ИСТИНА

Развертывание на околоземных и геостационарных орбитах космических многоцелевых группировок спутников с длительными сроками активного существования требует разработки методов защиты от электромагнитных полей при воздействии на электронное оборудование переменным электромагнитным излучением высокой частоты. Защитой от статического электрического поля является кожух из проводящего материала, поскольку потенциал внутри такого контейнера всегда постоянен. Переменное электромагнитное излучение достаточно высокой частоты даже при наличии проводящего экрана индуцирует в нем электрические токи переменной силы, которые, в свою очередь, индуцируют переменное электромагнитное поле внутри контейнера, воздействующее на электронное оборудование. Целью проекта является разработка методов подавления влияния электромагнитного излучения путем окружения тела системой разнесенных защитных экранов из проводящих материалов, разделенных легкими диэлектриками, что позволит ослабить индуцированное переменное поле до безопасного уровня. Будет проведена разработка вычислительных средств предсказательного моделирования электромагнитных воздействий на многослойные оболочки, с возможной оптимизацией по различным группам параметров

На первом этапе работ (2014 г.)были проведены следующие фундаментальные исследования: 1.Разработаны математическая и вычислительная модели для описания взаимодействия переменных электромагнитных полей с проводящими разнесенными многослойными экранами (на примере двух слоев) с учетом возможных фазовых переходов и теплообмена. 2. Создана расчетная схема и алгоритм для решения модельной задачи о диффузии переменного электромагнитного поля внутрь проводника и нарастания скин слоя. На втором этапе работ (2015 г.) были проведены следующие фундаментальные исследования: 1. Разработана программа вычислительного моделирования взаимодействия переменного электромагнитного поля с многослойными системами, в которых индуцируются электромагнитные поля. 2. Были теоретически исследованы нелинейные эффекты, связанные со взаимодействием поля и проводника, в частности, его нагрев. Оценка глубины проникновения поля в проводник говорит о том, что для поля СВЧ и хорошего проводника характерна локализация поля вблизи внешней границы, что при достаточно сильном поле может потребовать либо системы охлаждения поверхности, либо применения разнесенной системы защиты с несколькими тонкими экранами, последовательно коллапсирующими по мере продолжительного взаимодействия с внешним полем. 3. Проведены отладка и тестирование программы вычислительного моделирования взаимодействия переменного электромагнитного поля с многослойными системами, в которых индуцируются электромагнитные поля. 4. Расчет одномерной нестационарной задачи для комплексной амплитуды параметров быстро осциллирующего электромагнитного поля показал следующие результаты. Выявлено 3 характерных безразмерных параметра, связывающих частоту волны, проводимость защитного экрана, характерную его толщину и скорость относительно источника поля. Для исследовавшихся параметров, СВЧ излучение проникает внутрь проводящего экрана на весьма малую глубину; динамический процесс длится чрезвычайно короткое время. После короткого динамического периода решение практически становится стационарным. 5. Верифицирована программа вычислительного моделирования взаимодействия переменного электромагнитного поля от движущегося источника с многослойными системами, в которых индуцируются электромагнитные поля. 6. Обнаружено, что изменение скорости относительно источника влияет на глубину проникновения поля: с удалением от источника поля проникновение сильнее, с приближением – слабее. Это объясняется эффектом Доплера и тем, что проникновение поля тем больше, чем меньше его частота. 7. Уменьшение параметра, характеризующего частоту волны, приводит к увеличению глубин проникновения поля. 8. Разработана методика оценки накопления ошибок при вычислительном моделировании процессов физико-химической газодинамики.