Факторы ядерного взрыва и их воздействие на космические системы
Ядерным называется оружие, поражающее действие которого обусловлено энергией, выделяющейся при ядерных реакциях деления и синтеза. Оно является самым мощным видом оружия массового поражения. Ядерное оружие предназначено для массового поражения людей, уничтожения или разрушения административных и промышленных центров, различных объектов, сооружений и техники.
Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом. Единица ее измерения - т, кт, Мт.
Рассмотрим поражающие факторы наземного ядерного взрыва и их воздействие на человека, промышленные объекты и т.д.
Поражающими факторами наземного ядерного взрыва являются:
воздушная ударная волна (50%);
световое излучение (35%);
проникающая радиация (4%);
радиоактивное заражение (10%);
электромагнитный импульс (1%).
Дадим краткую характеристику поражающих факторов ЯВ
1.1. Воздушная ударная волна - это зона сжатого воздуха, распростра-няющаяся от центра взрыва. Ее источник - высокое давление и температура в точке взрыва. Основные параметры ударной волны, определяющие ее пора-жающее действие:
избыточное давление во фронте ударной волны, ΔРф, Па (кгс/см2);
скоростной напор, ΔРск, Па (кгс/см2).
Световое излучение. Под световым излучением ядерного взрыва понимается электромагнитное излучение, включающее в себя ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра.
|
|
|
Световое излучение ЯВ поражает людей, воздействует на здания, сооружения, технику и леса, вызывая пожары.
1.3. Проникающая радиация - это поток γ- и нейтронных излучений в окружающую среду из зоны ЯВ в течение первых 15-20 с после взрыва, радиус 3÷5 км.
γ-излучение составляет основную часть проникающей радиации. Нейтронное (n) излучение имеет место лишь в момент взрыва и после взрыва до 10 с.
Радиоактивное заражение (РЗ)
На радиоактивно зараженной местности источниками радиоактивного излучения являются: осколки (продукты) деления ядерного взрывчатого вещества, наведенная активность в грунте и других материалах, не разделившаяся часть ядерного заряда. Зоны радиоактивного заражения, выделяемые в очаге ядерного поражения
1.5. Электромагнитный импульс (ЭМИ) - это неоднородное электро-магнитное излучение в виде мощного короткого импульса (с длиной волны от 1 до 1000м), которое сопровождает ядерный взрыв и поражает элек-трические, электронные системы и аппаратуру на значительных расстояниях. Источник ЭМИ - это процесс взаимодействия γ-квантов с атомами среды. Поражающим параметром ЭМИ является мгновенное нарастание (и спад) напряженности электрического и магнитного полей под действием мгновенного γ-импульса (несколько миллисекунд). Например, при низком воздушном взрыве N = 1 Мт ЭМИ с поражающими величинами напряженности полей распространяется на площади с радиусом до 32 км, а при N = 10 Мт - до 115 км.
|
|
|
Радиоэлектронная аппаратура и вычислительная техника, функционирующие на космическом аппарате
Бортовая радиоэлектронная аппаратура космического аппарата (БРЭА КА) состоит из аппаратуры универсальной космической платформы и аппаратуры отсека полезной нагрузки. Основной конструктивной особенностью такой компоновки космических аппаратов является ярко выраженная модульность, которая обеспечивает крайне высокую технологичность их сборки и испытаний. В целом БРЭА КА имеет десятки сложных электронных систем, обеспечивающих его функционирование, таких как навигационная система, управление панелями солнечных батарей, управление двигательными системами, связь и т.п. Электронная база этих систем должна выдерживать воздействие высоких и низких температур (термоциклирование), обладать устойчивостью к механическим воздействиям, особенно вибрации (при запуске КА), должна быть способна функционировать в негерметичных условиях, должна выдерживать действие космических излучений и, наконец, иметь высокую устойчивость к электромагнитным помехам, возникающим при электростатических разрядах во время геомагнитных возмущений магнитосферы Земли [Модель космоса. Том 2, 2007]. Несмотря на то, что физические процессы, происходящие при электростатическом разряде, уже во многом исследованы, непрерывное совершенствование электронных средств космических аппаратов не позволяет до запуска космического аппарата гарантировать, что спутник не будет подвержен зарядовым аномалиям, а аппаратура при этом будет функционировать в штатном режиме [Catani, Payan, 2003]. Электризация космических аппаратов, функционирующих на геостационарной и высокоэллиптических орбитах, непосредственно связана с потоками электронов и ионов космической плазмы, окружающими эти аппараты. При этом эффекты электризации резко усиливаются во время геомагнитных возмущений (суббури и бури).
|
|
|
Одной из важнейших задач при проектировании бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов является её защита от воздействия электростатических разрядов и обеспечение безотказной работы, гарантирующие, что возникающие электромагнитные помехи не вызовут сбоев. Одним из важнейших способов защиты бортовой радиоэлектронной аппаратуры космического аппарата от воздействия электростатических разрядов, позволяющим быть уверенным в том, что возникающие электромагнитные п протекания электростатических разрядов и последующая оценка уровней возникающих помех на входах аппаратуры. В этом случае еще на этапе проектирования космического аппарата и его радиоэлектронных средств можно обеспечить их защиту от ЭСР методами электромагнитной совместимости (например, экранированием), или таким размещением бортовой кабельной сети на поверхности КА, которое позволяет существенно уменьшить уровни электромагнитных помех. Космические аппараты нового поколения создаются на базе универсальной космической платформы. При этом разработчики бортовой радиоэлектронной аппаратуры отошли от использования гермоконтейнеров и перешли на электронную элементную базу в пластмассовых корпусах. В связи с этим возник новый этап в борьбе с электризацией космических аппаратов – защита бортовой радиоэлектронной аппаратуры, размещенной внутри корпуса аппарата. США в 1990 г. запустили специальный технологический спутник CRRES, чтобы тщательно изучить эффекты внутренней электризации и найти эффективные методы защиты. В результате был создан ряд мероприятий конструкционного и технологического характера, позволяющих резко снизить эффекты внутренней электризации.омехи не вызовут сбоев в ее работе, является моделирование электромагнитной обстановки на поверхности космического аппарата в условиях .
|
|
|
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 827; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!