19-李怀渊-航空电磁法应用效果
电磁学在军事中的应用及原理
电磁学在军事中的应用及原理引言电磁学作为物理学的一个分支,研究电荷和电流之间相互作用的规律,广泛应用于各个领域。
在军事领域,电磁学的应用也十分重要。
本文将介绍电磁学在军事中的应用及其原理。
电磁学在通信中的应用电磁波传播•通过无线电波传播信息,实现通信•电磁波的特性:速度快、穿透力强•设备:无线电发射机、接收机、天线电磁频谱管理•频谱的有效利用•频率分配、调度与协调•避免电磁干扰导航和定位系统•全球定位系统(GPS)原理•电磁波信号的接收与处理•军事导航系统的应用电磁学在雷达中的应用雷达原理•雷达工作原理:发射电磁波并接收反射波•雷达信号处理和目标识别•雷达的监视、敌我识别、跟踪等功能军事雷达的应用•监视与侦察:监测敌方目标活动•目标识别与跟踪:判断目标种类与状态,实时跟踪•防空与导弹防御:探测敌方战机和导弹•导航与引导:协助飞行和导航•战争指挥与控制:提供决策依据和战场态势感知电磁学在电子战中的应用电磁波干扰•干扰信号的产生和传播•干扰技术分类:主动干扰、抑制干扰、欺骗干扰•军事装备的电磁兼容性考虑无线通信干扰与电子屏蔽•干扰敌方通信系统•电子屏蔽技术:屏蔽电磁辐射、防止信号泄露•防止敌方拦截和侦察电子侦察和情报收集•主动侦察:窃听和探测敌方通信、雷达等信号•无线电侦察和信号情报分析•情报收集与信息战电磁学在电子战中的原理电磁波与电子设备相互影响•电磁波对设备的辐射和截获•电磁波与电子设备的相互作用的研究电磁干扰的原理与技术•扰乱电磁环境,干扰敌方通信和雷达系统•电磁波传播与接收特点的利用•电磁干扰技术的分类与应用电子战的保密性和隐蔽性•电子战的无线电静默与低概率截获•隐蔽通信与无线电信号追踪结论电磁学在军事中的应用及原理是军事技术发展的重要组成部分。
通过应用电磁学的原理,可以实现通信、雷达监视、电子战等多种功能,在战场上发挥重要作用。
随着技术的不断进步,电磁学在军事中的应用将继续得到拓展和深化。
采用电磁分流阻尼的反作用飞轮隔振方法设计与分析
第 37 卷第 2 期2024 年2 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 37 No. 2Feb. 2024采用电磁分流阻尼的反作用飞轮隔振方法设计与分析张涵,罗青(国防科技大学空天科学学院,湖南长沙 410073)摘要: 反作用飞轮是重要的卫星姿态控制执行机构,也是星上最主要的微振动源。
针对反作用飞轮转速范围宽的工作特点,本文提出采用六脚隔振装置结合电磁分流阻尼技术的隔振方法。
考虑陀螺效应的耦合作用,建立了反作用飞轮与隔振装置的一体化动力学模型。
通过理论分析和数值仿真,研究了陀螺效应对系统的模态、固有频率以及隔振性能的影响,并分析了关键参数对系统隔振性能的影响。
开展了隔振优化设计,对优化后的隔振性能进行分析,并对隔振装置中的单个隔振单元进行实验验证,验证了电磁分流阻尼和弹簧刚度对隔振性能的影响。
关键词: 微振动;隔振;反作用飞轮;电磁分流阻尼中图分类号: V414.3+3;TB535 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523(2024)02-0247-11DOI: 10.16385/ki.issn.1004-4523.2024.02.007引言高精度观测航天器是世界各国航天领域争相发展的重要装备。
然而,在轨运行期间,航天器载荷的工作性能极易受到航天器平台上活动部件在工作时产生的微振动的干扰。
已有研究表明[1],作为姿态控制执行机构的飞轮系统,是目前最主要的微振动扰动源。
目前,如何降低飞轮微振动扰动,进而保证航天器敏感载荷的安静工作环境已成为发展高精度航天器装备的关键技术之一[2⁃3]。
针对航天器飞轮微振动扰动问题,在不改变飞轮内部结构的前提下,国内外研究人员设计并研制了多种隔振装置。
按照结构形式,这些隔振装置总体上可以分为两大类:①基于折叠梁结构的隔振装置。
该技术最早由Kamesh等[4]提出。
它利用多段连续短梁,通过降低飞轮与航天器平台之间的安装刚度实现扰动隔离。
航空电连接器腐蚀退化仿真研究
装备环境工程第20卷第12期·116·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年12月航空航天装备航空电连接器腐蚀退化仿真研究杜一江,郁大照,刘琦(海军航空大学 航空基础学院,山东 烟台 264001)摘要:目的探索当航空电连接器腐蚀退化时,其接触阻抗的变化规律,研究航空电连接器腐蚀退化对信号传输的影响规律。
方法首先对航空电连接器腐蚀退化的机理进行研究,建立其等效电路模型,然后分别对低频电连接器和射频电连接器进行仿真研究,提取阻抗参数,分析腐蚀退化对信号传输的影响规律。
结果接触电阻随着腐蚀程度的加深明显增大,接触电感随着腐蚀程度的加深变化不大,接触电容随着接触面腐蚀面积的增大而增大,随接触面间腐蚀厚度的增加而减小。
接触电阻随频率的增加而增大,接触电感和接触电容随频率的增大基本保持不变。
接触阻抗在低频时呈现感性特征,高频时呈现容性特征,阻抗幅值随频率的增加先增大、后减小,峰值出现在感性和容性转换频率处,腐蚀退化将使该转换频率减小。
结论对于低频信号,腐蚀退化将导致信号的衰减和延迟;对于高频信号,在转换频率处,信号的回波损耗、插入损耗和电压驻波比出现极值。
关键词:电连接器;腐蚀退化;等效电路;阻抗参数;信号传输;仿真中图分类号:V271.4 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2023)12-0116-12DOI:10.7643/ issn.1672-9242.2023.12.015Simulation Research on Corrosion Degradation of Avionics ConnectorsDU Yi-jiang, YU Da-zhao, LIU Qi(School of Basic Sciences for Aviation, Naval Aviation University, Shandong Yantai 264001, China)ABSTRACT: The work aims to explore the changes in contact impedance of avionics connectors when they undergo corrosion degradation, and to study the impact of corrosion degradation on signal transmission of avionics connectors. This article first studied the mechanism of corrosion degradation of avionics connectors, established their equivalent circuit models, and then conducted simulation studies on low-frequency and RF electrical connectors, extracted impedance parameters, and analyzed the impact of corrosion degradation on signal