ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ

СИСТЕМ ТАНКА И ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

ИМПУЛЬСА НА ИХ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ

Пауль-Вернер Крапке

Возрастающее количество электронных систем управления воору­жением в сочетании с возрастающим количеством источников электро­магнитных помех обусловили высокое значение электромагнитной сов­местимости. Электромагнитная совместимость оценивает все виды электрических помех, которые влияют на систему электронных приборов. Причем электронные приборы и системы могут подвер­гаться взаимному влиянию друг на друга или на них могут воздейст­вовать источники помех, не относящиеся к соответствующей системе. От величины взаимных помех и порога чувствительности конструктив­ных элементов зависит уровень возникающих помех или разрушения элементов. Согласно опытным данным, транзистор в 10000 раз более уязвим, чем электронная лампа, интегральная микросхема, в свою очередь, в 100 раз более чувствительна, чем транзистор (табл.1). Чтобы эти недостатки не стали причиной отказа от преимуществ современных схем, стали проводить мероприятия по их защите.

На примере такой системы, как система вооружения танка "Леопард-2", видно, какие электронные приборы могли бы оказывать взаимное влияние друг на друга, если бы при разработке системы не были приняты соответствующие меры (рис.1). Одним из важнейших защитных мероприятий является экранирование и соединение корпуса блока с корпусом танка. Благодаря этому непосредственно снижают­ся напряженности поля, воздействующие на прибор, а также и индук­тируемые во внутреннем кабельном соединении сигналы помех.

Рис. 1. Взаимные влияния систем: 1 - радиостанция; 2 - генератор; 3 - электродвигатели; 4 - система управления огнем; 5 - встроенная система контроля, управляемая ЭВМ; 6 - система слежения оружия за целью; 7 - панорамный перископический прицел

Таблица 1

Разрушение радиоэлементов излучаемой энергией

Источники помех

Основными источниками помех являются генератор, системы с. электродвигателями (например, насосы, нагнетатели и др.) и радио­станции. Генератор и электродвигатели были спроектированы так,  чтобы сигналы помех были минимальными. Электронные приборы систе­мы управления огнем чрезвычайно чувствительны к помехам и поэтому должны быть помехоустойчивыми.

Различные влияния, вызывающие помехи, которые могут быть пе­реданы по проводам и путем излучения, приведены на рис.2, причем помехи, передающиеся по проводам, могут возникнуть вследствие:

гальванического влияния;

емкостного влияния;

индуктивного влияния.

Ток, напряжение и магнитное переменное поле являются причинами возникновения помех. В танке "Леопард-2" отдельные электронные при­боры и узлы прошли контрольные испытания и после этого были уста­новлены конденсаторы, фильтры и однородные массивные ленты. Впервые в Технических условиях поставки для систем были записаны требова­ния по проведению контрольных исследований по оценке электромагнит­ной совместимости приборов и систем. Танкостроительные фирмы были вынуждены соорудить кабины для оценки электромагнитной совместимос­ти (клетки Фарадея), чтобы иметь возможность выполнить требования заказчика, т.е. проводятся испытания с целью определить, превышают ли кривые установленные предельные значения по трем контрольным критериям:

паразитное излучение, действующее на провода (LA - leitungsgebundene Störaussendung);

помехоустойчивость проводов  (LF - leitungsgebundene  Störfestigkeit);

помехоустойчивость проводов по отношению к кратковременным импульсам (LF Spikes - leitungsgebundene Störfestigkeit gegen Spikes).

Рис. 2. Виды влияния, вызывающие помехи: I - источник помехи; II - передача помех по проводам: 1 - гальваническое влияние; 2 - индуктивное влияние; 3 - емкостное влияние; III - передача помех путем излучения: 1 - влияние электро­магнитных волн; IV - прибор, чувствительный к помехам

Система вооружения танка "Леопард-2" является первой системой вооружения в армии, в которой при разработке, производстве и приемке танков электромагнитная совместимость была и представляет собой существенный компонент, совместно с другими компонентами определяющий нормальное функционирование танка. Поэтому решающим будет тот факт, сохранят ли системы характеристики, определяющие электромагнитную совместимость во время испытаний, также ив период эксплуатации, или в процессе эксплуатации обнаружатся их изменения. Отверстия в корпусах приборов, такие как вентиляционные отверстия, зазоры между частями корпуса или крышками, в индикаторных окнах, кабельных выводах, для предотвращения проникновения электромагнитного поля экранируются прокладками из проводящих эластомеров, металлическими решетками, высокочастотными уплотне­ниями на металлотканой основе, проволочной сеткой и проводящим герметизирующим компаундом.

