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解決方案

航空工程—雷擊


  

      現代飛行器都要求具有全天候的飛行能力,雷擊是嚴重影響飛行安全的重要因素。飛行器必須有可靠的防雷擊系統才能保證其安全性,因此雷擊防護設計是現代飛行器設計的重要組成部分。但目前飛行器雷擊防護設計的環節較為復雜,即使是針對體積較小、結構較為簡單的飛行器部件,也必須按照典型的飛行器防雷設計各環節依次進行。首先是建立雷擊放電模擬環境;然后進行放電測試發現易受雷擊影響的區域;其次確定進行防雷設計的標準并按照標準給出的指標進行雷擊防護設計,最后再通過實驗驗證防雷設計的有效性。

 
 

  

      實際飛行器系統自身的結構和雷擊產生的電磁環境都很復雜,設計精度和可靠性要求也越來越高,測試對象越來越龐大(系統級設計分析),因此應用傳統方法進行飛行器防雷設計面臨越來越多的問題,如:

·        確定飛行器雷擊附著點

·        復雜系統的防雷區劃分

·        電力電子設備的雷擊EMC分析

·        雷擊電磁/熱/力多物理場耦合

·        防雷設計參數的優化


      針對上述問題若采用計算機仿真設計的方法則可以大幅提高效率,縮短設計周期。

  

      基于有限元方法是求解電磁場偏微分方程的有效算法。通過建模器,前/后處理模塊,優化處理器,以及TOSCA,ELEKTRA,TEMPO,STRESS等求解器組成了完整的雷擊仿真設計套裝。

 

 

  

      TOSCA是三維靜態場求解器,可模擬飛行器雷擊附著點位置,對于飛機表面的導體,電介質,磁性材料和復合材料都能夠準確地建模。ELEKTRA是時域瞬態求解器,可用作雷擊直接效應和間接效應的模擬,對于飛行器直接雷擊可仿真雷擊電流通過時表面電流的分布情況,對于間接效應可模擬雷擊通路產生的磁場對周圍電子設備的影響。而獨有的TEMPO和STRESS求解器則可以無縫地與ELEKTRA求解器耦合來進行雷擊電磁/熱/力的聯合仿真。

 

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