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解决方案

航空工程—雷击


  

      现代飞(fei)行(xing)器(qi)都要求具有全(quan)天(tian)候的飞(fei)行(xing)能力(li),雷击是(shi)严重影响飞行安全的重要因(yin)素。飞行器必须有可靠的防雷(lei)击系(xi)统才(cai)能保证其安(an)全性,因此(ci)雷击防护设(she)计是现代飞行器设(she)计的重要组成部分。但目前飞行器雷击防(fang)护设计的环节较(jiao)为复杂,即(ji)使是针对体积较小、结构较为简单的飞行(xing)器(qi)部件,也必须按照典型(xing)的飞(fei)行器防雷设计各环节依次进(jin)行。首先是建立雷击放电模拟环境;然后进行放电测试(shi)发现易受雷(lei)击影响的区域;其次(ci)确定进行防雷设(she)计的标准并按照(zhao)标准给出的指标进行雷击防护(hu)设计,最后(hou)再(zai)通过实验验证防雷设计的有效性。

 
 

  

      实(shi)际飞行器(qi)系(xi)统(tong)自身的(de)结构和(he)雷(lei)击产生的(de)电磁环境都很复杂,设计精度和(he)可靠性要求也越(yue)(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)(yue)高(gao),测试对象越(yue)(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)(yue)庞(pang)大(系(xi)统(tong)级(ji)设计分析(xi)),因此应用(yong)传统(tong)方法进行飞行器(qi)防雷(lei)设计面临越(yue)(yue)(yue)(yue)来越(yue)(yue)(yue)(yue)多的(de)问题,如(ru):

·        确定飞行器雷击附着点

·        复杂系统的防雷区划分(fen)

·        电力电子设(she)备的雷击EMC分(fen)析

·        雷(lei)击电磁(ci)/热/力多物理(li)场耦合

·        防雷(lei)设计(ji)参数(shu)的优化


      针(zhen)对上述问(wen)题若采(cai)用计算(suan)机(ji)仿真(zhen)设计的方法则可以大幅提(ti)高效率,缩短(duan)设计周期。

  

      基(ji)于(yu)有限元方法是求解电磁(ci)场偏(pian)微分方程的有效(xiao)算法。通(tong)过(guo)建(jian)模器(qi),前(qian)/后处(chu)理模块(kuai),优(you)化处(chu)理器(qi),以及TOSCA,ELEKTRA,TEMPO,STRESS等求解器组(zu)成了完整的(de)雷击仿真设计套装。

 

 

  

      TOSCA是三维静态(tai)场(chang)求解(jie)(jie)器(qi),可(ke)(ke)模(mo)拟飞(fei)行器(qi)雷(lei)击附着点(dian)位(wei)置,对于(yu)飞(fei)机(ji)表面的(de)导体,电(dian)介(jie)质(zhi),磁性(xing)材料(liao)和(he)(he)(he)复(fu)合材料(liao)都能够准(zhun)确地建(jian)模(mo)。ELEKTRA是时(shi)域瞬态(tai)求解(jie)(jie)器(qi),可(ke)(ke)用作雷(lei)击直接(jie)效应和(he)(he)(he)间接(jie)效应的(de)模(mo)拟,对于(yu)飞(fei)行器(qi)直接(jie)雷(lei)击可(ke)(ke)仿(fang)真雷(lei)击电(dian)流通过时(shi)表面电(dian)流的(de)分布(bu)情况(kuang),对于(yu)间接(jie)效应可(ke)(ke)模(mo)拟雷(lei)击通路产生(sheng)的(de)磁场(chang)对周围电(dian)子设备的(de)影响。而(er)独有的(de)TEMPO和(he)(he)(he)STRESS求解(jie)(jie)器(qi)则可(ke)(ke)以无缝地与ELEKTRA求解(jie)(jie)器(qi)耦合来进行雷(lei)击电(dian)磁/热/力的(de)联合仿(fang)真。