Помощь военным

Электромагнитная совместимость: как сберечь технику, личный состав и тайны

Тема: ВМФ, Авиация, ВПК, Статьи

Современные образцы вооружений и военной техники комплектуются большим количеством технических средств: радиоэлектронной аппаратурой, системами навигации, электрооборудованием, автоматизированными системами управления и далее по списку. От корректной совместной работы этих технических средств напрямую зависит безопасность экипажа и сохранность техники. Для этого оборудование нужно заранее испытать на электромагнитную совместимость (ЭМС). Корреспонденты Mil.Press Военное выяснили, как ЭМС влияет на военную технику, в каких условиях проходят испытания, и при чем здесь противодействие иностранным техническим разведкам.

Проблема электромагнитной совместимости технических средств


Когда в образцах вооружения и военной техники начали применять современную микроэлектронику и цифровые информационные технологии, это привело к росту боевого потенциала и тактико-технических характеристик изделий. Вместе с этим более острой стала проблема электромагнитной совместимости.

Электромагнитная совместимость оборудования

Электромагнитная совместимость представляет из себя способность аппаратуры работать одновременно с другими средствами в реальной электромагнитной обстановке и выполнять штатные функции, не создавая помех другим средствам.

Требования по ЭМС предъявляются ко всему электрооборудованию, но предприятия ВПК уделяют ему особое внимание, так как от функционирования электронных средств в составле ВВТ зависит выполнение поставленных задач, сохранность образцов вооружения и военной техники, а также здоровье и жизни военнослужащих.

Редактор портала "Электромагнитная совместимость электроники" Павел Правосудов рассказал корреспонденту Mil.Press Военное, что вопрос ЭМС касается не только всех без исключения образцов вооружения, но и систем управления. Особенно остро он затрагивает самолеты, подводные лодки, надводные корабли, системы управления огнем и командно-штабные системы.

По его словам, если не брать в расчет радиоэлектронную обстановку, создаваемую средствами радиоэлектронной борьбы, основная проблема ЭМС оборудования – это собственные помехи из-за насыщенности и компактности бортовой радиоэлектронной аппаратуры, а также из-за влияния устройств, размещенных рядом.
"Если не заботиться о электромагнитной совместимости оборудования, то одни изделия будут нарушать функциональность других: электромагнитное поле может влиять на рядом расположенные изделия как непосредственно, так и через кабели связи. Оптоволокно решает проблему, как внутри оборудования, так и для связи его удаленных компонентов, но оно пока не везде применяется", – рассказал Павел Правосудов.
Специалисты Крыловского государственного научного центра Александр Вишневский и Борис Городецкий подтверждают тенденции совершенствования электрооборудования для кораблей и судов в своей статье "Проблема обеспечения электромагнитной безопасности современных морских технических объектов". Также они подтверждают, что отрицательной стороной технологического совершенствования "стало резкое обострение проблемы обеспечения на кораблях и судах ЭМС".

1 / 2

"Дополнительные трудности в обеспечении ЭМС появились на кораблях последних поколений в связи с ростом их энергонасыщенности, наличием мощных импульсных источников электропитания, а также широким использованием в поставляемом оборудовании постоянно обновляемой элементной базы зарубежных и импортозамещающих комплектующих и кабелей, для которых отсутствует отечественный опыт их практического применения в судостроении", – добавляют специалисты.

Они также указывают, что проблемы ЭМС и стойкости технических средств при мощных внешних воздействиях начали сказываться на сроках сдачи кораблей последних проектов и на эффективности работы всей судостроительной отрасли.

Решение проблемы кроется в жестких требованиях по электромагнитной совместимости ко всему оборудованию, поставляемому на корабли, хотя полное соблюдение этих требований приведет к усложнению и удорожанию оборудования. При этом никто не сможет гарантировать корректной работы электроники в конкретных условиях каждого помещения на корабле.
"Кроме этого, стендовые испытания не учитывают влияние корабельных корпусных конструкций, реальных кабельных трасс и схемы размещения ТС в пределах корабля", – добавляют ученые.
Испытания авиационного оборудования тоже крайне сложны, но по иным причинам. Во-первых, все современные летательные аппараты полностью зависят от корректного функционирования электроники.

"Применение электроники в системах, выполняющих критические функции безопасности ЛА, непрерывно возрастает. Примером таких систем являются средства управления полетом, средства управления двигателем, система управления питанием", – рассказывают Андрей Абрамешин и Леонид Кечиев в своей статье "Функциональная безопасность бортовых систем летательных аппаратов при электростатических разрядах" .

