[发明专利]一种飞机表面电流注入试验中的回流通道设置方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及应用于飞机的电磁兼容性试验，特别是指飞机表面电流注入试验中的回流通道设置方法。

【背景技术】

在飞机研发、定型、适航取证过程中，为审查飞机对外部HIRF电磁环境的适应性，需进行全机高强度电磁辐照HIRF试验，以验证在预定的外部电磁环境下飞机能够全性能正常兼容工作。但此类试验电平量值远超出目前工业界实际试验能力水平，即用传统直接辐照试验方法难以满足这些规定。因此近年来业内展开了一系列替代试验方法研究，其基本思路是“外部电磁环境EME应力对EUT产生的等价电磁效应和/或EUT功能性能的等价响应”。高电平飞机表面电流注入法(High Level Surface Current Injection－HLSCI)就是其中一种。

HLSCI法直接对机身蒙皮注入的大电流,生成评估飞机外部电磁环境适应性所需机内电磁环境，使受试件处于与机外高电平辐照场等价的电磁应力之下，从而产生同样的响应。其依据的最根本电磁理论基础是：根据电磁场边值问题理论，自由空间里某观察点的电磁场由场源决定；有限空间里某观察点的电磁场由场源/边界条件决定。使用有限空间的实际界限时场源应一并考虑，使用源到观察点之间任意便于分析问题的包围观察点的全封闭虚拟边界时，只要保证边界上电磁场满足麦克斯韦方程组（即边值条件），则可以不再考虑场源从而降低问题的复杂性，因这时的边界条件已计入场源的贡献。即此时观察点的电磁场可由边界条件唯一确定，不同边界可能有不同难易程度的电磁条件，从而给出不同分析解决问题的途径和方法。从另一个角度考虑，只要观察点的电磁场相同，它既可以由实际场源产生，也可以由满足边值条件的其它边界场源产生，无论是哪种场源它们都是等价的。

对飞机HIRF试验而言，飞机蒙皮表面电流分布、飞机内部设备安装处空间电磁场、设备接口处的传导电流等都是等价的可考虑场源，这就给同一目的的试验带来了方法多样化的灵活性。而工程上更多关注的是精度在可接受范围内的各类试验方法，以适应于不同重点的需求（如经济、理论、工程各种层面）。

高电平飞机表面电流注入法HLSCI的优点之一是一次整机试验就同时完成对所有机载设备的EMC安全裕度评估。其最有效使用频率范围10kHz～1st飞机谐振频率（一般为飞机最大线度150～30米对应的电磁波半波长，1～5MHz），可扩展至400MHz，再高频率使稳定性变差。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种飞机表面电流注入试验中的回流通道设置方法，以解决现有飞机全机高强度电磁辐照HIRF试验成本较高，不易实施的问题。

为实现上述目的，实施本发明的一种飞机表面电流注入试验中的回流通道设置方法，包括以下步骤：

在飞机表面选择电流注入点和流出点；

在飞机内关注区域对应飞机蒙皮外部附近构造附加注入电流的回流通道，其中该回流通道由金属板和/或栅格组成；

电流源输出电流至选择的飞机电流注入点，电流按电流环绕的面积最小和环路阻抗最低的原则自动调整其走向流过飞机蒙皮，经飞机电流流出点进入回流通道，最后返回电流源。

依据上述主要特征，可以选择机头－垂尾端、机头－左/右平尾端、机头－左/右机翼端、机翼端－机翼端、重点部位两边作为电流注入点和流出点。

依据上述主要特征，该回流通道通常设置在待测EUT安装位置及其互连电缆敷设途径、或蒙皮上有开口或缝隙位置的外部附近。

依据上述主要特征，组成该回流通道的金属板或栅格距飞机表面≤0.45米，栅格彼此间距≤0.3米。

依据上述主要特征，该回流通道还包括一接地平面，该接地平面面积略大于飞机垂直投影轮廓，飞机置于此接地平面上并与之绝缘，自飞机电流流出点的注入电流通过回流通道与接地平面连接，最后返回电流源。

依据上述主要特征，飞机电流流出点与回流通道之间串接有阻抗匹配网络或电阻。

与现有技术相比较，本发明通过在飞机内关注区域对应飞机蒙皮外部附近构造附加注入电流的回流通道，以较小的注入电流在飞机内关注部位产生较强的电磁环境，从而解决了现有飞机全机高强度电磁辐照HIRF试验成本较高，不易实施的问题。

【附图说明】

图1为实施本发明的第一实施例的示意图。

图2与图3为实施本发明的第二实施例的示意图。

图4为实施本发明的第三实施例的回流构架配置方法理论的计算仿真结果示意图。

【具体实施方式】

在具体实施时，飞机外部电磁环境安全裕度评估主要包括以下5个步骤：