transmission. The simulation results showed that the contact resistance increased ob-viously with the increase of the corrosion degree, while the contact inductance changed little. The contact capacitance increased with the increase of the corrosion area of the contact surface, and decreased with the increase of the corrosion thickness between the contact surfaces. The contact resistance increased with the increase of frequency, and the contact inductance and contact ca-pacitance remained basically unchanged with the increase of frequency. The contact impedance presented inductive characteris-tics at low frequency and capacitive characteristics at high frequency. The impedance amplitude first increased and then de-creased with the increase of frequency, and the peak appearred at the inductive and capacitiveconversion frequency, which收稿日期:2023-08-22;修订日期:2023-10-10Received:2023-08-22;Revised:2023-10-10基金项目:国家自然科学基金(51345790)Fund:The National Natural Science Foundation of China (51345790)引文格式:杜一江, 郁大照, 刘琦. 航空电连接器腐蚀退化仿真研究[J]. 装备环境工程, 2023, 20(12): 116-127.DU Yi-jiang, YU Da-zhao, LIU Qi. Simulation Research on Corrosion Degradation of Avionics Connectors[J]. Equipment Environmental Engi-neering, 2023, 20(12): 116-127.第20卷第12期杜一江,等:航空电连接器腐蚀退化仿真研究·117·would be reduced by the corrosion degradation. For low-frequency signals, corrosion degradation will lead to signal attenuation and delay. For high-frequency signals, extreme values of return loss, insertion loss and VSWR will appear at the conversion frequency.KEY WORDS: electrical connector; corrosion degradation; equivalent circuit; impedance parameters; signal transmission;simulation电连接器也被称为接插件,是电子电路中重要的基础器件,用于实现信号的传输、控制以及设备之间的电子连接。
时间域航空电磁法研究进展综述
时间域航空电磁法研究进展综述梁盛军1,2,张力卡3,曹学峰1,2,刘前坤1,2( 1. 中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083; 山东省城乡建设勘察院,山东济南 250031)3. [摘 要]本文介绍国内外时间域航空电磁法的发展历史和现状,包括仪器系统、数据处理、正反演 算法和应用实例。
认为我国的这项技术应朝以下几个目标发展: ( 1) 完善的仪器系统,减小噪声干扰, 提取更多的有用信息。
( 2) 高效的数据处理方法,有利于发现小规模的异常体。
( 3) 适合航空电磁数 据的正反演稳定算法。
( 4) 精细的解释方法。
结合多源信息综合解释,加强与实际勘探相结合,参考 其它已有的航空物探方法解释手段,提高解释精度。
[关键词] 时间域航空电磁法 数值模拟 反演算法 解释 [中图分类号]P 319 [文献标识码]A [文章编号]0495 - 5331( 2014) 04 - 0735 - 6 DOI:10.13712/ki.dzykt.2014.04.013L i ang S heng -j un ,Z hang L i -k a ,C ao X ue -f eng ,L i u Qi an -k u n . Resea r c h p r og r ess of the t i m e -do - main a i r bo r ne e l ect r om agnet i c m et hod [J ]. Geology and E x p l o r at i on ,2014,50( 4) : 0735 - 0740.航空电磁法的开端。
随着时间域航空电磁系统的问 世,解释方法也逐步开展。
2011 年中国国土资源航 空物探遥感中心 ( 航遥中心) 从加拿大引 进 了 一 套 直升机时间域航空电磁系统,该系统已进行试生产 飞行,取 得 良 好 效 果。
2012 年,航 遥 中 心 依 托 863 项目自主研制出吊舱式直升机航空电磁系统,该系 统已经在野外试飞并通过中华人民共和国科技部验 收,目前该系统仍处于改进阶段,已经成功采集大量 野外试验数据。
海洋电场传感器综述
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南通大学学报自然科学版
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海洋占地球总面积的 #$%以上蕴藏着可供人 类持续发展的宝贵资源财富也是各国推动经济可 持续发展参与国际化竞争的战略要地&'( 强大的科 学技术是建 设海洋强国 的先决条件&!( 在海洋科技 中 海洋传感与环境检测技术在保护海洋生态环 境维护国家海洋主权开发海洋资源和发展海洋 经济等诸多领域都发挥着至关重要的作用是世界 各 国 在 海 洋 竞 争 中 重 点 发 展 的 研 究 方 向&"(
于主要的两类海洋电场传感电极 EFBEFG9 和碳纤维电极的研究水平然后简述了国内具有代表性的科研单位
和高校在这方面具有代表性的研究进展接着详细介绍了电极的性能评价方式可能的传感机理以及信号调理
电路最后提出了现有海洋电场传感器所面临的关键问题和可能的解决建议从电极的精准调控机理模型电路
我国航空放射性测量进展及发展方向
