Исследование эффективности экранирования композитного материала для фюзеляжа летательного аппарата


Авторы

Гайнутдинов Р. Р.

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

e-mail: emc-kai@mail.ru

Аннотация

В данной работе проводятся экспериментальные исследования электромагнитных характеристик образца композитного материала. Предложен экспериментальный стенд для исследования электромагнитных характеристик композитного материала. Композитный материал представлен слоистым стеклопластиковым материалом. Средний слой рассматриваемого композитного материала выполнен из пластиковой пористой структуры с внедренными металлическими лентами. Основное назначение работы – это обеспечение требуемых электромагнитных характеристик фюзеляжа летательного аппарата. Получены результаты экспериментальных исследований электромагнитных характеристик образца композитного материала. Эффективность экранирования образца композиционного материала имеет достаточно низкие значения. При этом электромагнитные поля в основном проходят исследуемый образец композитного материала без заметного ослабления. Эффективность экранирования образца на разных частотах неравномерна, что обусловлено конструкцией композиционного материала и резонансными эффектами. Для улучшения электромагнитных характеристик исследуемого образца материала следует рекомендовать один из наружных слоев выполнить с применением углеродных волокон, что должно повысить эффективность экранирования без увеличения коэффициента отражения.

Ключевые слова:

композитный материал, исследование, экспериментальный стенд, эффективность экранирования

Библиографический список

  1. Sarto M.S., Greco S., Tamburrano A. Shielding Effectiveness of Protective Metallic Wire Meshes: EM Modeling and Validation // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2014, vol. 56, no. 3, pp. 615-621. DOI: 10.1109/TEMC.2013.2292715

  2. Кириллов В.Ю., Томилин М.М. Воздействие преднамеренных электромагнитных помех на бортовые кабели космических аппаратов // Труды МАИ. 2013. № 66. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=40836

  3. Gaynutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Electromagnetic Interference Emission from Communication Lines of Onboard Equipment of an Unmanned Aerial Vehicle // Journal of Communications Technology and Electronics, 2020, vol. 65, no. 3, pp. 221-227. DOI: 10.1134/S1064226920020059

  4. Holloway C.L., Sarto M.S., Johansson M. Analyzing Carbon-Fiber Composite Materials With Equivalent-Layer Models // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2005, vol. 47, no. 4, pp. 833-844. DOI: 10.1109/TEMC.2005.854101

  5. Кечиев Л.Н., Балюк Н.В. Зарубежные военные стандарты в области ЭМС. - М.: Грифон, 2014. - 448 с.

  6. Dawson J.F. et al. Shielding effectiveness of non-woven carbon fibre sheets: modelling the microstructure // Proceedings of the 2016 ESA Workshop on Aerospace EMC, 23-25 May, 2016, pp. 1-6. DOI: 10.1109/AeroEMC.2016.7504575

  7. Kong H., Li G., Jin Z. et al. Polarization-independent metamaterial absorber for terahertz frequency // International Journal of Infrared, Millimeter Wave and Terahertz Waves, 2012, vol. 33, pp. 649-656. DOI: 10.1007/s10762-012-9906-x

  8. Panaretos A.H., Balanis C.A., Birtcher C.R. Shielding Effectiveness and Statistical Analysis of Cylindrical Scale Fuselage Model // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2005, vol. 42, no. 2, pp. 361-366. DOI: 10.1109/TEMC.2005.847392

  9. Gardner C.L., Poissant Y.F.C. Measurement of the Shielding Properties of Composite Materials: Comparison of the Dual TEM and Noncontact Probe Methods // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 1998, vol. 40, no. 4, pp. 364-369. DOI: 10.1109/15.736223

  10. Кириллов В.Ю., Клыков А.В., Нгуен В.Х. Моделирование воздействия мощных электромагнитных помех на электротехнический комплекс самолета // Труды МАИ. 2013. № 71. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=46938

  11. Gaynutdinov R., Chermoshentsev S. Study Radiation from Radio Transmitters Antennas Influence on the UAV Onboard Equipment // 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS), 2019, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ICOECS46375.2019.8949988

  12. Клыков А.В., Кириллов В.Ю. Возможности компьютерного моделирования при решении задач электромагнитной совместимости бортовых сетей самолетов // Труды МАИ. 2012. № 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30760

  13. Gainutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Emission of electromagnetic interference from communication lines of onboard equipment of an unmanned aerial vehicle // Journal of Communications Technology and Electronics, 2020, 65 (3), pp. 221-227. DOI: 10.1134/S1064226920020059

  14. Gaynutdinov R.R., Chermoshentsev S.F. Metaelement Parameters Optimization for Creation Metamaterial with Given Electromagnetic Properties // 2021 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), 2021, pp. 775-779. DOI: 10.1109/RusAutoCon52004.2021.9537325

  15. Zhukov P.A., Kirillov V.Y., Tomilin M.M. Study of TPMV-1S radio absorbing material for use on spacecraft, 2021 3rd International Youth Conference on Radio Electronics // Electrical and Power Engineering (REEPE), 2021, pp. 1-5. DOI: 10.1109/REEPE51337.2021.9388009

  16. Holloway C.L., Sarto M.S., Johansson M. Analyzing Carbon-Fiber Composite Materials With Equivalent-Layer Models // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2005, vol. 47, no. 4, pp. 833-844. DOI: 10.1109/TEMC.2005.854101

  17. Кириллов В.Ю., Жегов Н.А. Исследование восприимчивости бортовых кабелей космического аппарата к электромагнитным помехам в СВЧ диапазоне // Труды МАИ. 2012. № 59. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=34406

  18. Gaynutdinov R.R., Suzdaltsev I.V., Chermoshentsev S.F. Optimization Unmanned Aerial Vehicle Onboard Equipment Placement // 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), 2020, pp. 1000-1004. DOI: 10.1109/RusAutoCon49822.2020.9208172

  19. Suzdaltsev I.V., Chermoshentsev S.F., Bogula N.Yu. Genetic algorithm for onboard equipment placement inside the unmanned aerial vehicle fuselage // 2016 XIX IEEE International Conference on Soft Computing and Measurements, SCM 2016, St. Peterburg, 2016. pp. 262-264. DOI: 10.1109/SCM.2016.7519748

  20. Gaynutdinov R., Suzdaltsev I. Genetic Algorithm for Optimization Placement of Antennas on Aircraft // 2019 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Sochi, Russia, 2019, pp. 1-5. DOI: 10.1109/RUSAUTOCON.2019.8867681


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход