郭永铭,秦 锋,郑生全,周 蜜†,王建国

(1.武汉大学 电气与自动化学院,武汉 430072;2.西北核技术研究所,西安 710024;3.中国舰船研究设计中心 电磁兼容性重点实验室,武汉 430060)

海洋是极易形成雷电的区域,由于表面突出的高耸结构(如桅杆、天线系统等),航行在海面上的舰船易遭受雷击[1-3]。以桅杆为例,桅杆产生的上行先导与雷电的下行先导连接后,会产生强烈的瞬时放电现象,电流波沿着已经电离的先导通道继续向上传播,形成回击[4-6]。回击是雷电中最具破坏力的放电过程,其放电电流大,放电时间短,并伴随有瞬态强电磁辐射干扰。雷击对舰船的影响可分为雷电直接效应和雷电间接效应2方面[7-11]。其中,雷电间接效应是指雷电电磁干扰通过孔隙耦合和传导耦合,在舰船内部线缆系统上产生感应电压和电流,引起端接电子设备工作失常,影响舰船的安全运行[12-14]。研究舰船雷击瞬态电磁场分布的时空特性,可为舰船的雷电电磁防护设计提供支撑。

舰船雷击瞬态电磁场分布可从时域和空间位置2方面分析[15-19]。Huang等[20]研究了直升机在不同雷击路径下的表面电磁场分布及内部不同位置的电磁场强度,发现飞机表面和内部电磁场分布与雷击路径有关。Apra等[21]计算了某中型喷气式飞机遭受雷击时,飞机内部和外表面的电磁场分布,并讨论了飞机表面复合材料和内部线缆束的建模方法。Kondo等[22]针对汽车零部件大电流注入系统,对系统各个模块进行电磁等效建模,计算了系统不同工况下的电磁效应。……