我国航空放射性测量进展及发展方向李怀渊;江民忠;陈国胜;全旭东;常树帅【摘要】简要回顾了我国航放测量技术的发展历史,分析了航放测量的技术现状,指出已经形成了完整的航放测量技术体系.对60年来我国航放测量取得的重大进展和技术创新成果进行了较为系统全面的总结,认为我国航放测量仪器设备研发和技术水平达到了国际先进水平,技术创新成果从矿产勘查拓展到了工程地质、水文地质调查和环境调查与监测等领域.探讨了今后航放测量技术发展的7个主要方向:高精度大比例尺方向,放、重、磁、电综合集成化方向,无人值守和无人机方向,高原和高山无人区方向,成矿预测向多元信息综合方向,由地质找矿向环境调查方向扩展,科技创新和自主研发方向;梳理了航放测量工作中存在的6个主要问题,提出了今后的工作建议.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2018(042)004【总页数】8页(P645-652)【关键词】航放测量;重大进展;技术创新;发展方向【作者】李怀渊;江民忠;陈国胜;全旭东;常树帅【作者单位】核工业航测遥感中心中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室,河北石家庄050002;核工业航测遥感中心中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室,河北石家庄050002;中国核工业地质局,北京 100013;核工业航测遥感中心中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室,河北石家庄050002;核工业航测遥感中心中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室,河北石家庄050002【正文语种】中文【中图分类】P631.40 引言航空放射性测量又称为航空γ测量、航空γ能谱测量,简称为航放测量,是航空物探测量的重要方法之一,它是将航放测量系统安装在飞行器上,在飞行器航行过程中探测空中γ射线强度变化、并据此获取地面放射性地球物理场信息研究地质规律,进行地质调查、矿产与油气资源勘查和环境调查评价等的一种地球物理勘查方法[1-3]。
航放测量以其快速、高效、成本低、覆盖面广、信息量大、找矿效果明显等优势在国内外铀及其他矿产勘查、远景评价及各项地质研究中占有重要的位置,起着先行作用。
电磁学原理在军事上的应用
电磁学原理在军事上的应用1. 介绍电磁学原理是物理学的一个分支,研究电荷之间相互作用的规律以及电荷与磁场之间的关系。
电磁学原理在军事上有着广泛的应用,包括通信、雷达、无线电技术等方面。
本文将探讨电磁学原理在军事上的应用,并分析其重要性。
2. 通信电磁学原理在军事通信中起着至关重要的作用。
通信是军事指挥与作战的重要手段,确保了指挥信息的传递与作战指令的执行。
电磁学原理的应用使得军队能够远距离传输信息,实现了快速、及时的指挥与反馈。
•无线电通信:利用电磁波进行信息传输,可以实现远距离通信,且不受地形和天气条件影响。
•卫星通信:通过卫星设备,将信号发射到卫星上,再由卫星传输到目标地点,实现全球范围内的通信。
•光纤通信:利用光纤传输电磁波,具有高带宽、低损耗等优势,适用于高速、大容量的通信需求。
3. 雷达雷达是利用电磁波来探测和跟踪目标的技术。
在军事上,雷达广泛应用于目标检测、导航、制导等领域。
•防空雷达:用于探测和跟踪敌方飞机、导弹等空中目标,为防空系统提供目标信息,以便进行拦截和防御。
•海上雷达:用于检测和追踪海上目标,例如敌方舰艇、潜艇等,提供战场情报和情况评估。
•地面雷达:用于探测和跟踪地面目标,例如敌方战车、人员等,提供军事情报和战术支持。
4. 导航与定位电磁学原理在军事导航与定位系统中起着重要作用。
导航与定位是军事作战的关键,能够确定军事目标的位置和运动轨迹,提供战术侦察和作战指导。
•全球卫星导航系统(GNSS):利用卫星系统(如GPS、GLONASS等)提供精确的定位和导航服务,确保军事目标的准确定位。
•北斗卫星导航系统:中国自主研发的卫星导航系统,为军事作战提供无线定位和导航服务,具有高精度和防干扰能力。
•无线电导航:利用无线电信号进行目标导航和定位,例如雷达导航、无线电测向等技术。
5. 电子战电子战是军事中的一种作战手段,利用电磁波和无线电技术对敌方通信、雷达、导航等系统进行干扰和破坏,以削弱敌方战斗力。
航空电磁勘查系统研发获重要突破
航空电磁勘查系统研发获重要突破
佚名
【期刊名称】《中国矿山工程》
【年(卷),期】2017(0)2
【摘要】中国地调局航空物探遥感中心承担的863课题'直升机吊舱式时间域航空电磁勘查系统实用化研究'获得重要突破。
该课题在大功率梯形波电磁发射、高灵敏度信号接收、动态噪声压制、海量数据管理与解释、系统示范应用等方面取得了一系列研究成果,研制出了我国首套实用化的具有国际先进水平的直升机吊舱式时间域航空电磁勘查系统(CHTEM-Ⅱ系统)
【总页数】1页(P74-74)
【关键词】航空电磁;直升机;吊舱;课题;直升飞机;噪声压制;系统研发
【正文语种】中文
【中图分类】P631.326
【相关文献】
1.搏风击浪铸利器--中国海洋大学李予国团队创新研发深海电磁勘探系统取得重要突破 [J], 裴建新
2.固定翼时间域航空电磁勘查系统研发进展 [J], 胡平;李文杰;李军峰;孟庆敏;王绪本;陈晓东;刘莹莹
3.千安级航空电磁脉冲发射技术研发取得重要进展 [J],
4.我国第一台数码光盘注塑成型机自主研发成功国内首台生物专用计算机诞生我人工合成金刚石获重大突破广东研制出电磁污染克星汽车面漆用有机颜料将实现
国产化 [J],
5.建瓯市宋代点茶古艺复原研发获重要突破 [J], 范小辉;黄悦
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电磁场与无线技术在航空导航中的创新应用
电磁场与无线技术在航空导航中的创新应用在现代航空领域,精准、可靠的导航系统是保障飞行安全和效率的关键。
电磁场与无线技术作为重要的科技支撑,不断推动着航空导航的创新发展,为飞行员和航空运营带来了前所未有的便利和优势。
航空导航的重要性不言而喻。
它不仅要确保飞机在起飞、飞行和降落过程中沿着正确的航线行进,还要能够应对各种复杂的气象条件、空域限制和突发事件。
在过去,传统的导航方法如惯性导航、地标导航等存在着精度有限、受环境影响大等问题。
而随着电磁场与无线技术的迅速发展,这些问题得到了有效的解决。
首先,全球卫星导航系统(GNSS)的出现是航空导航领域的一次重大变革。
GNSS 利用卫星发射的电磁波信号,为飞机提供高精度的位置、速度和时间信息。
通过接收来自多颗卫星的信号,飞机上的导航设备能够计算出飞机的精确位置,其精度可达几米甚至更高。
这使得飞机能够更加准确地按照预定航线飞行,减少了航线偏差和燃油消耗。
同时,GNSS 还能够为飞机提供实时的气象信息和导航更新,帮助飞行员更好地规划飞行路径和应对突发情况。
除了 GNSS,无线电导航技术也在航空导航中发挥着重要作用。
例如,甚高频全向信标(VOR)和测距仪(DME)是常用的无线电导航设备。
VOR 发射的无线电信号可以让飞机确定自身相对于地面导航台的方位,而 DME 则可以测量飞机与导航台之间的距离。
通过结合VOR 和 DME 的信息,飞行员能够准确地确定飞机的位置,并沿着预定航线飞行。
此外,仪表着陆系统(ILS)也是无线电导航技术的重要应用之一。
