解讀國內(nèi)外電磁輻射對軍械危害相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

劉俊偉，湯仕平

（海軍裝備研究院標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究所，上海 200235）

0 引言

電磁輻射對軍械的危害（HERO）就是指由于電磁能量作用于電點火系統(tǒng)（主要包括電點火電路和電爆裝置）引起軍械的意外點火或者性能降低。要適應(yīng)現(xiàn)代和未來戰(zhàn)爭的需要，軍械系統(tǒng)作為艦船實際戰(zhàn)斗力的最終保證，其防電磁輻射的危害問題顯得尤為重要。由于艦載軍械處于一個相對狹小的環(huán)境中，而其他軍種使用的軍械在空間和時間上的靈活度更大，因此艦船上對電磁輻射的控制相對嚴(yán)格。從技術(shù)角度來說，在艦船上實現(xiàn)電磁輻射對軍械危害控制的難度更大。為了更好的實現(xiàn)這一點，各發(fā)達(dá)國家都相繼制定了適用于其抗電磁環(huán)境危害的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)。美國軍用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容全面、完整，在技術(shù)上的發(fā)展較為成熟，具有相當(dāng)程度的先進(jìn)性和廣泛適用性。我國軍用電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)研究一直是以美國軍用標(biāo)準(zhǔn)為研究和分析對象。通過對國內(nèi)外各個電磁輻射對軍械危害要求標(biāo)準(zhǔn)的分析，明確各種限值內(nèi)在的含義，對于電磁輻射對軍械危害的研究具有重要的意義。

1 國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 MIL-STD-464A《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求》

該標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于電磁輻射對軍械危害的具體內(nèi)容如下：軍械中的電爆裝置在暴露于表1的外部電磁環(huán)境期間不應(yīng)意外點火，或者在暴露之后不應(yīng)感到降低性能，不管是電爆裝置的直接射頻感應(yīng)激勵還是電點火電路的意外啟動。與表1中的受限制和不受限制電平有關(guān)的軍械狀態(tài)或階段在表2中列出。符合性應(yīng)通過試驗和分析來驗證。該限值是美軍HERO方面要求的基礎(chǔ)。

1.2 NAVSEA OP 3565 VOLUME 2《電磁輻射危害，第二卷——技術(shù)手冊（對軍械的危害）》

該標(biāo)準(zhǔn)是美國海軍HERO方面最重要的標(biāo)準(zhǔn)化文件之一。文件與HERO要求相關(guān)部分的內(nèi)容中將軍械分為4個相關(guān)類別：HERO安全軍械、HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械。

這些分類以與MIL-STD-464通過與否的標(biāo)準(zhǔn)一致的敏感程度為基礎(chǔ)?；静粫舾星也恍枰魏纬^總的HERO需求的電磁環(huán)境約束的項目被納入HERO安全軍械；那些容易敏感并且需要適度射頻環(huán)境約束的項目被納入HERO易敏感軍械。HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械項目包括那些擁有HERO安全軍械或HERO易敏感軍械分類，但是在裝配、分解或者遭遇其他該軍械未經(jīng)認(rèn)可的條件或操作，其性能可能由于暴露于射頻環(huán)境中而降低（HERO不可靠），或者其暴露于射頻環(huán)境中時可能發(fā)生事故性點火或者引爆（HERO 不安全）。文件中給出了HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的最大安全場強，其值如圖1至圖4所示。

表1 464A中規(guī)定的HERO的外部電磁環(huán)境

表2 軍械狀態(tài)和相應(yīng)的環(huán)境

圖1 HERO易敏感軍械通信頻率段限值

圖2 HERO易敏感軍械雷達(dá)頻率段限值

圖3 HERO不安全/不可靠軍械通信頻率段限值

圖4 HERO不安全/不可靠軍械雷達(dá)頻率段限值

2 國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)含有HERO要求的標(biāo)準(zhǔn)主要有3個：GJB1389A-2005《系統(tǒng)電磁兼容性要求》、GJB786-1989《預(yù)防電磁場對軍械危害的一般要求》和GJB 1446-42-93《艦船系統(tǒng)界面要求 電磁環(huán)境電磁輻射對軍械的危害》。

