автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к возникновению ЭСР

ВЕЛИК Глеб Андреевич

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ БРЭА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ЭСР

Специальность 05.12.04 -Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

13 НАР 2014

005546044

Работа выполнена на кафедре физической химии и экологии Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Саенко Владимир Степанович,

доктор технических наук, профессор

Кириллов Владимир Юрьевич,

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Теоретическая электротехника» Московского авиационного института (МАИ НИУ), г. Москва

Новиков Лев Симонович,

доктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом Ядерных и космических исследований Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобельцына (НИИЯФ МГУ), г. Москва

Ведущая организация:

ОАО «Московский научно-исследовательский радиотехнический институт»

Защита состоится 10 апреля 2014 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.048.13 Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» по адресу: 101000, г. Москва, ул. Мясницкая, д. 20

Автореферат разослан « гт- » февраля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации

В настоящее время развитие космической техники отечественного производства идёт по линии создания целевых группировок космических аппаратов (КА) различного назначения: для спутниковой связи и телевещания -«Ямал» и «Экспресс-МД», как спутники-ретрансляторы - «Луч», для глобальной системы навигации - «Глонасс-М» и «Глонасс-К». Кроме того, создаются научные серии малых космических аппаратов, космических аппаратов военного назначения и др. важные космические системы. Важнейшим критерием эффективности таких группировок является обеспечение длительных сроков эксплуатации, входящих в них отдельных КА.

В соответствии с этим обстоятельством Федеральным космическим агентством предъявляются требования к конструкторским бюро отрасли по доведении сроков активного существования (САС) создаваемых КА в ближайшее время до 10-15 лет и более. При этом в конструкциях КА произошли существенные изменения, заключающиеся в повсеместном отказе от герметичных отсеков (термоконтейнеров), имеющих замкнутый объем, который обеспечивал дополнительную защиту бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) от корпускулярных излучений.

Серьезным препятствием для достижения поставленных целей является электризация КА и те негативные процессы, которые она порождает. Это не только дифференциальное заряжение элементов поверхности космического аппарата и объемное заряжение полимерных диэлектриков на его поверхности, но и заряжение бортовой аппаратуры находящейся внутри КА. Экспериментально, в натурных условиях эксплуатации установлен критерий возникновения электростатического разряда внутри корпуса КА. Это

суммарный, за 10 часов флюенс электронов в 2-1010 электронов/см2. Такой разряд может вызвать обратимые и необратимые отказы бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Это обусловлено как параметрами разрядных импульсов (скорость нарастания разрядного тока достигает Ю10А/с), так и повышенной чувствительностью аппаратуры к таким воздействиям.

Установлено, что источником опасного воздействия для элементов бортовой электроники служат электростатические разряды в диэлектриках печатных плат или пластмассовых корпусах полупроводниковых приборов. Причем разряд из диэлектрика в кристалл полупроводника микросхемы прибора, как правило, приводит к необратимому отказу последнего.

Вопросам электризации КА, в том числе и внутренней, посвящен целый ряд работ таких авторов как: JI.C. Новиков, А.И. Акишин, B.C. Анашин, JI.H. Кечиев, B.C. Саенко, В.Ю. Кириллов, А.П. Тютнев, Е.Д. Пожидаев, А.Б. Соколов, В.А. Стародубцев, А. Фредериксон, Г. Гэррэт, М. Бодэ и др.

Поскольку полностью решить проблему проникновения потоков электронов через внешние и внутренние конструкции КА без существенного увеличения массы космического аппарата невозможно, необходимо разработать метод защиты диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры от внутренней электризации, т.е. предотвратить накопление заряда. Для этого необходимо провести разработку диэлектрика, обладающего пониженной электризуемостью за счет собственной нанопроводимости. Приставка «нано-» здесь указывает только на необходимую величину проводимости 10"9 Ом"1 •м для исключения ЭСР. Мероприятия по определению возможности применения такого нанопроводящего диэлектрика, в качестве диэлектрика печатных плат позволят повысить устойчивость КА к воздействию факторов электризации, и тем самым увеличить срок их активного существования, поэтому выбранная тема диссертационной работы является актуальной.

Цель диссертационной работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является повышение устойчивости космической бортовой аппаратуры к поражающим факторам внутренней электризации за счет разработки метода повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к возникновению электростатических разрядов путем применения в печатных узлах диэлектрика, обладающего нанопроводимостью.

Для достижения поставленной цели было необходимо последовательно решить следующие задачи:

1. Выполнить обзор и анализ причин возникновения и существующих методов защиты БРЭА космических аппаратов от процессов внутренней электризации и сопровождающих её электростатических разрядов и сформулировать целевую задачу. На основе анализа этих методов сформулировать новое направление для устранения внутренней электризации БРЭА КА. Это направление предполагает использование в качестве диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры КА диэлектриков, обладающих нанопроводимостью.

2. Провести компьютерное моделирование работы типового цифрового устройства мультивибратора для обоснования возможности замены традиционных диэлектриков печатного узла на диэлектрики, обладающие нанопроводимостью и исключающие возможность возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

3. Разработать методику и изготовить модельный диэлектрик, обладающий требуемым значением объемной проводимости для исключения возможности возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

4. Разработать методику и выполнить тестовые эксперименты по определению электризуемости модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям

эксплуатации. Запатентовать предложенное в диссертации техническое решение.

5. Разработать методику экспериментальных исследований типового цифрового устройства мультивибратора путем применения модельного диэлектрика с нанопроводимостью, и провести сравнение с результатами компьютерного моделирования.