ILS 能够为飞机在进近和着陆阶段提供精确的引导,包括下滑道和航向道信息,帮助飞行员在低能见度条件下安全着陆。
在电磁场与无线技术的创新应用中,基于无线通信的自动相关监视(ADS)系统为航空交通管理带来了新的思路。
ADS 系统通过飞机与地面站之间的无线数据通信,实时传输飞机的位置、速度、高度等信息。
这使得空管人员能够更加准确地掌握飞机的飞行状态,提高了空域的利用率和飞行安全性。
ACF旋翼主动控制技术的现状与发展
DOI:10.15913/ki.kjycx.2024.01.004ACF旋翼主动控制技术的现状与发展朱棣文,胡和平(中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室,江西景德镇333001)摘要:直升机的振动抑制一直是直升机设计和研究的重难点,围绕直升机主动控制技术中的主动控制后缘襟翼(Actively Controlled Flap,ACF)技术介绍了相对于其他方法的优点。
从内外2个部分梳理归纳了ACF的发展历程,由内主要总结了几种国外设计验证的不同构型的压电驱动器,向外则归纳了几种常用的外环减振控制算法发展过程,通过对比分析论证了不同算法的优点和缺点。
最后结合ACF旋翼主动控制技术现状与发展脉络阐述分析了ACF振动控制方法的技术潜力及进一步发展过程中亟待解决的几个关键点。
关键词:主动控制;控制算法;直升机;旋翼动力学中图分类号:V214.1 文献标志码:A 文章编号:2095-6835(2024)01-0015-04直升机的振动直接影响飞行员、机组人员和乘客的舒适度,并对机械、结构和电子部件的疲劳寿命有很大的影响。
因此,直升机振动的抑制问题一直是研究的重点。
从直升机发展的早期开始,振动问题就一直受到人们的关注。
在早期的研究中,研究人员确定了3类不同的减振方法,即降低旋翼激振力(振源控制)、在旋翼产生的振动到达机身之前减轻振动(传)递路径隔振和降低在一定激振力作用下的机体响应(响应控制)。
在此基础上,可以采用被动减振和主动减振2种方式进行减振。
传统的被动系统是针对特定的飞行状态和动力学特性进行调整或优化的,因此,如果飞行条件、旋转频率或系统动力学发生变化,被动系统很可能出现减振效率降低的问题,无法适应新时代越来越高的减振要求。
而主动振动控制属于有源控制,系统能够适应多种飞行条件,减振效果明显。
目前基于主动控制技术的研究已经成为未来的主要趋势。
主动振动控制技术结合不同的控制方法在运用上已经日趋成熟,其减振频带范围宽而且能够对控制律进行修改,满足性能指标。
复杂电磁环境内涵及效应分析
电磁兼容性 (elect ro magnetic co mpatibilit y , EMC) 是指设备 、分系统 、系统在共同的电磁环境 中能一起执行各自功能的共存状态 。包括 :
前苏联《军事百科全书》对电磁环境的定义 是 :影响无线电装置或者其部件工作的电磁辐射 环境 。规定区域内或者目标上的电磁环境 ,主要 取决于无线电装置 (及其部件) 的数量 、工作状态 、 功率和辐射频率等 。并且还认为 ,电磁环境是指 电子战双方在特定的感兴ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的区域内 ,由使用各 自电磁能的电子战系统构成的信号和信号密度的 总和[4 ] 。
电子战在不同国家的不同时期有着不同的定 义 。美军在二战时期叫无线电对抗 ,越南战争时 期改称为电子战 。俄罗斯 (前苏联) 叫无线电斗 争 ,后来也叫电子战 。我军曾经叫电子对抗 ,目前 统称为电子战 。
电子战 (elect ro nic warfare , EW) 是指使用电 磁能和定向能控制电磁频谱或攻击敌军的任何军 事行动 。电子战包括 3 个主要组成部分 :电子攻 击 、电子防护和电子战支援 。
随着我军武器装备现代化建设的进展 ,电子 装置在武器装备中的应用比例将大幅度增加 ,这 使得武器装备的电磁敏感度大大提高 ,而抗电磁 干扰的能力有所下降 。与此同时 ,电磁环境日趋 复杂 。因此 ,武器装备能否在复杂的电磁环境中 发挥应有的效能 ,已经成为我军武器装备建设中 一个亟须解决的问题 。研究复杂电磁环境的内 涵 ,分析电磁危害源的特点及效应 ,对于提高我军
航空磁探中潜艇磁场建模方法分析
⋯
u͂
T N
T
为所有微元节点组成的
磁 位 向 量 ;各 微 元 组 成 的 总 刚 度 矩 阵 为
[ ] K =
KT 1
KT 2
⋯
KT m
。
Ku͂ = 0 。
(12)
根据半空间无穷边界面上的边值条件,可得到各 个剖分单元节点上的潜艇低空磁位 ui 。
将磁位 u 代入式(4),即可得到潜艇磁场空间分
第1期
度,最后归纳潜艇低空磁场建模方法的基本要点。
关键词:航空磁探;潜艇磁场;边界积分法;有限元法;积分方程法;磁体模拟法
中图分类号:O441
文献标志码:A
基于磁性探潜应用的潜艇磁场建模理论和技术 研究始于一战时期[1]。新伦敦海军试验站在 1918 年使 用固定线圈型磁检测器检测磁性目标,并对潜艇的磁 性进行研究。1944 年,搭载 Madcats 航空磁探仪的 63 巡逻中队在直布罗陀海峡准确追踪到 U-761 潜艇 。 [2] 20 世纪 90 年代国外已开始使用 FLUX3D、ANSYS 等 有限元分析软件对潜艇进行磁场建模[3],并得到高模 拟精度的数学模型。
(4)
由 ∇ ⋅ B = μ0∇ ⋅ H = -μ0∇2u = 0 ,得到拉普拉斯方程
∇2u = 0 。
(5)
根据格林函数,解式(3)的拉普拉斯方程,则空间
场点 Q(x′,y′,z′) 处的三分量磁场强度为:
ì
∫ ∫ ïïH [ ] ïï
x
(x′,
y′,
z′)
=
z′ 2π
∞ -∞
∞ -∞
H
x
(x,
y,
潜艇具有一定的磁矩,其磁场在无穷极限处近似
电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求
第35卷第1期电波科学学报Vol.35,No.1 2020年2月CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE February,2020艾俊强,张扬,王健.电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求[J].电波科学学报,2020,35(1):122-127.DOI:10.13443/j.cjors. 2019111101Al J Q,ZHANG Y,WANG J.Application of electromagnetic calculation in stealth performance design of aircraft and its future requirements [J].Chinese journal of radio science,2020,35(1):122-127.(in Chinese).DOI:10.13443/j.cjors.2019111101电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求艾俊强張扬王健(航空工业第一飞机设计研究院,西安710089)摘要随着飞机隐身技术的发展,对电磁计算提出了更高的要求,文中分析了国内外技术基础,梳理了电磁计算在飞机雷达隐身设计中的切入点和应用点,阐述了设计过程中利用电磁仿真手段重点开展的分析研究内容.