這三個標(biāo)準(zhǔn)中，GJB1389A-2005《系統(tǒng)電磁兼容性要求》中的要求與MIL-STD-464A《系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求》中的完全一致；GJB786-1989《預(yù)防電磁場對軍械危害的一般要求》中的要求與美軍MIL-STD-1385B-86《預(yù)防電磁輻射對軍械系統(tǒng)危害的一般要求》中的基本一致，而美軍在1997年發(fā)行了MIL-STD-464，取代了包括該標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的4份標(biāo)準(zhǔn)，而又于2002年發(fā)布了目前最新的版本MILSTD-464A，可見，該標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求在時效性上已經(jīng)有所欠缺；GJB 1446-42-93《艦船系統(tǒng)界面要求 電磁環(huán)境 電磁輻射對軍械的危害》中關(guān)于輻射電磁環(huán)境電平的要求和GJB786-1989一致，另外還給出了在艦船軍械工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行軍械維修、組裝、拆卸及電爆裝置作為單獨組件進(jìn)行試驗時，其安全場強電平和安全平均功率密度的要求，該要求和NAVSEA OP3565卷2中HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的極限值（圖3和圖4）一致。

可以看出，我軍電磁輻射對軍械危害相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有很大一部分都是參照美軍相關(guān)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)再結(jié)合自身發(fā)展經(jīng)驗所制定，在具體限值上，吸取了美軍的大量經(jīng)驗，但是在時效性和完整性上有所不足。在分析HERO要求時，應(yīng)以美軍相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為主。

3 標(biāo)準(zhǔn)分析

由前文看出，美海軍將其列裝的軍械分為HERO安全軍械、HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械四類，并且分別對這4類軍械給出了3種不同的限值，這種方法是結(jié)合其自身技術(shù)能力和實踐經(jīng)驗形成的，具有很強的可操作性。通過分析，掌握美軍4種軍械分類和它們各自不同的軍械電磁輻射危害要求的聯(lián)系和區(qū)別，對于我們建立和應(yīng)用軍械電磁輻射危害要求有十分重要的意義。

《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出：“這些分類以與MIL-STD-464通過與否的標(biāo)準(zhǔn)一致的敏感程度為基礎(chǔ)”，基本不會敏感并且不需要任何一般HERO需求以外的電磁環(huán)境約束的項目被分類為HERO安全軍械，那些容易敏感并且需要適度射頻環(huán)境約束的項目被分類為HERO易敏感軍械?？梢钥闯?，HERO安全軍械是指那些滿足MIL-STD-464A中HERO要求的軍械，而HERO易敏感軍械是那些無法完全滿足這個要求的軍械。文件中采用了“適度射頻環(huán)境約束”來描述HERO易敏感軍械，是因為對射頻環(huán)境限制要求過高的設(shè)備通常是不應(yīng)該成為美軍正式列裝的軍械的。也就是說，美軍列裝的正式軍械中通常只有HERO安全軍械和HERO易敏感軍械兩種，這兩種分類是軍械的常態(tài)。

對于后面的兩種軍械來說，《NAVSEA OP 3565 VOLUME 2》中指出，HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械項目可以包括那些擁有HERO安全軍械或HERO易敏感軍械分類，但是在裝配，分解或者遭遇其他的未經(jīng)認(rèn)可的條件或操作，其性能可能由于暴露于射頻環(huán)境中而降低（HERO不可靠），或者其在暴露于射頻環(huán)境中是發(fā)生了事故性點火或者引爆（HERO安全）?？梢钥闯觯@兩種軍械分類是指由于各種需要而降低了HERO安全軍械或HERO 易敏感軍械的常規(guī)HERO性能產(chǎn)生的，根據(jù)性能降低后可能產(chǎn)成的后果而進(jìn)行的分類，是暫態(tài)的。另外，由文件中的其他一些內(nèi)容可以看出，對于沒有經(jīng)過美軍相關(guān)部門測試的軍械（例如聯(lián)合作戰(zhàn)時盟軍的軍械等），也當(dāng)作HERO不安全軍械或HERO不可靠軍械處理。