6. Разработать метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, выполнить экспериментальную проверку метода, провести оценку влияния повышенной проводимости диэлектрика печатной платы на характеристики БРЭА.

Научная новизна

1. Проведено систематическое изучение методов снижения негативных эффектов внутренней электризации на основе анализа предшествующих исследований данного вопроса. На основе анализа этих методов сформулировано новое направление для устранения внутренней электризации БРЭА КА. Это направление предполагает использование в качестве диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры КА диэлектриков, обладающих нанопроводимостью.

2. На основе компьютерного моделирования работы типового цифрового устройства - мультивибратора впервые показана принципиальная возможность замены традиционных диэлектриков печатных узлов цифровых схем на диэлектрики, обладающие нанопроводимостью.

3. Разработана методика изготовления модельного диэлектрика с заданным значением удельной объемной проводимости и методика тестирования этого диэлектрика на электризуемость под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации.

4. Предложена методика и продемонстрированы результаты тестовых экспериментов по применению модельного диэлектрика в типовом устройстве

- мультивибраторе, а также доказано отсутствие влияния повышенной проводимости диэлектрика на параметры функционирования этого устройства.

Практическая значимость

1. Разработан метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, выполнена экспериментальная проверка метода и внедрение метода в процесс проектирования и производства бортовой радиоэлектронной аппаратуры космической техники.

2. Разработана оригинальная печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов, стойкая к возникновению электростатических разрядов. Патент на полезную модель 1Ш 114 816 Ш от 10.04.2012. Патент на изобретение «Печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов» ГШ 2 497 319 С1 от 29.10.2013 года.

3. Предложенный метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР используется при проектировании и в виде выдачи адаптированных требований на разработку изделий космической техники в НПО им. С.А. Лавочкина.

На защиту выносится

1. Метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, основанный на применении диэлектриков обладающих нанопроводимостью взамен использующихся в настоящее время.

2. Результаты компьютерного моделирования работы типового цифрового устройства - мультивибратора, в которых впервые показана принципиальная возможность замены традиционных диэлектриков печатных узлов цифровых схем диэлектриками, обладающими нанопроводимостью, а также сравнение полученных результатов с экспериментом и влияние на характеристики мультивибратора повышенной проводимости диэлектрика печатной платы.

3. Методика и результаты тестовых экспериментов по определению электризуемости модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в вариантах, адаптированных для выдачи ТЗ на проектирование и разработку печатных узлов БРЭА космической техники в НПО им. С.А. Лавочкина. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- 19-23 Международных совещаниях и конференциях «Радиационная физика твердого тела», г. Севастополь в 2009-2013 г.г.;

- II Всероссийской научно-технической конференции «Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами» г. Москва в 2012 г.;

- Научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ в 2010-2013 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в т. ч. 3 статьи (из них 3 статьи в журналах перечня ВАК) и 10 тезисов докладов и материалов конференций по итогам научных совещаний. Получены два патента: патент на полезную модель и патент на изобретение.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы содержащего 106 наименований. Объем работы -123 с.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цели исследования, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации представлен анализ развития исследований внутренней электризации элементной базы БРЭА, форм и факторов негативного воздействия этого явления на функционирование КА, его причины и существующие меры по защите и нейтрализации поражающих факторов объёмной электризации. Значительное место в указанных исследованиях занимает реконструкция общей ситуации в реальном полёте КА, связанная с возможными негативными последствиями для БРЭА в результате протекания ЭСР. Механизмы возникновения ЭСР проиллюстрированы на рисунке 1.

Показана роль космической погоды - изменений плотностей потоков частиц радиационных поясов Земли на разных орбитах, как одной из основных причин возникающих негативных явлений.

Рисунок 1 Основные механизмы возникновения и негативные последствия внутренней электризации На основе полученных данных по итогам натурных измерений специалистами NASA сформулировано понятие безопасного потока электронов

Разряд с незаземленных дорожек

Электроны, проникающие через корпус

Накопившееся электроны в печатной плате

Незаэемленные части конструкции, дорожек

в 2-1010 электронов/см2 за 10 часов, а также приведена формула для расчета проникновения потока через различные материалы (в единицах массовой защиты, выраженных через алюминий). Показано, что основную опасность представляют потоки электронов энергий от 100 кэВ до 2 МэВ, электроны с энергией выше 2 МэВ не рассмотрены в силу незначительных плотностей их потоков. Соответственно в научный оборот исследователей и конструкторов КА введено понятие «наихудших условий полёта».

На основе проведенного анализа поставлена задача повышения устойчивости бортовой аппаратуры к поражающим факторам электризации. Воздействие потоков электронов отвечающих «наихудшему случаю» не должно приводить к возникновению ЭСР в диэлектриках печатных плат бортовой электроники. Таким образом, подробное рассмотрение и анализ процессов внутренней электризации и сопровождающих её ЭСР, условий их возникновения и способов защиты даёт возможность выбрать наиболее продуктивное направление работы в настоящем диссертационном исследовании, состоящее в создании метода повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР.

