运载器雷击生存性的设计考虑
2019-03-04 09:54
可靠性杂坛
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一、概述
1、方法:为了避免雷击导致的发射失败，在运载器的设计上采用雷击生存性设计。
2、益处:宇宙神/半人马座(Atlas/Centaur)和航天飞机飞行的经验表明，在采用适当的保护性设计后，可以增强航天器避免自然或引爆触发雷击的影响而生存的能力。
3、已成功使用该方法的项目:Saturn, Atlas/Centaur, Titan和航天飞机。
二、实施方法
考虑到阿波罗12遭到雷电袭击的事故、AC-67的失败以及在39-B航天飞机发射区遭到的多次雷电袭击，为提高运载器及地面保障设备的电磁兼容性((EMC)采取了有效的措施。对所有需考虑的有特定有效载荷和发射要求的那些航天器，EMC原理在本质上是一致的。本文对宇宙神/半人马座和航天飞机的保护性设计做了介绍。对于雷电及瞬态加固，设计者需要考虑的关键点是:航天器地面保障设备和适当的接地、搭接要求及电路保护。这主要通过连线屏蔽，其次是通过瞬态限制器来解决，遵循详细要求可限制雷电及大电流瞬态的损害。
1、地面保障设备:发射系统综合服务塔显著地比航天器高，造成一个对应于航天器的45°保护锥角，(如图1所示)，遭受电击的可能性随锥角的设计和锥角内物体的位置而改变。发射塔本身就是一个低阻抗的导体。
图1
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