Павел Правосудов также привел пример, когда некачественные испытания могут привести к отказам оборудования: "Например, импульсный блок питания заглушит приемник или наведет помеху на аналого-цифровой преобразователь и собьет телеметрию".

Во-вторых, самолеты постоянно подвергаются интенсивному электромагнитному воздействию от радаров аэродромов, широковещательных передатчиков, средств РЭБ и ударов молний.
Спойлер: Примеры аварий и проблем, связанных с нарушениями требований в части ЭМС (нажмите, чтобы раскрыть)
"Что нужно знать об испытаниях на выполнение требований ЭМС для изделий военного и аэрокосмического назначения. Краткий обзор", Гери Петит (Ghery Pettit). Перевод и комментарии: Владимир Рентюк

В период между 1981 и 1987 годами несколько вертолетов Blackhawk UH-60 потерпели аварии, в которых погибли 22 военнослужащих. Как оказалось, аварии были связаны с недостаточной устойчивостью навигационного оборудования к воздействию внешних электромагнитных полей при пролете геликоптеров вблизи антенн мощных радиовещательных станций. Именно их воздействие и приводило к неконтролируемому самопроизвольному смертельному пикированию.

Еще один пример касается штурмовика с вертикальным взлетом и посадкой AV-8B Harrier. Самолет был потерян, а пилот погиб в результате косвенных последствий от удара молнии, вызвавшего большие наведенные электрические токи внутри крыла самолета. Соединитель внутри системы топливных баков крыла не был способен выдерживать подобные нагрузки, в результате протекающий через него ток вызвал искру, которая в свою очередь и привела к взрыву топлива.

Согласно информации из отраслевых источников, Военно-воздушные силы США вынуждены были устранить потенциальную проблему от излучаемых высокочастотных сигналов бомбардировщиков B-2. Анализ показал потенциальные помехи радарной системы Raytheon AN/APQ-181, размещенной на B-2A и оказывающей влияние на системы коммерческой спутниковой связи, вводимой в эксплуатацию после 2007 года. В результате проведенных исследований было установлено, что радиолокатор B-2 может не только нарушить их функционирование, но и повредить коммерческие спутники связи, за что ВВС США будут нести прямую ответственность. Ожидаемая общая сметная стоимость переработки была оценена в $1,3 млрд.

Специалисты также указывают, что для уменьшения системной стоимости в летательных аппаратах используют коммерческое оборудование, что становится очередной проблемой в обеспечении ЭМС и функциональной безопасности. "Такой подход должен опираться на выверенные методы проектирования и методики тестирования", – говорится в статье.
При всей сложности испытаний готовых изделий ВВТ, ученые делают упор на качественные испытания. Это касается как отдельных компонентов, так комплексов оборудования.
Такие испытания проводятся в специальных испытательных лабораториях, где оборудование тестируют на помехоэмиссию (собственное излучение) и на помехоустойчивость (невосприимчивость к излучению другого оборудования).

Павел Правосудов рассказал, что наибольшая помехоэмиссия отмечается у радиолокационных станций (РЛС) и передатчиков. И наоборот, наименьшая помехоустойчивость - у любых приемников, включая GPS и ГЛОНАСС, потому что помехи, если не принять определенных мер, могут перегрузить их антенные входы.

Лаборатории для соответствующих испытаний представляют из себя экранированные безэховые камеры (БЭК).

Если для кораблей комплексные испытания оборудования в составе изделия невозможны, потому что нет лабораторий, способных вместить в себя корабль, то для самолетов такие камеры существуют.

Где проводят испытания на электромагнитную совместимость


По данным открытых источников, самая большая в мире экранированная безэховая камера находится на авиабазе ВВС США Эдвардс в Калифорнии. Это безэховая установка Benefield (Benefield Anechoic Facility - BAF).

По словам представителей базы, камера может вместить любой самолет. Она помогает полностью изолировать летательные аппараты от внешних источников радиочастотного шума до 100 дБ в диапазоне частот до 18 ГГц. "Это позволяет камере имитировать тихое открытое пространство, в котором летают самолеты", – сказано на сайте базы Эдвардс.

1 / 4

Если экстраполировать характеристики безэховой установки Benefield на российские реалии, то согласно ГОСТ Р 50414-92, она соответствует экранированной камере 1 класса.