Во второй главе диссертации проведено компьютерное моделирование работы типового цифрового устройства - мультивибратора для обоснования возможности замены традиционных диэлектриков печатных узлов на диэлектрики, обладающие нанопроводимостью, и, как следствие, пониженной электризуемостью, исключающей возможность возникновения

электростатических разрядов при облучении потоком электронов. Мультивибратор был рассчитан в программе симуляции электрических схем LTspice IV, выходной сигнал с него сравнивался с реальным выходным сигналом типа «меандр» с макетной схемы мультивибратора на транзисторах 2N3904, подключенных к запоминающему осциллографу Tektronix 3012В. Незначительное различие (11,6%) расчетного периода колебаний (Т= 1,63 мс) и измеренного периода колебаний на макетном образце (Т= 1,44 мс) обусловлено

разбросом емкостей конденсаторов и сопротивлений резисторов использованных радиоэлементов. Для имитации применения диэлектрика печатной платы обладающего нанопроводимостью (10'9 Ом"'-м"') между всеми узлами расчетной схемы (рисунок 2) были добавлены высокоомные резисторы номиналом в 0,2; 0,5; 1,0; 5,0; и 10,0 МОм. При расчете выходного сигнала мультивибратора изменений сигнала не наблюдалось до минимальной величины сопротивления резисторов в 1,0 МОм, однако при дальнейшем уменьшении сопротивления резисторов до величины в 500 кОм и 200 кОм появились существенные искажения формы и периода сигнала.

Результаты моделирования были подтверждены экспериментально. Был изготовлен макетный образец мультивибратора, с дополнительными резисторами величиной 1 МОм между всеми узлами схемы (рисунок 2). Было получено хорошее совпадение результатов моделирования и эксперимента.

В третьей главе диссертации разработана методика и изготовлен модельный диэлектрик, обладающий требуемым значением удельной объемной электропроводности для исключения возможности возникновения электростатических разрядов при электронном облучении. Модельный диэлектрик с заданным удельным электрическим сопротивлением 109 Омм был получен путем смешивания высокоочищенного парафина П-2 и технического углерода (сажи) П-803 размер частиц здесь составляет порядка 25-150 нм. Стакан с парафином помещался на подогреваемую магнитную мешалку. После расплавления, в стакан помещался магнит и соответствующая процентному отношению навеска технического углерода. В течение получаса происходило перемешивание. Следует отметить, что в ходе экспериментальных работ наилучшая повторяемость результатов электрофизических свойств полученных образцов была достигнута при однократном первичном добавлении сажи, а не путем добавления навесок в уже приготовленный модельный диэлектрик.

JK

•IW2 «МЭК I

Рисунок 2 Преобразованная принципиальная схема исходного мультивибратора из двух транзисторов 2N3904 и навесных элементов RI.. .R4, Cl, С2 дополнена резисторами R5. ..R15, призванными имитировать дополнительные утечки в схеме за счет применения диэлектрика, обладающего нанопроводимостью, в качестве материала печатной платы мультивибратора.

Полученный образец для исследований электрофизических характеристик представлял собой плоский конденсатор с охранным кольцом из алюминия. Диаметр верхней обкладки конденсатора - 60 мм, толщина образца 1,5-2 мм. Все экспериментальные работы и измерения проводились на частоте 1 МГц при температуре окружающей среды плюс 25 С. Такая конфи17рация образцов (на рисунке 3) позволила последовательно проводить измерения как удельного сопротивления образца на постоянном токе, так и измерения его диэлектрической проницаемости на частоте 1 МГц при помощи измерителя иммитанса Е7-20.

Полученные зависимости приведены на рисунках 4 и 5. Измерения удельного объемного сопротивления образца проводилось косвенным

методом путем измерения тока через образец при помощи электрометра ВК 216 с учетом геометрической формы электродов.

Полученные зависимости показали, что при использовании технического углерода его необходимая концентрация составляет 8-9 массовых % для получения образцов с удельным электрическим сопротивлением 109 Ом-м

Рисунок 3 Определение емкости и тангенса угла диэлектрических потерь образцов модельных диэлектриков с помощью измерителя иммитанса Е7-20.

4 » в Г 8 9 10 Т1 Процент массовой доли

Рисунок 4 Зависимость диэлектрической проницаемости модельного диэлектрика от концентрации технического углерода, добавленного в парафин.

Удельное эя.сопроттадснве I

Рисунок 5 Зависимость удельного электрического сопротивления модельного диэлектрика от концентрации технического углерода, добавленного в парафин.

В четвертой главе диссертации разработана методика и выполнены тестовые эксперименты по определению электризуемости модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации. Несколько образцов с разным процентным содержанием углерода от 4 до 9 процентов подвергались исследованиям. Образцы модельного диэлектрика толщиной 1,5 - 2 мм на алюминиевом электроде (подложке) толщиной 15 мм помещались внутрь вакуумной камеры (схема приведена на рисунке 6), и по достижению в ней вакуума 5-10"6 мм рт. ст. облучались потоком моноэнергетических электронов с энергией 40 кэВ.

Базовая модель ЭЛА-50/5 была подвергнута значительным переделкам, в результате которых получилась исследовательская установка, обладающая следующими основными техническими характеристиками.

1) Энергия электронов пучка плавно регулируется от 500 эВ до 50 кэВ.

2) Длительность импульса электронного излучения плавно изменяется в диапазоне (10"6... 10"3) с и включает непрерывный режим облучения.

3) Плотность тока пучка электронов варьируется в пределах 10"".. .10"4 А/см2.

4) Вакуум в рабочей камере при испытаниях - 5х 10"6 мм рт.ст.

Блок питания электронной пушки

Блок

измерения потенциала поверхности

Осциллограф

Тек(гот'х-

3032В

(двухканал.)

Блок-схема проведения испытаний материалов КА на электризуемость. 1- электронная пушка, 2- испытуемый образец, 3- металлическая подложка. 4- датчик для измерения потенциала, 5- устройство перемещения

датчика, 6-пояс Роговского нагруженный на 50-омный резистор, убийство перемещения

7- датчик плотности потока электронов, 8- вакуумная камера.

