AECTP-500 系列标准解读与MIL-STD-461G 标准对比

2020-01-14 02:31:12邸瀚漪
舰船科学技术 2019年12期
关键词:环境效应类别电磁

陈 谦,邸瀚漪,徐 斌

(中国舰船研究院,北京 100192)

0 引 言

电磁兼容性是基于对电磁发射的控制和电磁敏感的防护,实现装备的正常工作。随着近年来系统、设备复杂程度的增加,电磁兼容问题的复杂性也呈指数形式增长。世界各军事强国十分重视电磁干扰及其试验考核,均建立了完整的环境试验设施和试验手段,并系统的制定了标准。

北约标准对各成员国的军用标准化工作具有指导意义,其选用级别优于各成员国的军用标准。AECTP(Allied Environmental Conditions and Tests Publication)是北约NATO STANAG-4370《环境试验》系列标准的组成部分,其中AECTP-500《电学环境试验》是STANAG-4370《环境试验》中6 个AECTP 标准之一。主要包含了电磁环境效应(Electromagnetic Environmental Effects 简称E3)试验要求及必要的试验程序,用以确保军用平台、系统、子系统和设备的设计满足电磁兼容性要求。结合战场电磁环境日趋复杂以及电磁武器新技术的发展趋势,北约于2016 年发布了AECTP-500《电学环境试验》的最新版本,对试验项目、试验方法等内容进行了更新。

1 AECTP-500 简介

AECTP-500 通过测试、分析、建模、仿真等方法,评估受试系统、设备电磁兼容能力。标准适用于各种武器系统,包括飞机、舰船、空间和地面系统及其相关军械等。

AECTP-500 共包括10 部分内容,分别为子系统/设备级试验、可穿戴/便携式设备试验、辅助设备试验、平台和系统的验证和试验、空中平台和系统的验证和试验、海上平台和系统的验证和试验、陆地平台和系统的验证和试验、军械/弹药的验证和试验、空间试验和其他试验。

1.1 类别501:子系统、设备级试验(Equipment and Subsystem Testing)

这一类别主要描述了在屏蔽室中进行子系统和设备的电磁环境效应试验,这些试验有助于明确子系统、设备抗电磁干扰能力。根据电磁波传播途径分为传导发射、传导敏感度、辐射发射、辐射敏感度等4 类,详细试验项目见表1~表4。

1.2 类别502:可穿戴/便携式设备试验(Man-Worn and Man-Portable Equipment Testing)

这一类别主要描述了在屏蔽室中进行可穿戴/便携式设备的电磁环境效应试验。该类试验是基于Def-Stan标准。

表 1 传导发射试验项目Tab.1 Conduction emission testing

表 2 传导敏感度试验项目Tab.2 Conducted susceptibility testing

表 3 辐射发射试验项目Tab.3 Radiation emission testing

表 4 辐射敏感度试验项目Tab.4 Radiated sensitivity testing

表 5 可穿戴/便携式设备试验项目Tab.5 Man-worn and man-portable equipment testing

1.3 类别503:辅助设备试验(Support Equipment Testing)

这一类别的目标是通过采取最低限度的电磁环境效应试验测试手段,评估空中、陆地和海上辅助设备的电磁兼容能力。辅助设备应满足抗干扰控制要求(如传导发射、辐射发射、传导敏感度和辐射敏感度要求),使得整个系统也具备符合要求的条件。在一些情况下,辅助设备试验可使用类别501 和502 中的试验方法,在其他情况下,可使用ISO,IEC,EU 等其他标准替代。

1.4 类别504:平台和系统的验证和试验(Introduction to Platform and System Verification and Testing)

这一类别的目标是为505(空中)、506(海上)、507(陆地)三类平台提出通用的电磁环境效应试验要求和必须的试验程序。

通过开展系统内电磁兼容性、外部电磁环境、电磁环境效应测试和验证、功能性危害分析、射频安全、无线电通信与雷达电磁兼容试验等的试验和验证,检测505(空中)、506(海上)、507(地面)三类被试装备基本的电磁环境特性。

1.5 类别505:空中平台和系统的验证和试验(Air Platform and System Verification and Testing)

这一类别的目标是对被试飞机及其所属系统设备进行全面的电磁环境效应试验,确保被试飞机所属的系统和设备(包括军械、弹药等)均能在要求的电磁环境下安全有效工作。

阐述了在理想情况下空中平台和系统开展电磁环境效应试验的流程,并指出在现实环境中,由于存在无法做到完全消除地面对被试装备的影响等方面的问题,上述流程无法实现。据此修改了相应的测试方案,提出了合理可行的验证流程。

