Анализ воздействия разряда молнии на ракетоносители космического назначения
Аннотация
Проводится анализ воздействия прямого разряда молнии в ракету космического назначения. Рассмотрены механическое, термическое, электромагнитное воздействия во всем диапазоне возможных интенсивностей тока молнии. Отмечается, что главной характеристикой молнии, определяющей различные физические факторы ее воздействия на объекты, является зависимость интенсивности тока разряда молнии от времени. Термические факторы вызваны быстрым выделением теплоты при прямом контакте канала молнии с внешними элементами конструкции ракеты. Выделяемая в канале молнии энергия определяется переносимым зарядом, длительностью вспышки и амплитудой тока молнии. В большинстве случаев этой энергии достаточно, чтобы воспламенить топливные смеси и газы, образующиеся в процессе заправки. Показано, что при токе больше 100 кА существует опасность проплавления внешних элементов конструкции ракеты. Механическое воздействие, вызванное акустической ударной волной, не представляет опасности даже при токе 200 кА. Электродинамическое воздействие может быть причиной сплющивания полых металлических трубок. Электрические факторы связаны с воздействием электрического тока молнии и появлением перенапряжений в бортовой аппаратуре. Электромагнитное воздействие всегда является опасным при попадании молнии в ракету и требует для бортовой аппаратуры и кабельной сети организации защитных мер.
Литература
2. КТ-160D. Квалификационные требования. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования (Внешние воздействующие факторы). Требования, нормы и методы испытаний. М.: АР МАК, 2004, 327 с.
3. Rakov V.А., Mareev E.A. Statistical Distributions of Lightning Parameters with Emphasis on their Extremely High Values. – Электричество, 2021, №. 3, с. 4–25.
4. Кужекин И.П., Ларионов В.П., Прохоров Е.Н. Молния и молниезащита. М.: Знак, 2003, 330 с.
5. Комягин С.И. Электромагнитная стойкость беспилотных летательных аппаратов. М.: Красанд, 2016, 320 с.
6. Кужекин И.П. и др. Защита от молнии и обеспечение электромагнитной совместимости на стартовых комплексах космического назначения. – Вестник МЭИ, 2009, № 5, с. 36–41.
7. Кирилов В.Ю., Клыков А.В., Нгуен В.Х. Моделирование воздействия мощных электромагнитных помех на электротехнический комплекс самолета. – Труды МАИ, 2013, № 71, 23 с.
8. Острик А.В., Филипенко А.А. Молниезащита углепластиковых элементов конструкции самолета при тепловом и механических действиях прямого удара молнии. – Конструкции из композиционных материалов, 2010, № 1, с. 34–44.
9. Баранов М.И., Кравченко В.И. Электротермическая стойкость металлической обшивки летательного аппарата к прямому воздействию импульсного тока молнии. – Электричество, 2012, № 12, с. 18–26.
10. Issac F., et. al. Space Launching Site Protection against Lightning Hazards. – AerospaceLab, 2012, No. 5.
11. Mata C.T., Mata A.G. Summary of 2011 Direct and Nearby Lightning Strikes to Launch Complex 39B, Kennedy Space Center, Florida. – Int. Conference: Lightning Protection (ICLP), 2012, DOI:10.1109/ICLP.2012.6344321.
12. Сенцов Ю.И. Оценка электромагнитной помехи в электросети ракеты при прямом попадании в нее молнии. – Электричество, 2017, № 11, с. 36–39.
13. Кравченко В.И., Болотов Е.А., Летунова Н.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987, 256 c.
14. Авруцкий В.А. и др. Разрушение изделий из углепластика под действием токов молнии. – Электричество, 1993, № 2, с. 28–33.
15. Гуняев Г.М. и др. Молниестойкость современных полимерных композитов. – Авиационные материалы и технология, 2012, № 2, с. 36–42.
16. ГОСТ РВ 0020-57.309–2019. КСКК. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы оценки соответствия требованиям стойкости к воздействию электромагнитных полей и токов источников естественного и искусственного происхождения. М.: 2021.
#
1. Sentsov Yu.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2019, No. 8, pp. 30–33.
2. КТ-160D. Kvalifikatsionnye trebovaniya. Usloviya ekspluatatsii i okruzhayushchey sredy dlya bortovogo aviatsionnogo oborudovaniya (Vneshnie vozdeystvuyushchie faktory). Trebovaniya, normy i metody ispytaniy (Qualification requirements. Operating and environmental conditions for on-board aviation equipment (External influencing factors). Requirements, norms and test methods). М.: АR МАК, 2004, 327 p.
3. Rakov V.А., Mareev E.A. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 3, pp. 4–25.
4. Kuzhekin I.P., Larionov V.P., Prokhorov E.N. Molniya i molniezashchita. (Lightning and Lightning Protection). M.: Znak, 2003, 330 p.
5. Komyagin S.I. Elektromagnitnaya stojkost' bespilotnykh letatel'nykh apparatov (Electromagnetic Resistance of Unmanned Aerial Vehicles). M.: Krasand, 2016, 320 p.
6. Kuzhekin I.P., et. al. Vestnik MEI – in Russ. (Bulletin of the MPEI), 2009, No. 5, pp. 36–41.
7. Kirilov V.Yu., Klykov A.V., Nguen V.H. Trudy MAI – in Russ. (Proceedings of MAI), 2013, No. 71, 23 p.
8. Ostrik A.V., Filipenko A.A. Konstruktsii iz kompozitsionnykh materialov – in Russ. (Structures Made of Composite Materials), 2010, No. 1, pp. 34–44.
9. Baranov M.I., Kravchenko V.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2012, No. 12, pp 18–26.
10. Issac F., et. al. Space Launching Site Protection against Lightning Hazards. – AerospaceLab, 2012, No. 5.
11. Mata C.T., Mata A.G. Summary of 2011 Direct and Nearby Lightning Strikes to Launch Complex 39B, Kennedy Space Center, Florida. – Int. Conference: Lightning Protection (ICLP), 2012, DOI:10.1109/ICLP.2012.6344321.
12. Sentsov Yu.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2017, No. 11, pp. 36–39.
13. Kravchenko V.I., Bolotov E.A., Letunova N.I. Radioelek-tronnye sredstva i moshchnye elektromagnitnye pomekhi. (Radio-Electronic Means and Powerful Electromagnetic Interference). M.: Radio i svyaz', 1987, 256 p.
14. Avrutskiy V.A., et. al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 1993, No. 2, pp. 28–33.
15. Gunyaev G.M., et. al. Aviatsionnye materialy i tekhnologiya – in Russ. (Aviation materials and technology), 2012, No. 2, pp. 36–42.
16. GОSТ RV 0020-57.309–2019. Apparatura, pribory, ustroystva i oborudovanie voennogo naznacheniya. Metody otsenki sootvetstviya trebovaniyam stoykosti k vozdeystviyu elektromagnitnyh poley i tokov istochnikov estestvennogo i iskusstvennogo proiskhozhdeniya (Equipment, Devices and Equipment for Military Purposes. Methods for Assessing Compliance with the Requirements of Resistance to Electromagnetic Fields and Currents of Sources of Natural and Artificial Origin). М.: 2021.