Рисунок 6 Многофункциональная установка для исследований материалов на электризуемость

Разработанная методика испытаний образцов на электризуемость состоит из следующих этапов.

1. На металлическую подложку (3) устанавливается образец (2) испытуемого материала. При этом принимаются исчерпывающие меры по качественной металлизации всех проводящих элементов этого образца.

2. Осуществляется откачка вакуумной камеры (8) для достижения требуемого значения вакуума 5-10"6 мм рт. ст.

3. Устанавливается требуемая энергия и плотность тока пучка электронов для электронной пушки (1). Для полного учета методических (?) факторов измеряется распределение плотности тока пучка электронов в плоскости образца. С этой целью при помощи несложного приспособления (5) перемещается цилиндр Фарадея (7) с

ограничивающей диафрагмой диаметром 2 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях по радиусу электронного пучка и регистрируется ток цилиндра в различных точках. Неравномерность плотности пучка по площади образца не превышает 25 % в рабочей области, что вполне удовлетворяет поставленным задачам.

4. Через интервалы времени Юс, 20с и 60с проводятся измерения поверхностного потенциала (4,5). Датчик для измерения потенциала поверхности выполнен на основе динамического конденсатора и имеет возможность перемещения в требуемую точку над поверхностью облучаемого образца конструкционного материала. При этом определяется время достижения максимального потенциала.

5. Облучение каждого образца проводится в течение 30 минут, при этом автоматически фиксируются ЭСР на поверхности образца. Количественные измерения параметров ЭСР проводятся с помощью пояса Роговского (6), нагруженного на 50-омный резистор и подключенного к одному из каналов осциллографа Текиоп1х-3032В.

6. Погрешность измерения величины поверхностного потенциала не превышает 10%, параметры ЭСР определяются с погрешностью 20%.

В результате экспериментальных работ получено, что значение поверхностного потенциала всех образцов модельных диэлектриков не превысило 20 В, ЭСР не наблюдались, в отличие от сравнительных тестов с чистым диэлектриком (парафином), где наблюдались выраженные разряды с частотой 2-5 раз в минуту уже к третьей минуте с начала облучения.

В пятой главе диссертации разработан метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР на основе замены традиционных диэлектриков печатных плат диэлектриками, обладающими нанопроводимостью, исключающими возникновения ЭСР и выполнена экспериментальная проверка метода и приведены результаты внедрения метода в процесс проектирования и производства бортовой радиоэлектронной

аппаратуры космической техники. Экспериментальные работы проходили в два этапа. На первом этапе в работе использовалась специально разработанная для генерации сигнала микросхема SN74S124 (аналог К531ГТ1) представляющая собой сдвоенный мультивибратор, генерирующий на выходе прямоугольные импульсы напряжения типа «меандр». Частота этих импульсов задавалась путем расчета навесных элементов, или путем подачи напряжения на соответствующие управляющие входы микросхемы. В качестве имитации печатной платы, к микросхеме дополнительно присоединялись провода, имитирующие дорожки печатной платы. Измерения проходили в два этапа: на собранную схему подавалось питание, записывался и запоминался результат. На втором этапе, не меняя ничего в схеме физически, а также, не изменяя ее местоположения, схема погружалась в полученный слабопроводяший диэлектрик целиком. Его удельное электрическое сопротивление составило 3-Ю9 Ом-м с массовой концентрацией сажи в 8,5 процентов. Также регистрировались данные на цифровой запоминающий осциллограф.

Было получено, что на частоту генерируемого импульса наличие нанопроводящего диэлектрика не повлияло, максимальное изменение частоты в рамках одного этапа измерений — с 37 до 34,4 МГц (рисунок 7) связано с увеличением межэлектродных емкостей при их заполнении модельным диэлектриком.

На втором этапе работ проводились измерения скорости передачи данных через типовую печатную плату. Измерение скорости передачи данных происходило между двумя персональными компьютерами (ПК) с использованием высокоскоростной сети передачи данных (100 Мбит/с, технология Ethernet в локальной сети IEEE 802.3u Fast Ethernet). Процесс измерений проводился в следующем порядке.

Два ПК соединяются кабелем типа «витая пара» длиной 2 метра, категория кабеля - 5. Объектом исследования является сетевая карта, подключаемая в слот PCI одного из ПК.

4 п li Л I

j 1"1 I • ■ ■/«. / ?

V V

isiL? OOmB Q К2| Z.OOtriB 1П10.0ПС] A[ K1 ./-lO.bmBj

К1 Период 29.04ПС

K1 Частота 34.43МГЦ

Рисунок 7 Выходной сигнал с мультивибратора без заливки модельным диэлектриком (верхний график) и залитого (нижний график) модельным

диэлектриком, обладающим нанопроводимостью. С помощью специализированного программного обеспечения (ПО) iperf, работающего через командную строку, и более удобной русскоязычной версии с графическим интерфейсом-надстройкой, написанной на языке Java - jperf измерялась скорость передачи данных. Измерялась скорость передачи и приема данных сетевой картой в ПК «Б», который, посредством витой пары, соединялась с ПК «А». Сетевая карта ПК «Б» была залита модельным нанопроводящим диэлектриком. В ПК «А» находилась штатная сетевая карта.

