tiếng ồn phổ rộng Các xung đầy đủ xấp xỉ tính theo cấp số nhân với khoảng thời gian xảy gần Biến thiên theo thời gian xung phóng điện vầng hào quang tạo chu kỳ phóng theo cấp số nhân tự nhiên đại diện phương trình sau [12]: I (0, t) = KIp e−αt − e−βt , t≥0 K = 1, α = × 106 , β = 4.76 × 107 , Ip = 0.05 Bảng 1: Điện trở suất liên quan đến phóng tĩnh điện Đối với vật liệu tổng hợp, phóng vầng hào quang điện xuất loạt xung rời rạc lại có nhiều khác kim loại Phần sau thảo luận tượng vầng hào quang phóng điện tạo có thượng phóng hào quang điểm đầu cuối cánh máy bay B Hiện tượng phóng điện - Sự khác máy bay composite máy bay kim loại Phân bổ điện tĩnh máy bay composite không đối xứng Tương tự trường hợp vật liệu kim loại, chủ yếu tập trung vào vị trí có độ cong lớn, chẳng hạn mũi ,thân máy bay, điểm cong cánh, điểm bên cánh Các chế phổ biến tạo phóng điện bề mặt máy bay ma sát điện Cơ chế liên quan đến việc chuyển giao điện tử ion tiếp xúc, nhiệt ma sát vùng bề mặt rắn Các vùng cục vật liệu tan chảy, cho phép tăng khả dẫn điện Phân biệt lớp khác vật liệu điện trở suất dựa bề mặt khả chống lại khối lượng Chuyên mục với phạm vi tương ứng điện trở suất bề mặt khối lượng đưa Bảng [15] Tính linh động tĩnh điện chất mạnh bề mặt chống lại thể tích bào mịn Các điện tích tĩnh điện xuất máy bay chức vị trí tương đối loạt ma sát điện, điện trở suất Các vật liệu loạt thiết bị có điện trở suất cao tích lũy đáng kể theo thời gian Tuy nhiên, hoàn cảnh định, chí với vật liệu dẫn điện, chẳng hạn kim loại, giải phóng tĩnh điện So với kim loại, khả tích tụ tĩnh điện máy bay composite lớn nhiều Ngồi ra, thời gian suy giảm phóng tĩnh điện dài, khơng thể xảy hết hồn toàn Tương tự vật liệu kim loại, tĩnh điện xuất máy bay Composite tự sinh ra vị trí, xuất với việc phóng vầng hào quang điện Với miền thời gian tích cực vầng hào quang xung tạo máy bay tổng hợp thể hình Hình cho thấy xung phóng điện vầng hào quang lĩnh vực tần số Sự cố xảy loạt xung rời rạc thời gian ngắn So với kim loại, nguồn can thiệp chính, thời gian tăng xung phóng điện vầng hào quang tích cực máy bay composite (100 ns mực nước biển), thời gian dài, với thời gian khoảng 000 ns Bên cạnh đó, Ip đạt đến đỉnh khoảng 19 mA, lớn so với máy bay kim loại Hình 2, lưu ý quang phổ tần số nhỏ 30 MHz phổ lượng chủ yếu tập trung vào khoảng MHz Sự khác xung phóng điện vầng hào quang có phạm vi quang phổ Hình1.Vầng hào quang xung theo thời gian Hình2 Vầng hào quang xung theo tần số III MƠ HÌNH MƠ PHỎNG Chiếc máy bay composite loại máy bay không người lái làm vật liệu composite sợi carbon Hằng số điện môi tương đối εr = 439,81 - j227.19 đọ thẩm từ μr = 1.0 Hình cho thấy mơ hình tổng hợp máy bay Bụng hệ thống thu phát đơn cực từ có tần số trung tâm 150 MHz GHz, tương ứng Chiều dài bụng hệ thống thu phát 0,5 0,075 m, sải cánh máy bay