• 中国科技核心期刊
  • JST收录期刊
  • Scopus收录期刊
  • DOAJ收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

桥丝式电火工品感应电流及电磁安全性分析

朱晓楠 潘进 杨进候 王凯国 林小川

朱晓楠, 潘进, 杨进候, 等. 桥丝式电火工品感应电流及电磁安全性分析[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(4): 749-756 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0134
引用本文: 朱晓楠, 潘进, 杨进候, 等. 桥丝式电火工品感应电流及电磁安全性分析[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(4): 749-756 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0134
ZHU Xiaonan, PAN Jin, YANG Jinhou, WANG Kaiguo, LIN Xiaochuan. Analysis of Induced Current and Electromagnetic Safety of Bridge-Wire Electric Explosive Device[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(4): 749-756. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0134
Citation: ZHU Xiaonan, PAN Jin, YANG Jinhou, WANG Kaiguo, LIN Xiaochuan. Analysis of Induced Current and Electromagnetic Safety of Bridge-Wire Electric Explosive Device[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(4): 749-756. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0134

桥丝式电火工品感应电流及电磁安全性分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0134
详细信息
    作者简介:

    朱晓楠(1995-), 男, 博士, 工程师, 主要研究方向为装备综合电气性能测试、装备数字化设计及多物理场仿真

  • 中图分类号: TJ630; TJ45.4

Analysis of Induced Current and Electromagnetic Safety of Bridge-Wire Electric Explosive Device

  • 摘要: 基于电磁场基本理论对桥丝式电引爆火工品等效天线的形成及其能量转化过程进行理论分析, 利用CST软件对强电磁脉冲作用下火工品中感应电流的形成进行仿真建模, 并利用验证后的模型分析了入射波信号、火工品引线布置形式及桥丝电阻等因素对感应电流的影响。研究结果表明, 入射波强度、频率、入射方向以及火工品等效天线的感应接收面积是感应电流的主要决定因素; 桥丝电阻和感应电流共同决定了耦合到火工品中的感应能量, 从电磁安全性角度出发, 电火工品承受连续电磁脉冲作用时间不得超过178 μs。文中研究可为武器装备火工品安全防护提供参考。

     

  • 图  1  桥丝式电火工品基本结构

    Figure  1.  Basic structure of bridge-wire electric explosive device

    图  2  电火工品等效天线形成示意图

    Figure  2.  Formation of equivalent antennas for electric explosive device

    图  3  电火工品仿真模型示意图

    Figure  3.  Simulation model diagram of the electric explosive device

    图  4  仿真结果与实验数据对比

    Figure  4.  Comparison between simulation result and experimental data

    图  5  高斯脉冲信号波形曲线

    Figure  5.  Wave curve of Gaussian pulse signal

    图  6  电火工品桥丝感应电流典型波形图

    Figure  6.  Typical waveform of bridge-wire inducted current in electric explosive device

    图  7  不同场强平面波作用下的桥丝感应电流

    Figure  7.  Induced currents in bridge wire under the action of plane waves with different electric field strengths

    图  8  电磁波与引线平面作用效果示意图

    Figure  8.  Schematic diagram of the interaction between electromagnetic waves and the plane of lead wire

    图  9  2根引线的不同张角设置

    Figure  9.  Setting of angles between two lead wires

    图  10  不同张角下的感应电流

    Figure  10.  Induced currents under different lead wires angles

    图  11  不同桥丝电阻下的感应电流

    Figure  11.  Induced currents of bridge wires with different resistances

    图  12  引线短接状态下环形天线仿真结果

    Figure  12.  Simulation of the ring antenna with the short-circuit lead wires

    图  13  GJB 1389B-2022中自由场电磁脉冲作用下感应电流

    Figure  13.  Induced current under the action of free field electromagnetic pulse specified in GJB 1389B-2022

    表  1  不同入射波方向对感应电流的影响

    Table  1.   The influence of incident wave directions on induced currents

    α/(°)β/(°)感应电流峰值/mA
    09080
    306070
    454556
    603035
    9000
    下载: 导出CSV
  • [1] 刘伟, 李茜华, 陈曦, 等. 航天器火工品系统安全性试验研究[J]. 导弹与航天运载技术, 2017(2): 91-94, 102.

    LIU W, LI Q H, CHEN X, et al. Safety experiment of detonator system in integrated space vehicle[J]. Missiles and Space Vehicles, 2017(2): 91-94, 102.
    [2] 王殿湘, 张蕊, 纪向飞, 等. 核电磁脉冲辐射下电火工品的安全性分析[J]. 水下无人系统学报, 2017, 25(1): 59-64.