ПО Java - jperf состоит из двух частей типа «клиент-сервер», запускаемых на разных ПК. При запуске серверной сетевой карты на первом ПК, а клиентской части на сетевой карте второго ПК, программное обеспечение осуществляет передачу пакетов данных в режиме заполнения всей доступной полосы пропускания по скорости. Эта скорость зависит от типа кабеля и

параметров сетевых карт в обоих ПК. Среднее значение скорости обмена выводится по результатам пяти последовательных измерений.

Суть измерений состоит в определении влияния на скорость передачи данных состояния печатной платы сетевой карты и состоит из трех этапов:

1) Измерение скорости передачи данных через плату с нанесенным заводским способом защитным эпоксидным лаком со стороны выводов, полигонов «земли» печатного монтажа.

2) Измерение скорости передачи данных через плату с удаленным защитным покрытием из лака.

3) Измерение скорости передачи данных через плату с удаленным защитным покрытием лака, взамен которого нанесен толстый слой (3...4 мм) модельного диэлектрика, который обеспечивает требуемые токи утечки между печатными проводниками печатной платы (Рисунок 8).

Рисунок 8 Внешний вид печатной платы со снятым защитным лаковым покрытием (слева) и с нанесенным толстым слоем (3...4 мм) модельным нанопроводящим диэлектриком (справа).

В ходе проведения эксперимента ПО Java - jperf генерировало строго однонаправленные информационные пакеты, что показали неоднократные тесты в самых разнообразных конфигурациях служебного (системного) программного обеспечения, для исключения его влияния на производительность обработки и передачи информации поступающей или передаваемой через сетевые платы. В результате более 50 сеансов передачи и приёма было получено, что наличие нанопроводящего диэлектрика увеличивающего токи утечки между проводниками печатной платы сетевой карты «Б» не влияет на скорость передачи данных (в рамках одного этапа пяти последовательных сеансов передачи информационных пакетов), при этом, максимальная достигнутая скорость - 91 Мбит/с.

Таким образом, с помощью компьютерного моделирования предсказано и экспериментально подтверждено, что применение обладающего нанопроводимостью диэлектрика в печатной плате цифровой схемы не ухудшает работу цифрового устройства и одновременно исключает возможность возникновения ЭСР при использовании такой печатной платы в БРЭА КА. На это техническое решение получен патент на полезную модель RU 114816 U1 от 10.04.2012 и патент на изобретение «Печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов» RU 2497319 С1 от 29.10.2013 года.

Общие выводы

1. Выполнен обзор и анализ существующих методов защиты БРЭА космических аппаратов от процессов внутренней электризации и сопровождающих ее электростатических разрядов. На основе анализа сформулировано новое направление для устранения внутренней электризации БРЭА КА. Это направление предполагает использование в составе печатных узлов КА диэлектриков, обладающих нанопроводимостью.

2. Проведено компьютерное моделирование работы типового цифрового устройства — мультивибратора для обоснования возможности замены традиционных диэлектриков печатного узла на. диэлектрики, обладающие нанопроводимостью и исключающие возможность возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

3. Разработана методика и изготовлен модельный диэлектрик, обладающий требуемым значением удельной объемной электропроводности для исключения возможности возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

4. Разработана методика и выполнены тестовые эксперименты по определению электризуемости модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации.

5. Показано, что применение обладающего нанопроводимостью диэлектрика в печатной плате (сетевой карте ПК) не ухудшает работу цифрового устройства и одновременно исключает возможность возникновения ЭСР при использовании такой печатной платы в БРЭА КА.

6. Разработан метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, основанный на применении диэлектриков печатных плат обладающих нанопроводимостью и исключающих возможность возникновения ЭСР.

7. На разработанную в диссертации печатную плату космического применения получены 2 патента. Патент на полезную модель 1Ш 114 816 Ш от 10.04.2012 и патент на изобретение «Печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов» Яи 2 497 319 С1 от 29.10.2013 г. Результаты работы используются в процессе проектирования и в виде выдачи адаптированных требований на разработку бортовой радиоэлектронной аппаратуры космической в НПО им. С.А. Лавочкина.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях.

Работы, опубликованные автором в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и наук РФ:

1. Тютнев А.П., Саенко B.C., Абрамов В.Н., Грач Е.П., Велик Г.А., Пожидаев Е.Д. Влияние предварительного электронного облучения на транспорт дырок в молекулярно допированном поликарбонате // Химия высоких энергий. 2010. Т. 44. №5. С. 394-401. (0,75 п.л., личный вклад автора

0.1.п. л.)

2. Велик Г.А., Абрамешин А.Е., Саенко B.C. Внутренняя электризация бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов // Технологии электромагнитной совместимости. 2012. №3(42). С. 5-16. (1,25 п.л., личный вклад автора 0,4 п.л.)

3. Тютнев А.П., Велик Г.А., Абрамешин А.Е., Саенко B.C. Лабораторное моделирование электризации полимеров потоками низкоэнергетических электронов// Перспективные материалы. 2012. № 5. С. 28-33. (0,5 п.л., личный вклад автора 0,15 п.л.)

В других изданиях:

1. Грач Е.П., Велик Г.А. Лабораторная установка для исследования радиационной электропроводности и подвижности носителей заряда в полимерах // Труды XIX Международного совещания "Радиационная физика твердого тела" (Севастополь, 31 августа - 6 сентября 2009 г.) / Отв. ред. д.ф-м.н., проф. Бондаренко Г.Г. - М.: ГНУ "НИИ ПМТ", 2009 г. С. 548-552. (0,2 п.л., личный вклад автора 0,1 п.л.)

