שילוב תאימות אלקטרומגנטית בפרויקטים צבאיים

מאמר זה מגדיר את אופן שילוב תאימות אלקטרומגנטית בפרויקטים צבאיים וכן מגדיר את הבדיקות והניסויים שיערכו למערכות על מנת לוודא שהן עומדות בדרישות.המערכות יתוכננו כך שאינטגרציה בינה לבין מערכות אחרות בפלטפורמה המבצעית לא יגרמו לרגישויות והפרעות הדדיות ותושג תאימות אלקטרומגנטית מלאה בהתאם למפרט

ניהול תיכון תא”מ בפרויקט

הנדסת תא”מ בפרויקט חייבת להיות משולבת החל משלב ההצעה, המשך באבני הדרך (SDR, PDR, CDR, ו-QUAL) וכלה בפתרון בעיות תא”מ לאחר אספקות ללקוח.

איור 1 מתאר את ארגון פונקצית תא”מ בפרויקט מבחינה ניהולית .

איור 1 : ארגון פונקצית תא”מ בפרויקט מבחינה ניהולית

פעילות תא”מ בשלב ההצעה

בשלב זה בוחן מהנדס תא”מ את האופיון ואת מפרטי התא”מ הקיימים. התפוקות אותן הוא מוציא הינן עדכון המפרט ובמידת הצורך הצעת מפרט אלטרנטיבי. מהנדס התא”מ יבחן את השלכות המפרט על התכנון ויצביע בפני מנהל הפרויקט על קשיים וסיכונים אפשריים הכרוכים ביישום הדרישות.

הטבלה הבאה מציגה לנו דוגמא למפרט תאלמ”ג לפי תקן 461E :

דרישות תיאור הדרישה

CE101   פליטה מולכת, קווי כוח, 30Hz 10kHz

CE102   פליטה מולכת, קווי כוח, 10kHz – 100 MHz

CS101   פגיעות מולכת, קווי כוח, 30Hz – 50 kHz

CS114   פגיעות מולכת, זרמים מוזרקים על הכבלים 10kHz – 400 MHz

CS115   פגיעות מולכת, זרמים מוזרקים על הכבלים, דורבנים

CS116   פגיעות מולכת, זרמי סינוס מתרסן,כבלי אות וכוח 10kHz-100MHz  .

הזרקה עקיפה והזרקה ישירה.

RE102   פליטה מוקרנת, שדה חשמלי,10kHz – 18 GHz

RS103   פגיעות מוקרנת, שדה חשמלי, 10kHz – 40 GHz

פעילות תא”מ לאחר קבלת הפרויקט

איור 2 מתאר בצורת GANTT פעילות תא”מ במהלך הפיתוח.

איור2 : פעילות תא”מ במהלך הפיתוח

לאחר קבלת הפרויקט  פעילות תא”מ מתחלקת לחמישה שלבים שלב ה SDR, שלב ה PDR,שלב ה CDR,שלב אינטגרציה ושלב הוכחת הכושר :

בשלב תפוקות תא”מ לקראת ה SDR יבחן מהנדס תא”מ את המפרטים והדרישות ויגדיר מפרט דרישות EMI לפרויקט. כמו כן תקבע פעילות תא”מ בתפקידי הנדסת תא”מ בפרויקט מבחינה ניהולית וטכנית. הנושאים יסוכמו במסמך EMI Program Plan. תכנית העבודה ופעילויות הנדסת תא”מ ישולבו בתכניות העבודה של הפרויקט.

לאחר שלב זה מהנדס התא”מ יתחיל בפעילות לקראת ה PDR  ובמסגרת פעילות זו יקבעו הקונספטים הבאים :

מסגרת הארקות וייחוסים.

סינונים ברמת ממשקים.

סיכוך מודולים פנימיים וסיכוך קופסאות חיצוניות.

קונספט חיווט וכבלים.

את כל הסעיפים הנ”ל יסכם מהנדס התא”מ במסמך EMI Control Plan.

לאחר שלב זה מהנדס התא”מ יתחיל בפעילות לקראת ה ,CDR  בשלב זה ייתן מהנדס התא”מ הנחיות EMI  מפורטות למתכננים האלקטרוניים שיכללו את השלבים הבאים:

תיכון מפורט של מסנני קווי הזנה.

