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解决方案

航空工程—雷击


  

      现代飞行(xing)器都(dou)要求具(ju)有全天候的飞行(xing)能力(li),雷击(ji)是严重(zhong)影(ying)响飞行(xing)安全的重要因素。飞行(xing)器(qi)必须(xu)有可靠的防雷击(ji)系(xi)统才能保证其安全性(xing),因此雷击防护设(she)计是现(xian)代飞行(xing)器设(she)计的(de)重要组成部分(fen)。但(dan)目前(qian)飞行器(qi)雷击(ji)防(fang)护设计的环节较为复杂,即使是针(zhen)对体积较小、结(jie)构(gou)较为简单的飞(fei)行器部件,也必(bi)须按照典型的飞行(xing)器防雷设计各环节依次(ci)进行(xing)。首(shou)先(xian)是建立(li)雷击(ji)放(fang)电模拟环境(jing);然后(hou)进行放(fang)电测试发现易受雷击(ji)影响的区(qu)域(yu);其次确定进(jin)行(xing)防雷设计的标准并按照标准给出的指标进(jin)行雷击防护设计,最后再(zai)通(tong)过实验验证防雷设计的有效(xiao)性。

 
 

  

      实际飞行器(qi)系统(tong)(tong)自(zi)身的结(jie)构和(he)雷(lei)击产生(sheng)的电(dian)磁环境(jing)都很复杂,设(she)计精度和(he)可靠性要求也越(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)高,测试对象越(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)庞大(系统(tong)(tong)级设(she)计分析),因此应用传统(tong)(tong)方法进(jin)行飞行器(qi)防雷(lei)设(she)计面临越(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)多(duo)的问题,如(ru):

·        确定飞行器雷击附着点

·        复(fu)杂系统(tong)的防雷区划分

·        电(dian)力电(dian)子设备的雷击(ji)EMC分(fen)析

·        雷击电磁/热/力多物理场耦合

·        防雷设计参(can)数的(de)优化


      针对(dui)上述问题若采用计(ji)算机仿真设计(ji)的方法(fa)则可(ke)以大幅提高效率,缩短设计(ji)周期。

  

      基于有(you)限元方法是求(qiu)解电磁场偏微分方程的(de)有(you)效算法。通过建模(mo)器(qi),前/后处理模(mo)块,优(you)化处理器(qi),以及TOSCA,ELEKTRA,TEMPO,STRESS等求解器组成了完整的雷击仿真(zhen)设计套装。

 

 

  

      TOSCA是三维静态场(chang)求(qiu)解(jie)器(qi),可模拟飞行(xing)(xing)器(qi)雷(lei)击(ji)(ji)附着点位置,对(dui)于(yu)飞机表面(mian)的(de)(de)(de)导体,电介质,磁性材(cai)料(liao)和复合(he)材(cai)料(liao)都能(neng)够准确地建模。ELEKTRA是时域瞬态求(qiu)解(jie)器(qi),可用作雷(lei)击(ji)(ji)直接(jie)效(xiao)应(ying)(ying)和间接(jie)效(xiao)应(ying)(ying)的(de)(de)(de)模拟,对(dui)于(yu)飞行(xing)(xing)器(qi)直接(jie)雷(lei)击(ji)(ji)可仿真雷(lei)击(ji)(ji)电流通过时表面(mian)电流的(de)(de)(de)分(fen)布情(qing)况(kuang),对(dui)于(yu)间接(jie)效(xiao)应(ying)(ying)可模拟雷(lei)击(ji)(ji)通路产(chan)生的(de)(de)(de)磁场(chang)对(dui)周围电子设备的(de)(de)(de)影响。而独有的(de)(de)(de)TEMPO和STRESS求(qiu)解(jie)器(qi)则(ze)可以无缝地与(yu)ELEKTRA求(qiu)解(jie)器(qi)耦合(he)来进行(xing)(xing)雷(lei)击(ji)(ji)电磁/热/力的(de)(de)(de)联(lian)合(he)仿真。