在此基础上,分析了目前电磁计算在飞机隐身设计领域存在的技术难点以及未来技术需求,并结合飞机研制工程经验,指出未来电磁计算将重点突破超电大尺寸目标快速计算、隐身结构材料仿真等问题.关键词飞机;隐身;雷达散射截面(RCS);电磁计算;仿真中图分类号V218;O441文献标志码A文章编号1005-0388(2020)01-0122-06 DOI10.13443/j.cjors.2019111101Application of electromagnetic calculation in stealth performance design ofaircraft and its future requirementsAI Junqiang ZHANG Yang WANG JianQThe First Aircraft Institute,AVIC,Xi'an710089,China)Abstract With the development of aircraft stealth technology?higher requirements are put forward for electromagnetic calculation.This paper analyzes the technical basis at home and abroad?combs the cut in point and application point of electromagnetic calculation in aircraft stealth performance design,and expounds the analysis contents of electromagnetic simulation in the design process.On this basis,it analyzes the current technology difficulties and future requirements of electromagnetic calculation in aircraft design. Combined with the experience of aircraft development and engineering?the electromagnetic calculation may focus on the fast calculation of super electric large-scale targets and the simulation of stealthy structural materials in the future.Keywords aircraft;stealth;radar cross section(RCS);electromagnetic calculation;simulation引言电磁计算在飞机设计领域具有广泛的应用,如天线设计、电磁兼容、隐身设计等,本文重点关注飞机雷达隐身设计领域.雷达隐身技术作为提高飞机生存力的一种有效手段,正日益受到国内外的重视口②.分析近几年美国公布的B-21轰炸机、MQ-25无人加油机,以及美欧国家的六代机、无人机方案,可以发现雷达隐身技术是几乎所有新研机型的标配.雷达散射截面(ra-dar cross section,RCS)是衡量飞机隐身性能的重要参数,在隐身飞机工程研制中,需要对全机、部件的RCS进行大量研究,以RCS作为衡量标准对隐身措施的效果进行评估,反馈给技术人员进行隐身设计上的优化改进.获得RCS的手段包括测试和仿真(或称电磁计算)两种,其中测试是最为直接且收稿日期:2019-11-11联系人:张扬E-mail:zy_buaa@第1期艾俊强,等:电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求123接近真实状态的技术手段,目前在方案验证方面具有无可替代的作用,然而测试手段周期长、成本高,因此在方案设计阶段技术人员更多地是依靠电磁计算手段开展设计工作.随着新型号的不断涌现,在飞机雷达隐身设计领域,电磁计算面临诸多新的工程需求,从目前的经验来看,电磁计算手段能否与飞机研制工程需求相匹配,直接关系到项目推进.本文基于工程经验,分析电磁计算在飞机雷达隐身设计中的应用,梳理目前亟待突破存在的技术难点,分析未来可能的技术走向.1国内外技术基础隐身飞机RCS仿真,主要是通过建立目标与威胁源的电磁模型,采用合适的算法进行计算求解.求解算法是整个RCS仿真的核心,也是技术难度最大的部分;相关的仿真软件围绕算法进行开发,方便工程技术人员将算法用于解决各类工程问题.国外对相关算法的研究起步较早,发展出了诸多成熟的商业软件,广泛应用于包括RCS计算在内的各个领域;目前国内对算法的研究也在全面开展,同样发展出一些较为实用的软件/程序,帮助型号研制单位解决工程问题.1.1主要计算方法RCS计算方法一般分为精确方法和近似方法.通常精确方法包括矩量法、时域有限差分、有限元等,这类方法求解精度高,然而计算资源消耗大、计算周期长.常用的近似方法包括物理光学法、弹跳射线法等,这类方法在电磁模型建立过程中引入假设条件,导致计算精度不及数值方法,但计算资源消耗小、周期短,适合对目标进行快速评估⑶.基于矩量法的多层快速多极子方法(multilevel fast multipole method9MLFMM),对解决电大尺寸目标RCS求解问题十分有效,是目前隐身飞机RCS 仿真中应用最广的方法之一.MLFMM是快速多极子方法在多层结构中的推广,需要将目标分组,对于附近组强耦合量直接采用矩量法计算,非附近组耦合量则采用MLFMM实现,其特点是逐层聚合、逐层转移、逐层配置、逐成递推.MLFMM有效降低内存消耗,使得电大尺寸目标精确仿真成为可能,从而可以解决隐身飞机设计过程中电大尺寸目标问题.与试验结果对比分析表明,采用MLFMM对隐身飞机外形平台全金属状态进行仿真所获得的仿真曲线与试验曲线吻合,证明该方法精度较高3叫物理光学(physical optical9PO)法根据高频场的局部性原理,完全忽略目标各部分之间的相互影响,仅根据入射场独立地近似确定表面感应电流.图1所示为采用P0法与MLFMM对平板目标的计算结果.P0法对计算资源要求较低,计算时间短,可快速获取飞机方案RCS数据.从实际使用经验来看,由于假设条件的存在,P0法对于隐身飞机的低RCS区量级难以准确仿真,但可以对全机RCS 波峰和波谷分布趋势进行预估.因此,P0法通常用于需要快速进行多方案RCS趋势对比分析的应用场景3叫总体来看,对于隐身飞机RCS仿真,MLFMM 是较为准确且实用的方法.图1采用PO法与MLFMM对平板目标的计算结果Fig.1Calculation results of plate target with POand MLFMM1.2主要仿真软件目前隐身飞机RCS仿真软件既有国外引进的商业软件,也有国内院校开发的软件.广泛应用的商业软件包括FEKO、CST、HFSS 等,均为电磁计算通用软件,既可用于RCS计算,也可用于其他电磁计算领域.各个软件均包含种类繁多的算法,涵盖快速近似算法、精确算法等,同时也有各自的特色.以笔者使用较多的FEKO为例,其 主打算法为MLFMM,也包含矩量法等精确算法和P0法等近似算法,此外在解决具体问题时还可以对目标分区域使用不同算法.其中MLFMM要求按照1/8〜1/10倍波长对目标进行网格剖分,通常全尺寸隐身飞机网格数量在百万以上,需要借助服务器才能完成仿真.