תיכון מפורט של סינון בממשקי אות ובקרה.

תיכון כבלים חיצוניים מבחינת EMI.

הנחיות Layout ועריכת מעגלים מודפסים גמישים וקשיחים.

הנחיות סיכוך ובקרת מפתחים בסיכוך.

בקרת שרטוטי תיכון.

הגדרת ניסויי מפתח וביצועם.

ביצוע עדכוני אנליזת תא”מ.

את כל הסעיפים הנ”ל יסכם מהנדס התא”מ במהדורה עדכנית של ה-EMI Control Plan.

השלב הבא בפעילות של מהנדס התא”מ הוא במהלך האינטגרציה,בשלב זה יסייע מהנדס EMI בפתרון בעיות שהתגלו במהלך השילובים באמצעות אמצעי הבחינה הקיימים במעבדת EMI ובסיוע צוות הפרויקט.

השלב האחרון בפעילות מהנדס התא”מ, הוא שלב הוכחת הכושר המתחלק לשלושה תתי שלבים הכנת תכנית בדיקות ,ביצוע בדיקות וכתיבת דוח בדיקות:

הכנת תכנית בדיקות – חודשיים לפני ביצוע QUAL תגיש הנדסת תא”מ EMC Test Plan אשר יכלול תהליכי בדיקה מפורטים ומערכי בדיקה בהתאם למחויבות המפרטית כלפי הלקוח כולל בדיקות ברמת מעבדה וברמת הפלטפורמה המבצעית

ביצוע הבדיקות – במידה והבדיקות מבוצעות במעבדת תא”מ הממוקמת במפעל תבצע הנדסת תא”מ את הבדיקות על-פי המוגדר ב-EMC Test Plan. את הבדיקות ילווה צוות הפרויקט; מתכנן אלקטרוני ולעתים גם מתכנן מכני. במידה והבדיקות מתבצעות מחוץ לאל-אופ, יתאם מהנדס תא”מ את מועד ואופן הבדיקות עם צוות המבדקה החיצונית וילווה את הבדיקות בכל מהלכן.

יבוצעו בדיקות מפתח במעבדת אינטגרציה, בדיקות מפתח לקופסאות, בדיקות הוכחת כושר בתא אל-הד ובדיקות ברמת הפלטפורמה המבצעית.

דוח בדיקות – דו”חות בדיקות EMI יכללו תאור של אתר הבדיקות ומכשור הבדיקות. הדו”חות יכילו את כל נתוני התוצאות ביחס לדרישות המפרט ויגדיר את מידת העמידה של הציוד בדרישות בצורה מדויקת ומפורטת. הדו”חות יכילו סיכום קצר של תוצאות הבדיקה בתחילת הדו”ח וסעיף מסקנות בסופו.

איור 3 מראה לנו את צורת עבודה נכונה בשילוב תא”מ בפרויקט .

איור 3 : צורת העבודה הנכונה בשילוב תא”מ בפרוייקט

חיים בצוותא

תהליך חיים בצוותא הוא ברמת הפלטפורמה המבצעית הוא בודק תאימות אלקטרומגנטית בין תתי מערכות המותקנות בפלטפורמה לבין המערכת שסיימה פיתוח ומותקנת בפלטפורמה

פעילות תא”מ בשלב חיים בצוותא מגדירה את הבדיקות והניסויים שיערכו למערכות על מנת לוודא שהן עומדות בדרישות.

השלב הראשון הכנת תכנית בדיקות – חודשיים לפני ביצוע בדיקות חיים בצוותא תגיש הנדסת תא”מ תכנית בדיקות חיים בצוותא אשר תכלול תהליכי בדיקה מפורטים ומערכי בדיקה בהתאם למחויבות המפרטית כלפי הלקוח הכוללים בדיקות ברמת הפלטפורמה המבצעית.

השלב השני ביצוע הבדיקות -במידה והבדיקות מבוצעות במעבדת תא”מ הממוקמת במפעל תבצע הנדסת תא”מ את הבדיקות על-פי המוגדר בתכנית בדיקות חיים בצוותא. את הבדיקות ילווה צוות הפרויקט; מתכנן אלקטרוני ולעתים גם מתכנן מכני. במידה והבדיקות מתבצעות מחוץ לאל-אופ, יתאם מהנדס תא”מ את מועד ואופן הבדיקות עם צוות המבדקה החיצונית וילווה את הבדיקות בכל מהלכן.