Директор по связям с общественностью ГК МАСКОМ Евгений Федоров, выпускающей камеры такого класса, рассказал корреспонденту Mil.Press Военное, как устроены лаборатории для электромагнитных измерений.

По словам специалиста, строительство БЭК – это сложнейшая инженерная задача. Она предусматривает радиотехнический расчет, учитывающий характер предполагаемых измерений. Существуют типовые решения, но во многих ситуациях камеру разрабатывают под конкретные требования заказчика. В числе нестандартных задач, которые смог раскрыть собеседник Mil.Press Военное, стоительство экранированных помещений для центров обработки данных Центрального, Западного и Восточного военных округов России.
"При проектировке камеры нужно учитывать ее габаритные размеры, массу, измерительное расстояние, размер тихой зоны, какие радиопоглощающие материалы (РПМ) применяются: это могут быть ферритовые пластины, четырехгранные пирамиды из полимерных материалов с ультрадисперсным углеродным наполнителем, или их комбинация", – рассказал Евгений Федоров.
Также он добавил, что группа компаний ведет собственные разработки по повышению экранирующих свойств РПМ.

По словам представителя ГК МАСКОМ, в создании экранированных камер важно все: от РПМ и фильтров (оптических, трубопроводных, воздушных, помехоподавляющих) до дверей.

Федоров привел пример разработки отдельного элемента БЭК: "Ворота и двери экранированных камер сами по себе достаточно интересные изделия. Для обеспечения требуемого класса экранирования двери делаются многослойными и получаются достаточно тяжелыми. В них нет отверстий, даже замки специальной конструкции способствуют экранированию. По периметру дверной рамы размещены медно-бериллиевые контактные пружины для надежного электрического соединения. Для максимально качественного исполнения мы применяем сварочного робота, потому что требования действительно высокие".

1 / 7

Специалист добавил, что экранированные безэховые камеры востребованы предприятиями ВПК. В частности, ГК МАСКОМ устанавливала БЭК предприятиям из состава корпорации "Тактическое ракетное вооружение", "Объединенной ракетно-космической корпорации", "Объединенной приборостроительной корпорации", концернов "Алмаз-Антей" и "Моринформсистема-Агат". Используют их ФСБ и Минобороны РФ.
"Спрос на лаборатории для электромагнитных измерений со стороны предприятий велик, но не для всех рационально их строить: для некоторых это трудоемко и дорого. Многие к нам обращаются, чтобы провести испытания на аутсорсе. Это удобный вариант для тех, у кого нет большого потока исследуемого оборудования, но есть необходимость соблюдать требования ФСБ и ФСТЭК", – рассказал Евгений Федоров.

Как экранированные камеры защищают от утечек информации


Специалисты сообщают, что при обработке информации техническими средствами возникает побочное электромагнитное излучение (ПЭМИ), перехватив которое, иностранная техническая разведка может получить обрабатываемую информацию без прямого доступа к устройству.

Существуют активные и пассивные методы защиты. Первый подразумевает использование широкополосных постановщиков помех. Второй – размещение технического средства в экранированном шкафу или в экранированном помещении.

"Наши камеры также служат для защиты от ИТР, от утечки информации. Они защищают от прослушки, различных электромагнитных наводок, не пропускают шум, различное излучение, радиоволны. Плюс, если есть чистые камеры, в них можно хранить оборудование и технику, чтобы скрыть их от глаз противника", – рассказал Евгений Федоров.

Экранированная безэховая камера производства ГК МАСКОМ

Эксперт по кибербезопасности Андрей Масалович рассказал, что экранированные камеры – это не гарантия отсутствия утечек информации, но тем не менее важный элемент в построении защиты.
"Существует набор нормативов, от ФСБ, ФСТЭК, которые говорят, что определенные материалы и технические средства обеспечивают требуемый уровень защиты. Любой набор мер защиты от электромагнитного излучения стопроцентной защиты не дает. Информация утекает разными путями: Сноуден, например, похищал информацию спецслужб США благодаря SD-карте, которую прятал внутри кубика Рубика. Зато следование букве нормативов позволяет проводить оценку рисков: от каких угроз мы защищены, а от каких нет", – рассказал эксперт.
Валерий Бутымов

Есть, чем дополнить? Свяжитесь с редакцией Mil.Press:

+7(812)309-8-505, доб. 102;