由上面的分析可以看出，按軍械的易敏感性來看，似乎是應(yīng)該HERO安全軍械最不易敏感、HERO易敏感軍械次之，而HERO 不安全軍械和HERO 不可靠軍械是最容易受到射頻環(huán)境影響的。而實際上如果將代表HERO易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO不可靠軍械的HERO性能的圖1到圖4與代表HERO安全軍械的HERO性能的表1相比較，可以看出在某些頻率上對HERO 安全軍械的要求反而更為嚴(yán)格。

某種軍械是否安全取決于兩個方面，一方面是軍械能承受什么樣的射頻電磁環(huán)境，另一方面是軍械所處的射頻電磁環(huán)境的惡劣程度。

對于HERO安全軍械來說，其要求為表1，即MIL-STD-464A中關(guān)于HERO的外部電磁環(huán)境的要求。將該表與MIL-STD-464A中5.3節(jié)外部射頻環(huán)境要求相比較可以看出，基本上HERO的外部電磁環(huán)境是以系統(tǒng)外部電磁環(huán)境要求為基礎(chǔ)，在大部分頻段上考慮安全裕度，再加上一點實測結(jié)論以后得到的，MIL-HDBK-240中也指出美國海軍把能安全地暴露在MIL-STD-464規(guī)定的EME電平中的軍械定為HERO安全軍械。這個要求，是從軍械所處的實際環(huán)境的角度來提出的。一旦軍械能滿足這個要求，那么只要其滿足一般HERO要求，那么就可以在美國海軍的系統(tǒng)中安全工作。對于HERO 易敏感軍械、HERO不安全軍械和HERO 不可靠軍械來說，它們是無法完全滿足464A中關(guān)于HERO的外部電磁環(huán)境要求的，因此，就要在考慮外部環(huán)境的同時更多的考慮軍械本身能承受什么樣的射頻電磁環(huán)境。而圖1到圖4體現(xiàn)的就是這部分性能。NAVSEA OD 30393《控制電磁輻射對軍械危害的設(shè)計準(zhǔn)則和實例（HERO設(shè)計指導(dǎo)）》中提到，圖1和圖2是基于HERO測試的試驗結(jié)果，邊界限值是基于大多數(shù)易敏感軍械項目（那些在設(shè)計時幾乎沒有考慮HERO問題的軍械）建立的，而圖3和圖4的限值是基于對暴露在電磁環(huán)境中的電爆裝置接收特性理論上和經(jīng)驗上的考慮，這些曲線表示的是海軍軍械處于最差狀態(tài)下的情況（電爆裝置的裝配，拆卸和測試階段）。就是說，某個無法滿足464A要求的軍械，如果它能滿足圖1和圖2的要求，那么它就可以作為HERO 易敏感軍械來使用；同樣的，某個軍械，在在裝配，分解或者遭遇其他未經(jīng)認(rèn)可的條件或操作，性能降低而無法滿足464A的要求時，如果它能滿足圖3和圖4的要求，那么在這種性能降低情況下它就可以作為HERO 不安全軍械或HERO 不可靠軍械來使用。而正是由于HERO易敏感軍械、HERO 不安全軍械和HERO 不可靠軍械并不一定能滿足464A中所提出的HERO外部電磁環(huán)境要求，因此，在使用它們的時候就不能只考慮一般HERO要求，而必須進(jìn)一步明確其所在位置的場強是否滿足圖1到圖2中對應(yīng)的要求。

