МОБИЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ Российский патент 2018 года по МПК G01R1/00 

Изобретение относится к устройствам для индикации характеристик электрических величин, в частности к средствам для испытаний на стойкость к воздействию электромагнитного поля, и может быть применено для оценки уровня защиты корабельных радиоэлектронных средств от поражающих факторов электромагнитного оружия.

Защита корабельных радиоэлектронных средств от поражающих факторов электромагнитного оружия является актуальной задачей технологии электромагнитной защиты корабля, требующей новых технических решений и значительных средств для ее обеспечения. В частности, о сложности конструктивного обеспечения этой проблемы дает представление описание средств электромагнитной защиты радиоэлектронных средств корабельной палубно-башенной артиллерийской установки Мk45 по патенту США US 5756921, 18.12.1995 г.

Однако одно только соответствующее защищенное исполнение конструктивных узлов радиоэлектронных средств оказывается недостаточно для обеспечения их надежной электромагнитной защиты на период эксплуатации из-за деградации узлов электромагнитной герметизации стыков их экранирующих конструкций. Уже через 6 месяцев возможно снижение эффективности экранировки до 40 дБ (см., например, военное руководство США MIL-HDBK-1195, 30.09.1998).

Корпусные конструкции корабля, обладающие экранирующими свойствами, значительно улучшают защиту радиоэлектронных средств от мощных электромагнитных воздействий в дополнение к их собственной электромагнитной защите. Однако уровень защиты корпусными конструкциями корабля зависит от множества эксплуатационных факторов, определяющих стабильность электромагнитной герметизации дверей и люков помещений. Это обуславливает необходимость при оценке уровня защиты радиоэлектронных средств от мощных электромагнитных воздействий учитывать их размещение в корабельных помещениях, а также качество их монтажа, в том числе состояние кабельных трасс.

Оснащение вооруженных сил ряда стран средствами радиоэлектронной борьбы, в том числе и электромагнитным оружием, обусловило необходимость оперативно контролировать и поддерживать уровень защиты радиоэлектронных средств корабля от поражающих факторов этого оружия. Однако общепромышленные испытательное оборудование и измерительная аппаратура для оценки этого параметра, применительно к комплексу радиоэлектронных средств корабля, являются уникальными - их производят, в основном, применительно к условиям использования в специализированных испытательных центрах со специально подготовленным персоналом. Но оценка стойкости радиоэлектронных средств к электромагнитным воздействиям в условиях испытательных центров не дает достоверной оценки применительно к условиям их реальной эксплуатации, где эти средства экранированы не только собственными корпусами, но и корпусными конструкциями корабля, а также влияют условия прокладки их кабельных трасс.

Использование на корабле штатной аппаратуры для оценки электромагнитной защиты радиоэлектронных средств требует исполнения такой аппаратуры в корабельном исполнении (обеспечивающем жесткие условия эксплуатации), что приводит к чрезмерным затратам. Однако в массовой поставке на корабли такой аппаратуры нет необходимости, так как физико-химические процессы, вызывающие указанное снижение уровня защиты корабля от поражающих факторов электромагнитного оружия, протекают достаточно медленно. В реальных условиях достаточен лишь периодический контроль уровня этой защиты и создание специализированной аппаратуры корабельного исполнения для этого вида испытаний оказывается технически нецелесообразным. Это и обусловило необходимость создания отраслевой мобильной лаборатории, оперативно используемой для проведения соответствующих контрольных испытаний на строящихся и эксплуатируемых кораблях.

Известна мобильная лаборатория для испытаний на электромагнитные воздействия, выполненная на шасси большегрузного автомобиля, снабженного экранированным корпусом для размещения испытательной аппаратуры с автономным источником электропитания и с вынесенными за пределы экранированного корпуса излучающими антеннами. Экранированный корпус этой мобильной лаборатории выполнен в форм-факторе стандартного контейнера, в полости которого аппаратура размещена в безэховой камере, и снабжен средствами закрепления излучающей антенны, установленной на его крыше (Патент Великобритании GB 2414084, 12.05.2004) - принята за прототип.