    WANG D X, ZHANG R, JI X F, et al. Safety analysis of EED in nuclear electromagnetic pulse radiation[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2017, 25(1): 59-64.
    [3] 张旭, 马志刚, 邱立军, 等. 舰载相控阵雷达对火工品安全影响[J]. 舰船电子工程, 2018, 38(6): 123-127. doi: 10.3969/j.issn.1672-9730.2018.06.032

    ZHANG X, MA Z G, QIU L J, et al. Effect of ship-borne phased array radar on safety of initiating explosive device[J]. Ship Electronic Engineering, 2018, 38(6): 123-127. doi: 10.3969/j.issn.1672-9730.2018.06.032
    [4] 赵团, 张蕊, 姚洪志, 等. 射频电磁环境中火箭弹安全性评估[J]. 兵工学报, 2020, 41(s2): 299-304.

    ZHAO T, ZHANG R, YAO H Z, et al. Estimation on the safety of rocket projectile in RF electromagnetic environment[J]. Acta Armamentarii, 2020, 41(s2): 299-304.
    [5] 孟冬旭, 魏明, 胡小锋, 等. 电磁脉冲作用下电火工品感应电流仿真研究[J]. 安全与电磁兼容, 2022(2): 24-28. doi: 10.3969/j.issn.1005-9776.2022.02.003
    [6] 蔡明娟, 曹兵, 汤仕平. 电磁辐射对电火工品桥丝电流的影响分析[C]//2009年全国微波毫米波会议论文集(下册). 北京: 电子工业出版社, 2009: 678-681.
    [7] 陈萌, 魏兵, 何欣波. 高空核爆电磁脉冲入射情形下航空母舰上鞭状天线耦合特性分析[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(4): 20-27.

    CHEN M, WEI B, HE X B. Analysis of coupling characteristics of whip antenna on aircraft carrier under incident electromagnetic pulse of high-altitude nuclear electromagnetic pulse[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(4): 20-27.
    [8] 巩翰林, 姚兰玉, 张铁纯, 等. 直升机雷电间接效应及耦合机理仿真[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(4): 77-83.

    GONG H L, YAO L Y, ZHANG T C, et al. Simulation of lightning indirect effects and coupling mechanism of helicopter[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(4): 77-83.
    [9] 郑生全, 蔡敬标, 阮兵, 等. 舰船装备强电磁环境防护技术综述[J]. 中国舰船研究, 2023, 18(4): 1-19.

    ZHENG S Q, CAI J B, RUAN B, et al. A review of strong electromagnetic environment protection technology for ship equipment[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2023, 18(4): 1-19.
    [10] SONNEMANN F. Susceptibility of bridgewire EED(inert) against HPEM[C]//2007 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications. Turin, Italy: ICEAA, 2007: 756-759.
    [11] 马骏, 张瑞江, 高兴勇, 等. 典型桥丝式电火工品电磁耦合机理研究[J]. 兵器装备工程报, 2022, 43(2): 130-136.

    MA J, ZHANG R J, GAO X Y, et al. Study on electromagnetic coupling of typical bridge wire electro explosive device[J]. Journal of Ordnance Equipment Engineering, 2022, 43(2): 130-136.
    [12] Reale D V, Mankowski J, Dickens J. Susceptibility of electro-explosive devices to high pulsed electric fields[C]//2007 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications. San Diego, CA, USA: IPMHVC, 2012: 211-214.
    [13] 中央军委装备发展部. 系统电磁环境效应要求: GJB 1389B-2022[S]. 北京: 中央军委装备发展部, 2022.
    [14] 张炜, 陆健, 侯冬云. 电磁辐射与感应电流的关系[J]. 安全与电磁兼容, 2003(6): 52-54. doi: 10.3969/j.issn.1005-9776.2003.06.017

    ZHANG W, LU J, HOU D Y. Discuss the relationship between electromagnetic radiation and inductive current[J]. Safety & EMC, 2003(6): 52-54. doi: 10.3969/j.issn.1005-9776.2003.06.017
  • 加载中
图(13) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  93
  • HTML全文浏览量:  40
  • PDF下载量:  28
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-23
  • 修回日期:  2023-12-27
  • 录用日期:  2024-01-08
  • 网络出版日期:  2024-07-18

目录

    /

    返回文章
    返回
    服务号
    订阅号