總的來說，HERO安全軍械是指那些基本不會敏感（以MIL-STD-464A相關(guān)要求為標(biāo)準(zhǔn)）并且不需要任何超過一般HERO需求的電磁環(huán)境約束的軍械，就是說能滿足MIL-STD-464A關(guān)于電磁輻射對軍械危害方面要求的軍械。MIL-STD-464A中關(guān)于電磁輻射對軍械危害的要求是美軍通過對軍械實際使用的環(huán)境進(jìn)行考察分析總結(jié)以后得到，而完全沒有考慮軍械本身的性能。對于HERO安全軍械的劃分，在實際應(yīng)用中，如果能夠準(zhǔn)確的分析出軍械可能處于的最惡劣的電磁環(huán)境，并且確認(rèn)軍械在該環(huán)境不降低性能或者不意外點火，那么就可以將其看作HERO安全軍械。

HERO易敏感軍械是指那些容易敏感并且需要適度射頻環(huán)境約束的軍械。當(dāng)某軍械無法滿足HERO安全軍械的要求時，它就是HERO易敏感軍械。由于該類軍械無法完全適用于任意可能的電磁環(huán)境，就必須通過安全距離/場強公式并結(jié)合圖1和圖2來判斷其所在位置是否安全或者是否需要進(jìn)行發(fā)射控制。在實際運作過程中，圖1和圖2的限值往往并不是必須的，假設(shè)某軍械采取了一定的HERO防護措施，雖然沒有達(dá)到HERO安全軍械的要求，但是其性能顯然要比極限情況好的多，這時就可以考慮根據(jù)其實際情況來判斷其所在位置是否安全；對于另外一些軍械，其工作環(huán)境并不會出現(xiàn)全頻率的電磁輻射，這樣的情況下，只需考慮該軍械可能遭受頻段的問題。

所有列裝的軍械，當(dāng)它們在裝配，分解或者遭遇其他該軍械未經(jīng)認(rèn)可的條件或操作時，性能可能由于暴露于射頻環(huán)境中而降低，就稱其為HERO不可靠軍械，而暴露于射頻環(huán)境中時可能發(fā)生事故性點火或者引爆，就稱其為HERO不安全軍械?？梢赃@樣認(rèn)為，某軍械，在其“組裝/分解”和“加載/卸載”這兩個狀態(tài)中，如果能滿足MIL-STD-464A中“受限制”的要求，那么該軍械在該狀態(tài)就是HERO安全軍械，反之，就是HERO不安全/不可靠軍械；而某軍械遭遇未經(jīng)認(rèn)可的條件或操作時，該軍械在該狀態(tài)就應(yīng)當(dāng)作為HERO不安全/不可靠軍械來處理。該限值的應(yīng)用同HERO易敏感軍械是類似的，通過安全距離/場強公式來判斷是否可以在某處進(jìn)行該類操作或者在進(jìn)行該類操作時是否需要發(fā)射控制。另外，基于常理，對于HERO性能未知的軍械，也應(yīng)當(dāng)作為該類軍械處理。

4 結(jié)束語

綜上分析，可以清楚的明確各標(biāo)準(zhǔn)中各種限值內(nèi)在的含義和相互關(guān)系，對于我們建立和應(yīng)用軍械電磁輻射危害要求有十分重要的意義。

[1]MIL-STD-464A, 系統(tǒng)電磁環(huán)境效應(yīng)要求[S].2002:12-13,82-84.

[2]NAVSEA OP 3565 VOLUME 2, 電磁輻射危害，第二卷——技術(shù)手冊（對軍械的危害）[S].2001.

[3]GJB1389A-2005,系統(tǒng)電磁兼容性要求 [S].2005.

[4]GJB786-1989, 預(yù)防電磁場對軍械危害的一般要求[S].1989.

[5]GJB 1446-42-93, 艦船系統(tǒng)界面要求 電磁環(huán)境電磁輻射對軍械的危害[S].1993.

[6]MIL-HDBK-240, 電磁輻射對軍械危害測試指南[S].2002.

[7]NAVSEA OD30393, 控制電磁輻射對軍械危害的設(shè)計準(zhǔn)則和實例（HERO設(shè)計指導(dǎo)）[S].2001.