composite 10 m Trong phạm vi HF, kích thước sải cánh máy bay khoảng mười lần so với bước sóng xạ, chúng tơi sử dụng phương pháp đa cấp thuật tốn nhiều cực nhanh (MLFMA) để mơ lĩnh vực xạ phóng điện vầng hào quang Tuy nhiên, phạm vi LF, phương pháp thời điểm sử dụng để tính tốn can thiệp vào hệ thống thu phát Điện phí tích lũy mũi máy bay độ cong tip lớn, điện tích tĩnh điện tích lũy mật độ cao Trong trường E xạ ESD đưa công thức : E = σ / S Nó thể gia tăng điện bề mặt máy bay composite, phân tử khơng khí xung quanh dễ dàng để ion hóa phóng hào quang điện xảy mũi cánh Theo lý thuyết vầng hào quang điện, tượng xảy bề mặt máy bay Hình 3: Mẫu máy bay Composite Trong máy bay, mơ hình phóng vầng hào quang tương đương với lưỡng cực điện [13] Vì vậy, hiệu việc phóng hào quang bụng hệ thống thu phát tính hiệu ứng tạo mơ hình lưỡng cực điện Ở mũi ,cánh trái cánh phải, mơ hình lưỡng cực điện đặt để mơ kích thích dịng ESD, thể hình Hơn nữa, đặc điểm phóngvầng hào quang can thiệp hệ thống thu phát minh họa IV ĐẶC ĐIỂM PHÓNG ĐIỆN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ TRONG MÁY BAY COMPOSITE A Đặc điểm phóng điện máy bay composite 1) Mật độ cảm ứng tại: bề mặt mật độ gây bề mặt khung máy bay xả hào quang đến máy bay Lấy mẫu tần số từ 0,1 đến 200 MHz máy tính điện trường xạ dòng ESD, mật độ bề mặt khung máy bay hiển thị Hình 4: Hình (a) minh họa mật độ cảm ứng bề mặt sau máy bay composite (b) cho thấy bụng máy bay Tại vùng ng màu, ta thấy mật độ gây lớn Như hiển thị hình 4, mật độ gây chủ yếu tập trung mũi máy bay, cạnh cánh đuôi máy bay composite Bên cạnh đó, hạn chế tối đa số phận gây cạnh cánh lặp lặp lại Cần lưu ý dụng cụ nhạy cảm không nên lắp đặt vị trí 2) Phóng điện trường xa - Trường xạ kiểu mẫu: Tại tần số khác nhau, ví dụ, 30, 60, 100 MHz, tượng phóng mơ hình xạ trường xa khác nhau, hiển thị hình Nó lĩnh vực xạ đến phần lớn đối xứng, lĩnh vực điện xạ phóng điện vầng hào quang tập trung chủ yếu mũi đuôi máy bay tốc độ 30 MHz Hướng với gia tăng xạ mạnh mẽ với gia tăng tần số Tần số cao hơn, phóng điện vầng hào quang phức tạp xạ trường xa Hình B, Nhiễu phóng điện hệ thống thu phát Để tìm hiểu nhiễu tạo vầng hào quang sinh máy bay, mơ hình máy bay (ăng-ten gắn kết hình 3) thành lập để dự đoán tiếng ồn tạo hệ thống thu phát máy bay Trong thông tin hệ thống thu phát cài đặt bụng máy bay Khi phóng hào quang xảy mũi cánh, xạ điện có tác dụng hệ thống thu phát Theo kết thời gian cho vầng hào quang phóng xung thể hình 1, nhận đối tác lĩnh vực tần số chuyển đổi Fourier, hình Bằng cách thiết lập nguồn kích thích tương đương, mô trường tiếng ồn điện bụng địa điểm, dịng điện cảm ứng ăngten Hình 6: Nhiễu điện trường theo tần số Hình 7: Nhiễu điện trường theo thời gian Hình 8: Hình 9: 1) Tiếng ồn trường điện E: Các lĩnh vực tiếng ồn điện vị trí hệ thống thu phát theo