2. Велик Г.А. Деградация полимерных покрытий космических аппаратов в результате протекания электростатических разрядов // Научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы

докладов / Ред. кол.: В.Н. Азаров, М.В. Карасев, Л.Н. Кечиев и др. - М.: МИЭМ, 2010. С. 255-256. (0,25 п.л.)

3. Велик Г.А. Лабораторная установка для исследования радиационной электропроводности полимеров на базе электронного микроскопа ПЭМ-100 // Труды XX Международного совещания "Радиационная физика твердого тела" / Отв. ред. проф.Бондаренко Г.Г. - М.: ГНУ "НИИ ПМТ", 2010 г. С. 498-502. (0,25 п.л.)

4. Велик Г.А. Расчетно-теоретическая модель оптимизации величины удельной объемной электропроводности радиодиэлектрика печатной платы космического применения // Научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов / Ред. кол.: В.Н. Азаров, М.В. Карасев, Л.Н. Кечиев и др. - М.: МИЭМ, 2011. С. 208-209. (0,2 пл.)

5. Велик Г.А., Доронин А.Н., Марченков К.В. Новая концепция защиты космических аппаратов от эффектов электризации // Труды XXI Международной конференции «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 22-27 августа 2011 г.) / Отв. ред. д.ф-м.н., проф. Бондаренко Г.Г. - М.: ФГБНУ "НИИ ПМТ", 2009 г. С. 451-455. (0,2 п.л., личный вклад автора 0,05 п.л.)

6. Велик Г.А. Проблема внутренней электризации как опасного фактора, влияющего на бортовую аппаратуру космических аппаратов // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, посвященная 50-летию МИЭМ. Тезисы докладов / Ред. кол.: В.Н. Азаров, Л.Н. Кечиев и др. -М.: МИЭМ, 2012. С.229-231. (0,25 п.л.)

7. Абрамешин А.Е., Велик Г.А., Саенко B.C. Исключение внутренней электризации бортовой аппаратуры космических аппаратов путем применения нанопроводящих диэлектриков // Труды XXII Международной конференции «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 9-14 июля 2012 г.) / Отв.

ред.: Г.Г. Бондаренко. - М.: ФГБНУ "НИИ ПМТ", 2012. С. 544-550. (0,3 пл., личный вклад автора 0,1 п.л.)

8. Абрамешин А.Е., Велик Г.А., Саенко B.C. Новый метод защиты бортовой аппаратуры космического аппарата от внутренней электризации // Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами: Тезисы докладов II Всероссийской научно-технической конференции (Москва, 24-26 октября 2012 г.) - М.: МОКБ «Марс», 2012. С. 160-162. (0,1 п.л., личный вклад автора 0,05 п.л.)

9. Велик Г.А. Метод снижения негативных эффектов внутренней электризации бортовой аппаратуры космических аппаратов // Научно-техническая конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ НИУ ВШЭ. Тезисы докладов / Ред. кол.: Тихонов А.Н., В.Н. Азаров, М.В. Карасев, В.П. Кулагин и др. - М.: МИЭМ НИУ ВШЭ, 2013. С. 202-203. (0,25 п.л.)

10. Велик Г. А, Абрамешин А.Е., Саенко B.C. Метод повышения устойчивости печатных узлов бортовой аппаратуры космических аппаратов к возникновению электростатических разрядов // Труды XXIII Международной конференции «Радиационная физика твердого тела» (Севастополь, 8-13 июля 2013 г.) / Отв. ред.: Г.Г. Бондаренко. - М.: ФГБНУ "НИИ ПМТ", 2013. С. 440445. (0,2 п.л., личный вклад автора 0,1 п.л.)

11. Велик Г.А., Востриков A.B., Саенко B.C., Соколов А.Б. Печатная плата. Патент на полезную модель RU 1148161ЛотЮ.04.2012

12. Абрамешин А.Е., Велик Г.А., Востриков A.B., Саенко B.C. Печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов. Патент на изобретение RU 2 497 319 С1 от 29.10.2013 г.

Лицензия ЛР № 020832 от 15 октября 1993 г. Подписано в печать «/&» февраля 2014 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. Печ. Л 1 Тираж 150 экз. Заказ № 7

Типография издательства НИУ ВШЭ 125319, г. Москва, Кочновский пр-д, д. 3

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ»

На правах рукописи

04201456690 И ™ -

Велик Глеб Андреевич

Метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к возникновению ЭСР

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства

телевидения

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Саенко Владимир Степанович

Москва, 2013

Содержание

Введение......................................................................................4

Глава 1 Объёмная электризация космических аппаратов: история исследований и современное состояние разработок................................10

1.1 Общие проблемы электризации К А.......................................... 10

1.2 Влияние околоземной космической «погоды» на электризацию КА...16

1.3 Внутренняя электризация космических аппаратов........................26

1.4 Меры борьбы с поражающими факторами электризации...............41

Глава 2 Схемотехническое моделирование воздействия материала с заданными свойствами на работу типового электронного устройства -мультивибратора.........................................................................50

2.1 Расчетно-теоретическая модель.............................................52

2.2 Экспериментальное получение исходных данных для расчетно-теоретической модели.............................................................56

Глава 3 Технология изготовления модельного диэлектрика (нанопроводящего материала) и исследование его электрофизических свойств..................63