השלב השלישי דוח בדיקות – דו”חות בדיקות EMI יכללו תאור של אתר הבדיקות ומכשור הבדיקות. הדו”חות יכילו את כל נתוני התוצאות ביחס לדרישות המפרט ויגדיר את מידת העמידה של הציוד בדרישות בצורה מדויקת ומפורטת. הדו”חות יכילו סיכום קצר של תוצאות הבדיקה בתחילת הדו”ח וסעיף מסקנות בסופו.

הגשת מסמכי תא”מ

במהלך הפרויקט יגיש מהנדס התא”מ 4 מסמכים:

מסמך תכנית בקרה – מסמך לניהול בקרת EMI. מסמך זה מכיל את אנליזות דרישות התאלמ”ג בפרויקט מנקודת מבט של EMI מול המפרט (לדוגמא,MIL-STD-461). מסמך זה כולל  את השלבים ההנדסיים שעל המתכנן לבצע כדי לעמוד בדרישות המפרט. בתכנית הבקרה נקבעות הבחינות שיש לבצע במהלך הפיתוח. במסמך תכנית הבקרה יהיה פרק ניהול אשר יכלול את גבולות הסמכות בבקרת EMI ואת לוח הזמנים של הפרויקט בשילוב תכנון EMI. מסמך זה מאפשר למתכנן לזהות בעיות ואת פתרונן. הגישה מאפשרת לכל מתכנן בפרויקט לדעת מראש מהן דרישות תאלמ”ג בכל הרמות ומה השלכות הדרישות על התיכון. התכנית מפרטת הנחיות תיכון למתכננים האלקטרוניים והמכניים כנגזר מדרישות התאלמ”ג המפרטיות. בנוסף לכך, נותנת התכנית כלי מעקב לממונים על מנת לוודא שהמתכנן זיהה את כל השטחים הבעייתיים ויודע מהם כל היבטי בקרת EMI בפרויקט.

מסמך תכנית בדיקות תא”מ- מסמך שיכלול מספר דפים סטנדרטיים המקדימים את המבוא, כגון: דף תקציר, תוכן העניינים, מלות מפתח, לקסיקון מונחים וראשי תיבות.

התוכנית תתייחס לבדיקות ברמת מעבדה ובדיקות ברמת הפלטפורמה המבצעית.

דו”ח בחינה – מסמך שיכלול מספר דפים סטנדרטיים המקדימים את המבוא, כגון: דף תקציר, תוכן העניינים, מלות מפתח, לקסיקון מונחים וראשי תיבות.

דוח בדיקה – מסמך שמסכם את כל ממצאי הבדיקות, ברמת LRU ומערכת המתבצעות על-פי התקנים. הנתונים החשובים ביותר הכלולים בדו”ח בדיקות EMC, מלבד אלה הנדרשים על-ידי הספציפיקציות, הינם מצבי הכשל והפעילות המתקנת הדרושה לתיקון כשל זה.

הדו”חות מציגים את שיטות ההתקנה וחיבורי האדמה של הפרויקט במהלך הבדיקה, את מבנה הכבלים ומיקומם, איך וכיצד חובר ציוד עזר לפרויקט הנבדק ואת תוצאות הבדיקות – ערכים הנמדדים בהשוואה לגבולות הנדרשים.

מאת:

אלי רכט – מבחירי מהנדסי התאלמ”ג בארץ .בעל ניסיון של 30 שנה בנושאי תאלמ”ג ואפקטים אלקטרומגנטיים אחרים.

מהנדס ראשי לתאלמ”ג באלאופ.בעל משרד ייעוץ פרטי REM.שותף באי.אמ סיגנל העוסקת בנושאי HPM ו-EMP.

דואר אלקטרוני  www.rem-consultants.co.il

דיקלה קלסקי – מהנדסת לתאלמ”ג באלאופ,בעלת 5 שנות ניסיון,שטחי עיסוק:מטעדים ומערכות הדמאה טרמיות.

דואר אלקטרוני  elbitsystems.com@dikla.kalsky

 REFERENCE:” EMC BY Design” BY OREN HARTAL