Недостатком известной мобильной лаборатории является отсутствие возможности ее установки и закрепления на палубе военных кораблей без ухудшения их тактико-технических характеристик по причине:

- ограничения поверхности облучения верхнепалубных корпусных конструкций и надстроек корабля излучателями, установленными на крыше, зоной прямой видимости;

- больших габаритов мобильной лаборатории, обусловленных расстоянием взаимного разнесения оборудования, устанавливаемого на крыше. Это расстояние регламентировано действующими стандартами по электромагнитной совместимости, габаритами контейнера, которые определяются размерами безэховой камеры и большими габаритами автомобильного шасси, на котором установлен контейнер с аппаратурой.

Этот недостаток известной мобильной лаборатории не позволяет ее использовать в реальных условиях для испытаний радиоэлектронных средств кораблей на защищенность от поражающих факторов электромагнитного оружия в процессе их приемочных испытаний и во время учений с использованием артиллерийского вооружения, а также во время оперативных эксплуатационных проверок и тренировок действия личного состава по отработке мероприятий по защите корабля от воздействия поражающих факторов электромагнитного оружия.

Задачей изобретения является обеспечение возможности использования мобильной лаборатории для оперативной оценки уровня защиты корабельных радиоэлектронных средств от поражающих факторов электромагнитного оружия в реальных условиях.

Поставленная задача решается тем, что в мобильной лаборатории для испытаний на электромагнитные воздействия, выполненной на шасси автомобиля, снабженного экранированным салоном для размещения испытательной аппаратуры с автономным источником электропитания, излучателями и с выносными за пределы экранированного корпуса приемниками, снабженными средствами закрепления, имеются следующие отличия: автомобиль выполнен в форм-факторе микроавтобуса, салон которого разделен перегородкой в виде электромагнитного экрана отделяющего кабину водителя от отсека с испытательной аппаратурой, и снабжен багажным отсеком с выносными съемными средствами упругого закрепления микроавтобуса, приемников и испытательной аппаратуры, взаимодействующими с верхнепалубными устройствами, наружными корпусными конструкциями надстроек (мачт), а также с корпусами жестко установленного оборудования внутри экранированных постов и помещений корабля.

А также фиксаторы излучателей снабжены телескопическими мачтами для установки со стороны, близкой к условиям потенциального воздействия.

А также окна салона микроавтобуса снабжены экранирующими электромагнитное поле жалюзи.

А также органы управления испытательной аппаратурой размещены в отсеке водителя.

Техническая сущность и принцип действия предложенной мобильной лаборатории проиллюстрированы чертежами, на которых:

На фиг. 1 изображена мобильная лаборатория для испытаний на электромагнитные воздействия, на фиг. 2 - корабль в процессе испытаний на мощные электромагнитные воздействия, на фиг. 3 - корабельная артиллерийская установка в процессе испытаний на электромагнитные воздействия и на фиг. 4 - излучатели сверхширокополосных импульсов с держателем и средствами их закрепления.

Мобильная лаборатория для испытаний корабля на электромагнитные воздействия (фиг. 1), установленная на корабле 1 (фиг. 2), выполнена на шасси автомобиля, выполненного в форм-факторе микроавтобуса 2, снабженного экранированным корпусом 3 для размещения испытательной аппаратуры 4 с автономным источником электропитания 5 и с выносными, за пределы экранированного корпуса 3 микроавтобуса 2, приемниками 6 (фиг. 3) и излучателями 7 (фиг. 4) сверхширокополосных импульсов.

Салон микроавтобуса 2 снабжен возимыми в комплекте выносными съемными упругими средствами закрепления, выполненными в виде намагниченных башмаков 8 (фиг. 1), из высококоэрцитивного материала, взаимодействующих со стальными корпусными (палубными) конструкциями путем фиксированной установки на палубе корабля 1 (фиг. 2). Для страховки закрепления башмаками 8 в комплект средств закрепления введены тросы 9, взаимодействующие с корабельными верхнепалубными устройствами 10, представляющими собой известные средства закрепления подвижной техники, летательных аппаратов и другой колесной техники на кораблях (судах): рымы, рым - болты, скобы, обухи, палубные фитинги, гнезда, упоры и т.д. (Снопков В.И. Технология перевозки грузов морем: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: НПО «Профессионал», 2006, с. 481-487). Тросы 9 снабжены пружинными амортизаторами 11.