Вообще можно сказать, что отверстия, диаметр которых является небольшим по сравнению с длинами облучающих электромагнитных волн (табл.2), уменьшают эти внешние поля прямо пропорционально третьей степени расстояния и обратно пропорционально третьей степени диа­метра отверстия. Однако зазоры, размеры которых одинаковы с дли­ной волны, могут действовать как щелевые антенны и таким образом вводить дополнительно в прибор импульсные помехи.

Теперь возникает вопрос, как будут вести себя в эксплуатации уплотненные отверстия и проявлять свою "усталостную прочность". Согласно данным, ответа на этот вопрос еще нет.

В заключение можно сказать, что вопросы электромагнитной совместимости в настоящее время могут быть решены.

Промышленность и государственный 81-й испытательный центр в Грединге накопили определенный опыт и могут поставлять войскам безупречные системы. Будет ли в процессе эксплуатации в войсках нарушаться электромагнитная совместимость, окончательно сказать еще нельзя.

Электромагнитный импульс

После решения вопросов электромагнитной совместимости перед специалистами в качестве новой проблемы встает проблема электро­магнитного импульса. Электромагнитный импульс как один из поражающих факторов ядерного взрыва может создавать помехи электронным системам управления вооружения или разрушать их радиоэлементы - в зависимости от удаления от места взрыва или от мощности ядерной бомбы. Представленная в фильме США "На следующий день" катастрофа, происшедшая с автомобилями на шоссе, показала, как может быть па­рализован окружающий нас современный электронный мир. Чтобы экипаж танка "Леопард-2" мог покинуть в  танке зараженную местность, если вследствие ядерного излучения электронные узлы шасси выйдут из строя, на таких системах, как двигатель, трансмиссия и система пожаротушения, было создано следующее:

при выходе из строя электронной системы запуска двигателя стартер может быть включен с помощью опломбированного выключателя на блоке предохранителей системы контроля двигателя. При ошибочном выключении двигателя его автоматическая остановка может быть так­же предотвращена с помощью этого выключателя, в коробке передач имеется механическое аварийное включение 2-й передачи вперед и 2-й передачи назад. Движение танка при этой аварийной эксплуатации   производится с помощью гидротрансформатора. Это аварийное включе­ние с пульта управления механически включает гидравлические клапа­ны на коробке передач. Дополнительное положение выключателя механи­чески блокирует гидротрансформатор. В этом положении выключателя двигатель может быть запущен с буксира. Так как в связи с выходом из строя или ошибочным выключением пульта управления системы пожа­ротушения нельзя рассчитывать на автоматическое ее срабатывание, два из четырех имеющихся огнетушащих баллона при пожаре могут быть приведены в действие вручную. Следовательно, в случае войны моторно-трансмиссионному отделению уделяется особое внимание.   С помощью этого механического управления танком экипаж мог бы покинуть зону, зараженную ядерным оружием, и достигнуть безопас­ного района, не подвергшегося заражению.   Произошло ли или следует ожидать кратковременного или длительного повреждения или разрушения вследствие воздействия элект­ромагнитного импульса, зависит от многих обстоятельств, которые трудно предвидеть. Разумеется, стальные башня и корпус бронированных машин обеспечивают определенную защиту. Относительно незащи­щенных систем оружия и приборов следует принимать в расчет их разрушение.

В связи с описанной ситуацией возникает вопрос, может ли война быть окончена, прежде чем она началась, т.е. прежде чем произведен первый выстрел? Может ли в действительности случиться, что вследствие ядерного взрыва на большой высоте над нами наши приборы и оружие будут повреждены или уничтожены, телефонная связь и сеть путей сообщения будут парализованы и прервана сеть снабжения? Исключается только сеть связи командования НАТО, так как она за­щищена от электромагнитного импульса.

Таблица 2

Спектральный диапазон электромагнитного излучения

PAUL-WERNER KPAPKE.

ÜBERASCHUNGEN DURCH EMV UND EMP.

KAMPFTRUPPEN, 1988, Nr. 4