AETCP-505 详述适用于空中平台和系统的电磁环境效应要求和必须的试验程序。505 应与AECTP-504一起阅读,504 中的要求均应满足。

1)设计评估&控制程序。制定电磁环境效应试验计划并明确机载电子、电气设备的电磁兼容性要求。

2)设备质量检测。为最大限度的降低装备无法通过整机试验的风险,在进行飞机系统级试验前,先开展飞机设备级电磁兼容测试。

3)系统集成检测。对飞机的关键设备进行整合并开展陆上试验,从而显著减少空中测试时间。

4)测试方法决策。综合考量飞机的外形尺寸以及试验模拟的外部电磁环境等因素,提出合理可行的测试方案。

5)~8)按照不同的外部环境细分为工作频域相近、核电磁脉冲和雷电3 种测试方案。

具体测试流程图见图1。

1.6 类别506:海上平台和系统的验证和试验

图 1 电磁环境效应试验流程图Fig.1 Flow chart showing routes for E3 verification

这一类别的目标是对被试舰船及其所属系统设备进行电磁环境效应试验。为满足系统运行的性能要求,舰船平台和系统应在可能遇到的电磁环境下满足电磁兼容性要求。对于水面舰船,系统内和系统间的电磁兼容、壳体生成的互调干扰及电搭接,均应进行试验验证。

AETCP-506 详述适用于海上平台和系统的电磁环境效应要求和必须的试验程序。506 应与AECTP-504 一起阅读,504 中的要求均应满足。具体测试内容,详见表6。

表 6 海上平台和系统的试验项目Tab.6 Sea platform and system testing

1.7 类别507:陆地平台和系统的验证和试验

这一类别的目标是对被试车辆等陆地装备及其所属系统设备进行电磁环境效应试验。测试并验证其操作性能和生存能力(当适用时)。这涉及对车辆电气/电子系统和附件、军械系统和安装的无线电通信系统等系统设备的评估。

AETCP-507 详述适用于陆地平台和系统的电磁环境效应要求和必须的试验程序。507 应与AECTP-504 一起阅读,504 中的要求均应满足。具体测试内容,详见表7。

1.8 类别508:军械/弹药的验证和试验

该类别主要用于评估军械、弹药类装备的电磁防护安全级别并明确测试程序。包含了508/2、508/3、508/4、508/5。其中,508/2 明确了常规测试程序,用于确认包含电起爆装置(EID)和辅助电气、电子系统在内的军械、弹药在相应环境中的安全性和适用性。508/3 明确了常规测试程序,用于确认含电子发射装置(EID)弹药在运输/存储,装配/拆卸,装卸/装载,平台装载和立即发射后的全生命周期中的安全性和适用性。508/4 明确了设计风险评估程序和测试方法,用于确定暴露于雷电环境条件下的弹药及相关系统的安全性和适用性。508/5 明确了常规测试程序,用于确认含电子发射装置(EID)和相关电气、电子子系统弹药在核电磁脉冲(NEMP)环境中的安全性和适用性。

表 7 陆地平台和系统的试验项目Tab.7 Land platform and system testing

军械、弹药的静电环境要求在AECTP-253 中进行了定义,雷电环境在AECTP-254 中进行了定义,核电磁脉冲在AECTP-256 中进行了定义,电磁辐射环境在AECTP-258 中进行了定义。

1.9 类别509:空间

该类别目前尚未完成修订。

1.10 类别510:其他

现阶段,该类别包含了除上述类别外装备的电磁环境效应要求和必须的试验程序,例如电磁屏蔽外壳试验程序以及军械系统使用低功率发射器的具体要求。

2 对比AECTP-501 与MIL-STD-461 G

美军标MIL-STD-461 电磁兼容性(EMC)在过去的数十年间被许多国家参考并用于本国装备军事性能的考核中。一些组织使用MIL-STD-461 制订了自己的衍生标准,例如用于机载设备的RTCA/DO160 等。在很多国家和地区,MIL-STD 被用作制定自己防务标准的参考。

AECTP 501 作为分系统/设备级的试验要求,起初制订源于美军标的MIL-STD-461F、行业标准和国家标准,用来对标美军标MIL-STD-461G。

需要说明的是,相比上一版本,美军标MIL-STD-461G 修改了很多试验项,并新增了CS117“电缆和电源线雷电感应瞬态传导敏感度”和CS118“静电放电传导敏感度”。

现将AECTP-501 与MIL-STD-461G 试验项目主要异同进行对比,如表8 所示。

3 结 语

美军标一直以来都是各国标准研制工作时的重要参考。但随着欧洲工业界、欧盟各国国防部从市场和标准统一化的角度出发推行统一的标准后,以北约标准STANAG 为蓝本的AECTP 系列标准结合了各国防务市场最新需求,充分借鉴了多国的国家标准,并在多方的努力下不断更迭新版本,更贴近当前欧洲防务市场需求现状,因此AECTP 系列标准将和美军标一道对标准研制工作有着重要借鉴意义。

表 8 AECTP-501 与MIL-STD-461G 试验项目对比Tab.8 Testing contrast between AECTP-501 and MIL-STD-461G

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