以PO法为基础的大面物理光学法,不严格要求网格尺寸遵守1/8〜1/10倍波长的规定,只需模拟出飞机曲面形状即可,通常全尺寸飞机网格数量可以控制在万量级,借助普通计算机即可完成仿真.国内院校开发的软件,瞄准装备研制需求,相对124电波科学学报“电磁计算”专刊第35卷来说针对性较强,与需求结合更紧密,软件通常算法较单一,解决特定问题,如快速近似计算、电大尺寸目标计算等等.商业软件和国内院校开发的软件相互配合,在飞机雷达隐身设计中起到重要作用.特别是国内院校开发的软件,在装备研制的牵引下不断改进完善,与工程需求紧密结合,在工程研制中使用更为顺手.2设计流程中的应用点仿真和试验是飞机雷达隐身设计的两大手段,二者缺一不可,一般来说,试验成本高、周期长,因此仿真在整个设计流程中被大量使用,以快速对大批量方案进行分析筛选,降低试验的试错成本.2.1应用点分析从工程研制来看,在给定隐身指标的情况下,飞机雷达隐身设计一般包括三大步骤:散射源分析与指标分解、方案设计、方案验证,如图2所示•散射源分析是指根据飞机总体设计给定的飞机初步方案,通过仿真、测试手段,初步获取方案的RCS量级,诊断强散射源,为后续指标分解提供支撑数据,同时为方案设计指明RCS重点减缩部位;指标分解是在散射源分析基础上,结合隐身指标要求,将指标分解到各个散射源,为方案设计提供设计目标.方案设计是根据总指标和分解指标要求,对飞机全机、部件进行外形隐身设计、材料隐身设计以及其他隐身措施设计,形成隐身技术方案.方案验证主要是加工测试模型,模拟真机的外形和吸波结构/材料使用方案,对设计方案进行验证,检查方案与隐身指标的符合程度.电磁计算主要应用于飞机雷达隐身设计的前两个步骤,即散射源分析与指标分解、方案设计.由于飞机雷达隐身设计的三个步骤并非流水线式关系,而是循环迭代的过程,对于指标分解,在后续方案设计与验证工作开展到一定程度后,需要重新检查指标分解的合理性,进行适当调整;对于方案设计,通过测试验证反馈的问题将在新一轮设计中予以解决,然后再开展新一轮验证工作,反复进行上述迭代直至最终达到隐身指标要求.因此可以说电磁计算贯穿整个设计过程.在散射源分析与指标分解过程中,首先需要利用电磁计算手段对飞机总体设计部门给出的初步方案进行评估,获得初步方案的RCS曲线,在计算资源条件允许的情况下最好能通过计算给出散射源分布图像,初步诊断强散射部位;与此同时,需要通过电磁计算手段获取机身、机翼、尾翼、进气道、尾喷管图2电磁计算的切入点Fig.2Cut in point of electromagnetic calculationi______]等大量部件级RCS数据,进一步对方案隐身性能进行摸底,支撑隐身指标分解研究;在对方案有一定认知的基础上,再开展模型加工与试验验证.此过程中,电磁计算起到对方案初步评估与分析研究的作用.方案设计与电磁计算事实上密不可分,从工程研制的经验来看,设计与仿真通常组成内部小循环,设计出来的方案经过仿真校验达到预期目标后,才能形成设计方案供后续环节使用.形成设计方案需要反复开展如下工作:提出方案电磁计算分析研究修改方案.此过程中,电磁计算起到基本设计工具的作用.如前所述,飞机雷达隐身设计是一个循环迭代的过程,需要反复开展设计与验证直至达到指标要求,因此电磁计算实际上贯穿飞机雷达隐身设计全过程.2.2工程问题仿真流程及要点对于工程问题,电磁计算过程总体来说分为前处理、求解计算、后处理共三个步骤.前处理的主要工作是模型修复和网格剖分•所谓模型修复,是由于仿真实施人员拿到的目标数模一般比较复杂,存在曲面交叉、重合、缝隙等问题,而采用MLFMM进行仿真要求数模全封闭,因此需要利用几何软件对数模进行清理.几何清理是一项繁琐的工作,技术人员参与程度较高,耗费时间长,最终要求外形数模全封闭.网格剖分是利用相关软件生成求解器认可的网格,这一过程需要性能较好的计算机,因为对于飞机目标,低频时网格数量一般在数十万〜数百万量级,高频时网格数量可能达到亿量级.通常生成的网格需要进行检查,不得有重合网格,也不得有尺寸远小于1/10倍波长的网格(可能导致计算不收敛),还需要对网格法线方向进行处理(统一法线朝外).求解计算步骤主要靠计算机完成,一般来说电磁计算内存消耗大,硬件资源需要具第1期艾俊强,等:电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求125备相应的能力.对于工程问题,需要考虑计算时间,因为一轮方案迭代是有时间节点要求的,如果仿真时间过长,将对项目进度产生影响,这就要求计算软硬件资源需要满足相关需求.后处理主要是根据项目要求对计算数据进行处理和分析.从上述分析来看,在处理飞机雷达隐身设计中的实际工程问题时,需要软、硬件资源同时满足需求,硬件资源需要满足网格剖分要求、飞机目标电磁计算要求,同时使计算周期尽可能短;软件方面需要几何处理软件、网格剖分软件、求解器等密切配合,特别是求解器算法需能尽量减小硬件资源需求以及缩短计算周期.3重点关注内容电磁计算虽然贯穿飞机雷达隐身设计全流程,然而总结下来发现,工程技术人员主要是利用电磁计算手段开展目标RCS仿真、成像诊断两个方面的分析研究.3.1RCS仿真RCS仿真就是利用电磁计算手段,获得目标在指定方位角和俯仰角扇区内的RCS数据,通常根据指标要求指定频点和俯仰角,获得RCS沿一定范围方位角变化的曲线,如图3所示.在隐身飞机工程研制中,通常需要对全机、进气道、尾喷管、雷达罩、天线等结构进行RCS仿真,同时还需要对吸波涂料、吸波结构、超材料等减缩措施进行RCS仿真.得全金属状态整机RCS,作为整机减缩的起点.接下来需要逐步加载更多的散射源(如雷达舱、天线舱、表面缺陷),同时需要加载隐身措施(如吸波结构、吸波材料等),然而从目前电磁计算的软硬件水平来看,难以在全机中模拟更多细节,同时加载隐身材料也存在一定困难.部件RCS仿真首先是为了指导外形优化,在部件外形基本到位的情况下,需要通过仿真对隐身措施效果进行初步摸底.目前,全金属目标的RCS仿真在工程实践中已经较为成熟,计算准确度得到试验验证;同时带隐身涂料目标的电磁计算也已经成为各类计算软件的标配,然而其计算精度有待大量试验进行验证.存在的主要问题是如何在全机中加载更多的结构细节,因为考虑得越细模型越复杂,网格数量会急剧飙升且存在多尺度问题,导致难以求解;另外就是隐身措施仿真问题,吸波结构、超材料这类各项异性且具备细节特征的结构,在全机中同样无法完全模拟.3.2成像诊断分析成像诊断就是基于逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的原理,通过综合分析一定带宽、一定孔径角范围内大量RCS数据,获得目标散射中心,形成成像图,指导方案优化设计,如图4所示.有了成像图,将可以通过图像直接判断强散射源位置,从而为隐身措施的制定提供针对性更强的指导.成像诊断是隐身试验中的一种常用手段,如果能通过仿真获得,将减少试验的投图3多俯仰角全方位RCS仿真示意图Fig.3Multi elevation angle omnidirectional RCSsimulation diagram全机RCS仿真,在不同设计阶段有不同的处理方法.在概念设计阶段,重点是对外形布局进行多方案选型,此时可以将进/排气封堵开展计算,获得外形平台的散射规律和量级,为方案快速迭代优化提供支撑.在摸清外形平台的影响之后,需要打开进/排气腔体,将腔体的影响加载到外形平台上,获成像诊断应用最多的场景是外形布局优化分析.