Приемники 6 устанавливаются внутри экранированных корабельных постов 12 и помещений 13. В качестве примера, как показано на фиг 3, приемники 6 установлены в разных зонах по уровню электромагнитной защиты - в посту 12 надпалубной части артиллерийской установки, представляющей собой, экранированное корпусными конструкциями орудийной башни 14 боевое отделение, в котором установлено орудие с механизмом заряжания, станок, гидравлические силовые приводы вертикальной и горизонтальной наводки с соответствующими радиоэлектронными средствами, кабелями управления и связи, и в помещении 13 подпалубной части этой установки, в которую входят магазин с готовыми к автоматической стрельбе выстрелами, механический и электронный установщики взрывателя, верхний и нижний элеваторы, радиоэлектронные средства управления, а также кабели управления и связи. Приемники 6 снабжены держателями 15 со средствами закрепления 16, взаимодействующими с корпусными конструкциями корабля 1, а также с корпусами жестко установленного оборудования внутри экранированных постов 12 и помещений, например в орудийной башне 14. Приемники 6 снабжены амортизаторами (на фигуре не показано) для обеспечения виброудароустойчивости их установки.

Приемники 6 подключены кабелями 17 к испытательной аппаратуре 4, если требуется их синхронизация по времени регистрации, но могут быть и автономными с записью результатов измерения уровня электромагнитного излучения, проникающего при испытании в посты 12 и помещения 13.

Излучатели 7 (фиг. 4) сверхширокополосных импульсов снабжены держателями 18 со средствами закрепления 19, взаимодействующими с наружными корпусными конструкциями корабля 1, в том числе его надстроек и мачт, а также кабелями 20 для их установки вне микроавтобуса 2. Излучатели 7 снабжены амортизаторами (на фигуре не показано), для обеспечения виброудароустойчивости их установки.

Держатели 18 выполнены в виде телескопических мачт для установки излучателей 7 относительно постов 12 и помещений 13 со стороны, близкой к направлению потенциального воздействия электромагнитного оружия.

Окна салона микроавтобуса 2 (фиг. 1) снабжены экранирующими электромагнитное поле жалюзи 21. Салон микроавтобуса 2 снабжен перегородкой 22 в виде электромагнитного экрана для отделения кабины водителя 23 от отсека с испытательной аппаратурой 4. Органы управления испытательной аппаратурой 4 размещены в отсеке водителя (на фиг. не показано).

В микроавтобусе 2 предусмотрен также багажный отсек 24 для размещения кабелей 17 и 20, приемников 6, башмаков 8, тросов. 9 и пружинных амортизаторов 11 на время транспортировки к объекту испытания.

Для проведения испытаний мобильную лабораторию транспортируют и устанавливают на палубе корабля 1, подкладывая под колеса башмаки 8. Стравливают избыточное давление воздуха в шинах до 1,3-1,5 атмосферы, после чего шины плотно охватывают верхнюю часть башмаков, препятствуя их смещению. Таким образом, башмаки оказываются плотно прижатыми к палубе за счет магнитного притяжения и к колесам микроавтобуса 2, препятствуя смещению этого микроавтобуса по палубе при вибрационных и ударных нагрузках. Для страховки закрепления подсоединяют тросы 9 с амортизаторами 11 к микроавтобусу 2 и корабельным верхнепалубным устройствам 10. Этим обеспечивается упругое закрепление микроавтобуса 2 в продольном и поперечном направлении относительно палубы корабля 1. Шины колес микроавтобуса 2, при пониженном давлении воздуха в них, и амортизаторы 11 обеспечивают достаточную упругость установки микроавтобуса 2 относительно корабля 1. В сочетании с упругостью штатной подвески микроавтобуса 2 этим обеспечивается амортизация испытательной аппаратуры 4 и автономного источника электропитания 5, что позволяет использовать на корабле, в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок, оборудование лабораторного и общепромышленного исполнения, которое к тому же защищено экранированным корпусом 3 как от поражающего электромагнитного воздействия, генерируемого излучателями 7, так и от воздействия корабельной окружающей среды.