3.1 Электропроводящие полимеры.............................................63

3.2 Проводящие компоненты.....................................................63

3.2.1 Технический углерод (сажа)...........................................65

3.2.2 Наполнители для получения высокой проводимости............67

3.2.3 Связующие компоненты.................................................67

3.3 Свойства наполненных полимеров.........................................69

3.4 Исходные компоненты для изготовления модельного диэлектрика 71

3.4.1 Диэлектрик парафин нефтяной........................................71

3.4.2 Проводящий наполнитель технический углерод..................74

3.5 Отработка технологии изготовления композитного диэлектрического материала............................................................................76

3.5.1 Образец для проведения измерений..................................77

3.5.2 Измерения тангенса угла наклона и емкости образца............78

3.5.3 Измерение проводимости образца

83

Глава 4 Методика исследования полученного модельного диэлектрика на электризуемость.......................................................................85

4.1 Образцы для проведения исследований..................................86

4.2 Установка для исследований...............................................87

4.3 Исследовательская ячейка для испытаний в установке на электризуемость...................................................................88

4.4 Исследование материалов путем их облучения моноэнергетическими потоками.............................................................................94

4.5 Методика исследований на электризуемость...........................96

Глава 5 Экспериментальное исследование влияния полученного диэлектрика на параметры печатной платы.......................................................98

5.1 Влияние покрытия на частоту генерации прямоугольного сигнала 98

5.2 Измерение скорости передачи данных между двумя ПК используя высокоскоростную сеть передачи данных ....................................100

Заключение..............................................................................105

Литература................................................................................108

Приложение А...........................................................................121

Введение

Актуальность темы диссертации. В настоящее время развитие космической техники отечественного производства идёт по линии создания целевых группировок космических аппаратов (КА) различного назначения: для спутниковой связи и телевещания - «Ямал» и «Экспресс-МД», как спутники-ретрансляторы - «Луч», для глобальной системы навигации -«Глонасс-М» и «Глонасс-К». Кроме того, создаются научные серии малых космических аппаратов, космических аппаратов военного назначения и др. важные космические системы. Важнейшим критерием эффективности таких группировок является обеспечение длительных сроков эксплуатации, входящих в них отдельных КА.

В соответствии с этим обстоятельством Федеральным космическим агентством предъявляются требования к конструкторским бюро отрасли по доведении сроков активного существования (САС) создаваемых КА в ближайшее время до 10-15 лет и более. При этом в конструкциях КА произошли существенные изменения, заключающиеся в повсеместном отказе от герметичных отсеков (гермоконтейнеров), имеющих замкнутый объем, который обеспечивал дополнительную защиту бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) от корпускулярных излучений.

Серьезным препятствием для достижения поставленных целей является электризация КА и те негативные процессы, которые она порождает. Это не только дифференциальное заряжение элементов поверхности космического аппарата и объемное заряжение полимерных диэлектриков на его поверхности, но и заряжение бортовой аппаратуры находящейся внутри КА. Экспериментально, в натурных условиях эксплуатации установлен критерий

возникновения электростатического разряда внутри корпуса КА. Это

10 2

суммарный, за 10 часов флюенс электронов в 2-10 электронов/см . Такой разряд может вызвать обратимые и необратимые отказы бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Это обусловлено как параметрами разрядных

импульсов (скорость нарастания разрядного тока достигает 1010 А/с), так и повышенной чувствительностью аппаратуры к таким воздействиям.

Установлено, что источником опасного воздействия для элементов бортовой электроники служат электростатические разряды в диэлектриках печатных плат или пластмассовых корпусах полупроводниковых приборов. Причем разряд из диэлектрика в кристалл полупроводника микросхемы прибора, как правило, приводит к необратимому отказу последнего.

Вопросам электризации КА, в том числе и внутренней, посвящен целый ряд работ таких авторов как: JI.C. Новиков, А.И. Акишин, B.C. Анашин, J1.H. Кечиев, B.C. Саенко, В.Ю. Кириллов, А.П. Тютнев, Е.Д. Пожидаев, А.Б. Соколов, В.А. Стародубцев, А. Фредериксон, Г. Гэррэт, М. Бодэ и др.

Поскольку полностью решить проблему проникновения потоков электронов через внешние и внутренние конструкции КА без существенного увеличения массы космического аппарата невозможно, необходимо разработать метод защиты диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры от внутренней электризации, т.е. предотвратить накопление заряда. Для этого необходимо провести разработку диэлектрика, обладающего пониженной электризуемостью за счет собственной нанопроводимости. Приставка «нано-» здесь указывает только на необходимую величину проводимости 10"9 Ом" •м" для исключения ЭСР. Мероприятия по определению возможности применения такого нанопроводящего диэлектрика, в качестве диэлектрика печатных плат позволят повысить устойчивость КА к воздействию факторов электризации, и тем самым увеличить срок их активного существования, поэтому выбранная тема диссертационной работы является актуальной.

Цель диссертационной работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является повышение устойчивости космической бортовой аппаратуры к поражающим факторам внутренней

электризации за счет разработки метода повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к возникновению электростатических разрядов путем применения в печатных узлах диэлектрика, обладающего нанопроводимостью.

Для достижения поставленной цели было необходимо последовательно решить следующие задачи:

1. Выполнить обзор и анализ причин возникновения и существующих методов защиты БРЭА космических аппаратов от процессов внутренней электризации и сопровождающих её электростатических разрядов и сформулировать целевую задачу. На основе анализа этих методов сформулировать новое направление для устранения внутренней электризации БРЭА КА. Это направление предполагает использование в качестве диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры КА диэлектриков, обладающих нанопроводимостью.