在概念设计阶段,需要对外形布局进行优化,通过成像图,可以看出边缘等强散射源的影响范围,及在RCS波谷位置主要由哪些散射源影响,从而为设计人员提供明确的优化方向.成像诊断虽然极为有用,然而目前仿真计算中126电波科学学报“电磁计算”专刊第35卷难以广泛应用,主要原因是成像诊断需要大量的数据,数据的准确性直接影响到散射中心的判断.如果采用近似算法获取数据,则数据本身的准确性存在一定问题;如果采用精确算法获取数据,则仿真周期较长,时间成本高.后续需要通过软硬件的改进,提高精确计算的效率,使成像诊断真正成为设计人员的实用工具.4工程应用难点和未来技术需求电磁计算在隐身飞机工程研制中得到广泛应用,支撑型号研制,然而从目前技术水平来看,主要有以下几个方面的难题尚未解决,由此牵引出未来技术发展需求.4.1尚未解决的难题4.1.1大尺寸目标快速电磁计算从目前电磁计算的技术现状来看,精度和速度通常不能兼顾,对于大尺寸目标,精确算法周期长从而影响方案设计迭代速度,近似算法对于低RCS飞机的计算精度难以满足要求.由于采用精确算法时网格尺寸必须满足1/8〜1/10倍波长,随着频率的增加,网格数量急剧上升,B-2飞机腔体不打开时,在P波段网格数量在几十万量级,在X波段网格数量达到亿量级,如图5所示.如果腔体打开、考虑结构细节以及考虑吸波材料,网格数量还会进一步增加,一般高性能计算机难以处理这类问题,即使能计算也会因为周期太长失去工程应用价值.未来的电磁计算,需要兼顾精度和计算速度,从而对于大尺寸目标的高频隐身问题,可以快速产生大量较为精确的RCS数据,支撑隐身性能评估和成像诊断.频率/GHz图5B・2模型网格数量随频率变化曲线Fig.5Curve of B-2model grid number with frequency4.1.2含隐身结构材料目标电磁计算目前对于吸波涂料问题,国内外软件均具备电磁计算能力,然而未来隐身飞机大量采用吸波结构,而对于吸波结构目前没有很好的电磁计算解决方案.如图6所示,吸波结构是由透波面板、浸渍吸收剂的蜂窝夹芯、反射板等组成,存在各向异性、多介质等问题.各类介质的电磁参数难以获取尚且不论,即使掌握电磁参数,如果对吸波结构精确建模,对于几十米的吸波结构来说,网格数量将会是一个巨大的数字,难以开展精确仿真.如何在进行整机/部件方案评估时,将吸波结构的隐身性能予以考虑,同时还要兼顾工程可用性,是未来需要解决的一大难题.图6吸波结构平板示意图Fig.6Schematic diagram of absorbing structure plate4.2技术发展需求随着隐身技术的发展,装备研制对电磁计算的需求不断提高,从笔者目前的认识来看,未来隐身飞机领域对电磁计算的技术需求主要包括以下方面.4.2.1大尺寸多介质复杂目标仿真工程方法如图7所示为多介质复杂目标示意图.电磁计算要想在未来飞机雷达隐身设计中扮演更重要的角色,需要进一步突破全机RCS仿真.从频带上来看,目前已能解决低频问题,未来需要解决高频问题,特别是高频段计算周期长的问题;从目标的材料来看,目前已能解决金属状态和带吸波涂料的问题,未来需要解决带吸波结构、超材料等问题;从技术发展趋势来看,通过准确模拟细节结构然后利用超算进行仿真的技术路径可能难以走通,需要发展出一套针对大尺寸多介质复杂目标仿真的工程方法.图7多介质复杂目标示意图Fig.7Schematic diagram of multi-media complextarget第1期艾俊强,等:电磁计算在飞机隐身设计中的应用及未来需求1274.2.2基于部件仿真数据的整机RCS推导如图8所示为部件拼全机示意图.在全机带精细结构、隐身结构材料难以仿真的情况下,通过部件级精细仿真然后拼合成整机,可能是一条可行的技术路径.然而部件如何处理截断边界,以及部件数据如何矢量叠加形成整机散射数据,尚无支撑理论,需要通过大量工程实践进行摸索,不断修正推导方法,最终形成工程可用的手段.5结束语电磁计算作为基本的设计工具,贯穿于飞机雷达隐身设计全过程.随着飞机隐身技术的发展,对电磁计算提出了更高的要求,当前的技术手段在大尺寸目标快速电磁计算、含隐身结构材料目标电磁计算等方面存在尚未突破的难题.从技术发展趋势来看,未来隐身飞机设计中,电磁计算一方面是软硬件的提升,解决上述两个问题,另一方面需要针对具体工程问题开发工程方法,发展工程可用的手段.参考文献[1]贺媛媛,周超.飞行器隐身技术研究及发展飞航导弹,2012(1):84-91.:2]许学春.隐身导弹与隐身技术的应用m.飞航导弹,2013(5):87-90.[3]桑建华.飞行器隐身技术[M].北京:航空工业出版社,2013.[4]张考.飞行器对雷达隐身性能计算与分析[M].北京:国防工业出版社,1997.[5]岳奎志,孙聪,姬金祖.双立尾对战斗机隐身特性的数值模拟m.北京航空航天大学学报,2014,40(2):160-165.YUE K Z,SUN C,JI J Z.Numerical simulation onthe stealth characteristics of twin-vertical-tails forfighter]J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2014,40(2):160-165.(in Chinese)[6]王辛刚.复杂目标电磁散射特性精确计算方法的并行化和实现[D].上海:上海大学,2011.WANG X G.The parallellization and implementationof mlfma for the accurate solution of electromagneticscattering by large complex 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航磁平面剖面图
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X轴线圈
Z轴线圈
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2) VTEM系统的特点
(5)大偶极矩及低基频使得穿透深度更大,尤其 是在低阻体环境中。探测深度可达500-800米。 (6)低噪声接收器和大功率发射装置使该系统具 有最高的信噪比。VTEM数据经处理解释后可以 直接圈定钻探靶区,缩短了勘查周期。可以代替 地面电磁法测量,测量速度快,效率高,灵活机 动,能够大大节约成本。 (8)根据不同的测量目的可在发射线圈上方10m 处加装磁水平梯度装置,在机舱内加装航空伽玛 能谱测量设备,构成航电、航磁、航放综合测量 工作站,获取电、磁、放综合地球物理场信息。
主要基础图件
• • • • • • 选定一个时间门B场平面图 选定三个(早、中、晚)时间门dB/dt平面图 B场时间常数TAU平面图 dB/dt时间常数TAU平面图 dB/dt X分量 Fraser滤波平面图 电力线监测平面图 航磁总场平面图 • 测线方向航磁水平梯度平面图 • 垂直测线方向航磁水平梯度平面图 • 计算航磁垂向一阶导数平面图
1 航空瞬变电磁法的概念
航空瞬变电磁法是利用机载线圈 发射脉冲电磁波,通过接收线圈测量 二次感应电磁场的航空物探方法。该 方法测量速度快、效率高、受地形影 响小,目前在国内、外多金属矿勘查 中应用效果显著。
时间域电磁场
Tx
Rx
一次场 二次场
涡流
Tx – 发射线圈 Rx – 接收线圈
