火箭爆炸分离引起电磁脉冲辐射的研究

admin · 发表于 2022-9-14 22:27:04

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在大型运载火箭和导弹系统上，级间分离动作是通过特殊设计的火工分离装置的爆炸完成的，持续时间很短。火工品爆炸本质上是化学爆炸的一种形式，而化学爆炸和核爆炸一样能够产生电磁脉冲，因此，爆炸分离会引起电磁脉冲辐射。目前研究人员对爆炸分离引起的振动和冲击比较关注，而对其引起的电磁辐射则缺乏认识，他们在设计系统时没有相应的抗干扰设计，系统往往存在电磁兼容隐患，影响了火箭系统的飞行可靠性。本文将针对火箭爆炸分离引起电磁脉冲辐射的题目，开展试验测量、数据时频分析及产生机理等方面的具体研究。首先，阐述了电磁脉冲测量的基本理论及脉冲电场传感器的测量原理，针对爆炸分离过程的特点设计了电磁辐射测量方案，在地面爆炸分离试验中成功地进行了0~20MHz频率范围的电磁辐射测量。结果表明，爆炸分离产生的电磁脉冲辐射呈多脉冲形式，主要频谱能量分布在3MHz以下，电磁辐射自点火后0.05ms开始出现，一直持续到点火后35ms。其次，介绍了常用的时频分析理论，瞬态电磁脉冲需要时频分析方法进行处理，应用小波变换对实测的瞬态电磁脉冲进行分析和处理，得到了测量背景中噪声和干扰信号的特征信息，并采用小波降噪方法进行处理，有效地提取了真实的爆炸分离引起的电磁脉冲。针对小波分析不能对高频部分进行分解的不足，应用小波包分析对实测信号进行了降噪提取，结果表明，小波包分析更为灵活，效果也更佳。最后，从爆炸分离物理运动产生电荷分离的假设出发，在微观上对爆炸分离电磁脉冲辐射机理进行了理论分析，在宏观上提出了爆炸分离电磁脉冲辐射的偶极子模型，提出低速带电粒子变速运动是爆炸分离引起电磁脉冲辐射的根本原因，据此可以对实测结果进行定性分析，很好地解释了3.92ms处产生最强电磁脉冲辐射的原因。

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