Во время учений, проводимых на корабле 1, включают испытательную аппаратуру 4 на функционирование и облучают наружную поверхность экранированных корабельных постов 12 и помещений 13, находящихся в зоне диаграмм направленности излучателей 7. Приемниками 6 фиксируют прохождение их электромагнитного излучения в посты 12 и помещения 13 во время действий личного состава по штатному расписанию при работе верхнепалубных механизмов, узлов электромагнитной герметизации подвижных соединений, например при вращении башни артиллерийской установки, радиолокационных антенн системы наведения, дверей и люков, а также дверей при перемещении личного состава и т.п. По наличию или отсутствию недопустимого уровня проникновения электромагнитного излучения в посты 12 и помещения 13 судят об уровне защиты радиоэлектронных средств корабля от поражающих факторов электромагнитного оружия в условиях, приближенных к реальным.

Таким образом, за счет использования для проведения испытаний на корабле аппаратуры общепромышленного исполнения затраты на проведение испытаний снижаются настолько, что это становится экономически целесообразно проводить одной мобильной лабораторией оперативную оценку уровня зашиты корабельных радиоэлектронных средств от поражающих факторов электромагнитного оружия как при ходовых испытаниях строящихся кораблей, так и в процессе эксплуатации кораблей. Это обеспечит оперативную оценку уровня защиты кораблей от поражающих факторов электромагнитного оружия при минимальных затратах на испытательное оборудование.

Изобретение относится к устройствам для испытаний на стойкость к воздействию электромагнитного поля. Мобильная лаборатория для испытаний на электромагнитные воздействия выполнена в форм-факторе микроавтобуса, салон которого разделен перегородкой в виде электромагнитного экрана, отделяющего кабину водителя от отсека с испытательной аппаратурой, и снабжен багажным отсеком с выносными съемными средствами упругого закрепления микроавтобуса, приемников и испытательной аппаратуры, взаимодействующими с верхнепалубными устройствами, наружными корпусными конструкциями надстроек (мачт), а также с корпусами жестко установленного оборудования внутри экранированных постов и помещений корабля, фиксаторы излучателей снабжены телескопическими мачтами для установки со стороны, близкой к условиям потенциального воздействия, окна салона микроавтобуса снабжены экранирующими электромагнитное поле жалюзи, а органы управления испытательной аппаратурой размещены в отсеке водителя. Технический результат – повышение оперативной оценки уровня защиты кораблей от поражающих факторов электромагнитного оружия. 4 ил.

Мобильная лаборатория для испытаний на электромагнитные воздействия, выполненная на шасси автомобиля, снабженного экранированным салоном для размещения испытательной аппаратуры с автономным источником электропитания, излучателями и с выносными за пределы экранированного корпуса приемниками, снабженными средствами закрепления, отличающаяся тем, что автомобиль выполнен в форм-факторе микроавтобуса, салон которого разделен перегородкой в виде электромагнитного экрана, отделяющего кабину водителя от отсека с аппаратурой, и снабжен багажным отсеком с выносными съемными упругими средствами для закрепления микроавтобуса, приемников и испытательной аппаратуры, взаимодействующими с верхнепалубными устройствами, наружными корпусными конструкциями надстроек (мачт), а также с корпусами жестко установленного оборудования внутри экранированных постов и помещений корабля, причем фиксаторы излучателей снабжены телескопическими мачтами для установки со стороны, близкой к условиям потенциального воздействия, окна салона микроавтобуса снабжены экранирующими электромагнитное поле жалюзи, а органы управления испытательной аппаратурой размещены в отсеке водителя.