导体
一次场
二次场
VTEMplus机舱内收录系统
Index 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
VTEM 延迟采样计划 Middle Start Milliseconds 0.083 0.078 0.096 0.090 0.110 0.103 0.126 0.118 0.145 0.136 0.167 0.156 0.192 0.179 0.220 0.206 0.253 0.236 0.290 0.271 0.333 0.312 0.383 0.358 0.440 0.411 0.505 0.472 0.580 0.543 0.667 0.623 0.766 0.716 0.880 0.823 1.010 0.945 1.161 1.086 1.333 1.247 1.531 1.432 1.760 1.646 2.021 1.891 2.323 2.172 2.667 2.495 3.063 2.865 3.521 3.292 4.042 3.781 4.641 4.341 5.333 4.987 6.125 5.729 7.036 6.581 8.083 7.560 9.286 8.685
2 航空瞬变电磁法系统VTEM简介
安装于直升机上的时间域航空电磁 测量系统VTEM由加拿大Geotech公司 于2001年初开始研制,2002年底投入商 业服务。从2002年到2012年的十年间不 断研发改进,先后研制出VTEMlite、 VTEMplus、VTEMmax和VTEMearlytime四 个型号的VTEM系统,最常用的是2010 年问世的VTEMplus系统。
图4-1 试验区位置及测线布置图
4 国内应用实例
4 国内应用实例
-2014内蒙古
4 国内应用实例
-2014内蒙
内蒙已知矿区试验成果
Z分量dB/dt曲线
时间常数等值图
航磁总场强度等值图
4 国内应用实例
L10000测线
-2014内蒙古
L10100测线
L10200测线
4 国内应用实例
-2014内蒙古
Plate2
说明: 反演主低阻体近垂直且离地表很近。 建议钻孔参数
内蒙古翁牛特旗旗杆甸子地区航电异常
内蒙古大朝阳沟工区测量成果
时间常数特征
航电特征及解释
华北地台
时间常数影像图
2014新疆哈密阿奇山地区
2015青海格尔木地区
工作区地形地貌
区域地质及地球物理特征
地层
区域地质概况
青白口系变 火山岩组, 赋金。
1:5万地磁平剖图
1:1万航磁平剖图
青海格尔木初步成果
航电-dB/dt
sfz25
sfz35
sfz45
航电-dB/dt平面剖面图
哈西哇 I矿带航电特征
0044-02
dBz/dt,Z分量dB/dt曲线,单位pV/Am4;Elev-海拔,单位m;下同。 L1990线综合剖面图
哈西哇金矿异常特征
I矿带航电特征
频率和波形
25 Hz 基频
Offtime
中等导体 良导体
早期 时间道 中期时间道
衰减时间
晚期时间道
2 航空瞬变电磁法系统VTEM简介
航空电磁法测量系统是上世纪五 十年代初由加拿大的电磁法专家首先 研制成功,开始主要是以固定翼飞机 为平台。近十年来,直升机航空电磁 测量系统迅速发展,这一时期出现了 EXOLORHEM、HoisTEM、THEM 、HeliGEOTEM、VTEM等一大批新 的航空电磁测量系统。目前在国内、 外多金属矿勘查中应用效果显著。
L2010板状体模型参数表
值 0 单位 °
备注 x,y,z—板状 体中心最高点坐 标,深度—地表 到板状体中心最 高点深度。
End 0.090 0.103 0.118 0.136 0.156 0.179 0.206 0.236 0.271 0.312 0.358 0.411 0.472 0.543 0.623 0.716 0.823 0.945 1.086 1.247 1.432 1.646 1.891 2.172 2.495 2.865 3.292 3.781 4.341 4.987 5.729 6.581 7.560 8.685 9.977
1) VTEM系统的构成 VTEMplus是加强型多用途时间域电磁 法(Versatile Time-Domain Electro-Magnetic system)系统的简称。它是由电磁发射线圈 、接收线圈、补偿线圈和GPS定位系统、雷 达高度计、数据采集与收录系统组成。三 个电磁线圈位于同一平面内,外层为直径 26m的发射线圈,内层接收线圈包括X轴线 圈和Z轴线圈,中间为直径6m的补偿线圈。 全套测量系统装载于AS-350B3E直升机上, 发射和接收线圈吊挂于直升机下方;发射 机、数据采集和收录系统安装在机舱内。
0044-04
L2000线综合剖面图
I矿带航电特征
0044-06
L2010线综合剖面图
已知矿床(点)航空电磁异常特征
板状体反演
哈西哇
反演模型建立显示图
已知矿床航电异常反演参数
板状体反演
哈西哇
参数 X Y
Z 深度 倾角 倾向
值 单位 参数 775365 m 旋转角度 399570 m 长度 0 m 4310 宽度 电导 -34.0 m
4 国内应用实例
航空电磁法测量速度快,效率高,不受地形的限制, 是一种行之有效的多金属矿产勘查的新方法。以VTEM为代 表的时间域航空电磁法在国外得到了广泛的应用,取得了 显著的找矿效果。国内高精度航空电磁法处于起步阶段。 随着我国矿产勘查工作程度和条件复杂地区深部探矿的需 求的提高,新方法新技术的应用变得尤为重要。在此背景 下,核工业部航测遥感中心从加拿大引进了目前世界上最 先进的航空电磁测量设备和技术方法,在国内开展找矿试 验工作。2013年,在新疆某已知VMS矿开展测量试验,效 果显著,并在未知区开展了试生产。2014年分别在黑龙江 、内蒙古、新疆等地开展VTEM生产测量。2015年在青海高 海拔地区开展了VTEM测量。均取得了显著的应用效果。
VTEM plus系统技术参数
3 工作流程
飞机改装 仪器安装测试 背景场飞行 测线飞行 数据回放 航电异常初选 反演电阻率 计算时间常数 航电异常筛选 圈定找矿靶区 数据预处理 数据处理与 图件编制 资料解释与 综合研究 项目成果报告 质量控制 基础图件 成果图件 航电异常综合解析 断裂构造划分 高度校正飞行 测试线飞行 日变测量
热烈祝贺2016年 地球物理 新技术研讨会圆满成功
核工业航测遥感中心
航空电磁法应用效果
汇报人:李怀渊
2016年4月
汇 报 提 纲
一、航空瞬变电磁VTEM系统应用 二、航空天然场电磁法ZTEM应用
第一部分
航空瞬变电磁VTEM系统应用
1.航空瞬变电磁法的基本概念 1.
汇 报 提 纲
2.航空时间域电磁法系统VTEM简介 2. 1)VTEM 系统的构成 2)VTEM系统的特点 3.工作流程 4.国内应用实例分析 4. 5.结论及建议
视电阻率垂直切面图
视电阻率水平切面图
4 国内应用实例
-2014内蒙古
板状体反演
HM2 - L1100
目标板状体参数 参数 X Y Z 深度 倾角 倾斜方向 旋转 长度 深度范围 电导性×厚度 电导性 厚度 板状体1 412335 4717195 604 -3.8 70 167.5 0 100 80 150 30 5 板状体2 412345 4717160 582 -24.9 30 347.5 0 80 60 225 45 5 单位 米 米 米 米 度 度 度 米 米 西门子 西门子/米 米 Plate1