11.3. Защита от энергетических воздействий

11.3.1. Обобщенное защитное устройство и методы защиты

При решении задач защиты выделяют источник, приемник энер­гии и защитное устройство, которое уменьшает до допустимых уров­ней поток энергии к приемнику [2].

w+ ,
W-

^ЗУ В общем случае защитное устройство (ЗУ)

обладает способностями: отражать, погло­щать, быть прозрачным по отношению к по­току энергии. Пусть из общего потока энергии поступающего к ЗУ (рис. 11.32), часть W_a поглощается, часть W~ отражается и часть

Рис. 11.32. Энергетиче- проходит сквозь ЗУ. Тогда ЗУ можно оха-

скии баланс защитного

устройства растеризовать следующими энергетически­

ми коэффициентами: коэффициентом погло­щения а = WJW*, коэффициентом отражения р = W~/Wкоэффициентом передачи т = W~/W⁺. Очевидно, что вы­полняется равенство р + а + т = 1. Сумма а + т=1 — p = v (где v = W_v/ W*) характеризует неотраженный поток энергии W_V9 прошед­ший в ЗУ. Если а = 1, то ЗУ поглощает всю энергию, поступающую от источника, при р = 1 ЗУ обладает 100 %-й отражающей способно­стью, а равенство т = 1 означает абсолютную прозрачность ЗУ: энер­гия проходит через устройство без потерь.

В соответствии с изложенным можно выделить следующие прин­ципы защиты:

268. принцип, при котором р -> 1; защита осуществляется за счет отражательной способности ЗУ;

269. принцип, при котором а —> 1; защита осуществляется за счет поглощательной способности ЗУ;

270. принцип, при котором т -> 1; защита осуществляется с учетом свойств прозрачности ЗУ.

На практике принципы обычно комбинируют, получая различ­ные методы защиты. Наибольшее распространение получили методы защиты изоляцией и поглощением.

Методы изоляции используют тогда, когда источник и приемник энергии, являющийся одновременно объектом защиты, располага­ются с разных сторон от ЗУ. В основе этих методов лежит уменьшение прозрачности среды между источником и приемником, т. е. выполне­ние условия т -> 0. При этом можно выделить два основных метода изоляции: метод, при котором уменьшение прозрачности среды дос­тигается за счет поглощения энергии ЗУ, т. е. условие т -> 0 обеспе­чивается условием а -> 1 (рис. 11.33, а), и метод, при котором умень­шение прозрачности среды достигается за счет высокой отражатель­ной способности ЗУ, т. е. условие т -> 0 обеспечивается условием р->1 (см. рис. 11.33, б). 384

т—

И		| ЗУ §а~* 1		П

т—>0

И		ЗУ		п

Р—.

а о

Рис. 11.33. Методы изоляции при расположении источника и приемника с раз­ных сторон от ЗУ: а — энергия поглощается; б — энергия отражается

т —> 1

Р—>0

Р—>0 б

Рис. 11.34. Методы поглощения при расположении источника и приемника с

одной стороны от ЗУ: а — энергия отбирается; б — энергия пропускается

В основе методов поглощения лежит принцип увеличения потока энергии, прошедшего в ЗУ, т. е. достижение условия v -> 1. Принци­пиально можно различать как бы два вида поглощения энергии ЗУ: поглощение энергии самим ЗУ за счет ее отбора от источника в той или иной форме, в том числе в виде необратимых потерь (характери­зуется коэффициентом ос, рис. 11.34, а), и поглощение энергии в свя­зи с большой прозрачностью ЗУ (характеризуется коэффициентом т, см. рис. 11.34, б). Так как при v -> 1 коэффициент р 0, то методы поглощения используют для уменьшения отраженного потока энер­гии; при этом источник и приемник энергии обычно находятся с од­ной стороны от ЗУ.

При рассмотрении колебаний наряду с коэффициентом ос часто используют коэффициент потерь г|, который характеризует количест­во энергии, рассеянной ЗУ:

г| = W_s/(os = s_s/2m, (11.38)

где W_s и z_s — средние за период колебаний Т соответственно мощ­ность потерь и рассеянная за то же время энергия; ю — круговая час­тота, со = 2тт/Г; г — энергия, запасенная системой.

13 —Белов 385

В большинстве случаев качественная оценка степени реализации целей защиты может осуществляться двумя способами:

1. определяют коэффициент защиты k_w в виде отношения:

j _ поток энергии в данной точке при отсутствии ЗУ .

Кц/ — ;

поток энергии в данной точке при наличии ЗУ

2. определяют коэффициент защиты в виде отношения:

j _ поток энергии на входе в ЗУ

Кц/ — .

поток энергии на выходе из ЗУ Эффективность защиты (дБ)

е= lOlgfc*. (11.39)