thời gian miền tần số hiển thị Hình 7, tương ứng Trong hình 6, E cường độ cao tần số 10 MHz Khi tần số cao 10 MHz, lĩnh vực tiếng ồn điện giảm dần Hình 7, chúng tơi rút kết luận lĩnh vực Emột thay đổi 113-86 V / m Các lĩnh vực điện tử miền thời gianvị trí ăng-ten bụng thay đổi từ từ Vào khoảng × 10 - s,giá trị lĩnh vực E làm tăng tối đa 113 V / mvà rơi xuống mức tối thiểu 86 V / m × 10 - s Hình 8và cho thấy lĩnh vực tiếng ồn điện vị trí hệ thống thu phát theo tần số thời gian So với [3] [9],giá trị theo tần số miền E bụng địa điểm nắp đuôi máy bay composite cao nhiều so với máy bay (707) KC-135 Như thể Hình 8, hình thức lĩnh vực điện tử thời gian miền tương tự mẫu ESD cao điện tiềm [14] Tuy nhiên, giá trị tiếng ồn tối đa lĩnh vực báo cao so với thể Hình 2) cảm ứng tiếng ồn I: Bằng cách tính tốn dịng điện cảm ứng bụng ăng-ten-cap đuôi sử dụng nghịch đảo Hình 10: Hình 11: Hình 12: Hình 13: Với chuyển đổi chuỗi Fourier, miền thời gian gây ăng-ten minh họa Hình 10 11 Sung.12 13 cho thấy dòng tiếng ồn lĩnh vực tần số.Trong điều kiện tổng hợp, gây tập trung 10 MHz Các dịng cảm ứng bụng ăng-ten-cap thấp so với ESD tạo mũi cánh Với gia tăng tần số, gây dòng thấp xuất dao động từ 10 đến 300 MHz Trong miền thời gian, dịng t bụng ăng-ten-cap gây phóng điện vầng hào quang tạo mũi cánh đạt đến tối đa 59 1,7 μA, r espectively, thời điểm 20 ns, trở thành thấp cách nhanh chóng theo thời gian So với [3], giá trị gây ăng-ten bụng máy bay composite mười lần so với hành ăng-ten bụng 431-1 máy bay Giá trị tiếng ồn đuôi ăng-ten nhỏ gây phần đuôi ăng ten máy bay 353-1 máy bay 431-1 V KẾT LUẬN Nghiên cứu nói đặc tính phóng điện vầng hào quang máy bay composite khác từ đặc điểm xảy máy bay kim loại Đối với máy bay composite, mơ hình lưỡng cực điện sử dụng để mơ đặc điểm phóng điện vầng hào quang mũi cánh Gây mật độ mơ hình xạ phóng điện vầng hào quang minh họa báo Bên cạnh đó, lĩnh vực tiếng ồn điện vị trí ăng-ten bụng phân tích Hiện tượng phóng điện quang can thiệp vào ăng-ten lĩnh vực tần số thời gian dự đoán Các kết hiển thị dự đốn can thiệp vào ăngten khơng khí, làm giảm nguy phóng điện vầng hào quang cung cấp tài liệu tham khảo cho việc thiết kế máy bay composite phân phối thiết bị nội thất ... vực điện xạ phóng hào quang điện nay, nhiễu, để hệ thống thu phát máy bay phân tích lĩnh vực tần số thời gian, dòng điện gây phóng điện vầng hào quang gây ảnh hưởng thiết bị hệ thống thu phát. .. tạo hệ thống thu phát máy bay Trong thông tin hệ thống thu phát cài đặt bụng máy bay Khi phóng hào quang xảy mũi cánh, xạ điện có tác dụng hệ thống thu phát Theo kết thời gian cho vầng hào quang. .. kiện Trong luận này, nhiễu phóng điện quang bề mặt hệ thống thu phát máy bay composite sợi carbon đưa thảo luận Dạng sóng phóng điện quang tạo tượng phóng vầng hào quang máy bay composite đưa mục