2. Провести компьютерное моделирование работы типового цифрового устройства мультивибратора для обоснования возможности замены традиционных диэлектриков печатного узла на диэлектрики, обладающие нанопроводимостью и исключающие возможность возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

3. Разработать методику и изготовить модельный диэлектрик, обладающий требуемым значением объемной проводимости для исключения возможности возникновения электростатических разрядов при электронном облучении.

4. Разработать методику и выполнить тестовые эксперименты по определению электризуемое™ модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации. Запатентовать предложенное в диссертации техническое решение.

5. Разработать методику экспериментальных исследований типового цифрового устройства мультивибратора путем применения модельного

диэлектрика с нанопроводимостью, и провести сравнение с результатами компьютерного моделирования.

6. Разработать метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, выполнить экспериментальную проверку метода, провести оценку влияния повышенной проводимости диэлектрика печатной платы на характеристики БРЭА.

Научная новизна

1. Проведено систематическое изучение методов снижения негативных эффектов внутренней электризации на основе анализа предшествующих исследований данного вопроса. На основе анализа этих методов сформулировано новое направление для устранения внутренней электризации БРЭА КА. Это направление предполагает использование в качестве диэлектриков печатных узлов бортовой аппаратуры КА диэлектриков, обладающих нанопроводимостью.

2. На основе компьютерного моделирования работы типового цифрового устройства - мультивибратора впервые показана принципиальная возможность замены традиционных диэлектриков печатных узлов цифровых схем на диэлектрики, обладающие нанопроводимостью.

3. Разработана методика изготовления модельного диэлектрика с заданным значением удельной объемной проводимости и методика тестирования этого диэлектрика на электризуемость под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям эксплуатации.

4. Предложена методика и продемонстрированы результаты тестовых экспериментов по применению модельного диэлектрика в типовом устройстве - мультивибраторе, а также доказано отсутствие влияния повышенной проводимости диэлектрика на параметры функционирования этого устройства.

Практическая значимость

1. Разработан метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, выполнена экспериментальная проверка метода и внедрение метода в процесс проектирования и производства бортовой радиоэлектронной аппаратуры космической техники.

2. Разработана оригинальная печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов, стойкая к возникновению электростатических разрядов. Патент на полезную модель ЬШ 114 816 Ш от 10.04.2012. Патент на изобретение «Печатная плата для бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов» 1Ш 2 497 319 С1 от 29.10.2013 года.

3. Предложенный метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР используется при проектировании и в виде выдачи адаптированных требований на разработку изделий космической техники в НПО им. С.А. Лавочкина.

На защиту выносится

1. Метод повышения устойчивости печатных узлов БРЭА космических аппаратов к ЭСР, основанный на применении диэлектриков обладающих нанопроводимостью взамен использующихся в настоящее время.

2. Результаты компьютерного моделирования работы типового цифрового устройства - мультивибратора, в которых впервые показана принципиальная возможность замены традиционных диэлектриков печатных узлов цифровых схем диэлектриками, обладающими нанопроводимостью, а также сравнение полученных результатов с экспериментом и влияние на характеристики мультивибратора повышенной проводимости диэлектрика печатной платы.

3. Методика и результаты тестовых экспериментов по определению электризуемое™ модельного диэлектрика под действием электронного облучения в вакууме, в условиях близких к натурным условиям

эксплуатации.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в вариантах, адаптированных для выдачи ТЗ на проектирование и разработку печатных узлов БРЭА космической техники в НПО им. С.А. Лавочкина.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- 19-23 Международных совещаниях и конференциях «Радиационная физика твердого тела», г. Севастополь в 2009-2013 г.г.;

- II Всероссийской научно-технической конференции «Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами» г. Москва в 2012 г.;

- Научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ в 2010-2013 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в т. ч. 3 статьи (из них 3 статьи в журналах перечня ВАК) и 10 тезисов докладов и материалов конференций по итогам научных совещаний. Получены два патента: патент на полезную модель и патент на изобретение.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы содержащего 106 наименований. Объем работы - 123 с.

Глава 1 Объёмная электризация космических аппаратов: история исследований и современное состояние разработок

1.1 Общие проблемы электризации КА

Как уже отмечалось во введении развитие космической техники отечественного производства идёт по линии создания целевых группировок космических аппаратов (КА) различного назначения: «Ямал» и «Экспресс-МД» для спутниковой связи и телевещания, спутники-ретрансляторы «Луч», глобальной системы навигации «Глонасс-М» и «Глонасс-К», научной серии малых космических аппаратов, космических аппаратов военного назначения и др. важных космических систем. Важнейшим критерием эффективности таких группировок является обеспечение длительных сроков эксплуатации входящих в них отдельных КА.

В соответствии с этим обстоятельством Федеральным космическим агентством к конструкторским бюро отрасли предъявляются требования о доведении сроков активного существования (САС) создаваемых КА в ближайшее время до 10 - 15 лет и более.

Электризация КА, работающих на геостационарной орбите и на высокоэллиптических орбитах, привела к сбоям в работе и отказам систем КА еще в конце 60-х годов прошлого столетия. В то время многие исследователи начали работать над проблемой электризации КА с целью минимизации ее негативных последствий.

Было установлено, что в магнитосфере Земли на ночной стороне КА приобретает отрицательный потенциал порядка единиц киловольт при геомагнитных возмущениях (суббурях), вызванных вспышками на Солнце.

К основным факторам, приводящим к электризации, следует отнести потоки электронов и ионов околоземной космической плазмы, жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, вакуум, термоциклирование. Воздействие перечисленных факторов на материалы внешней поверхности

космического аппарата вызывает обильную вторичную электронную эмиссию и фотоэмиссию, температурное изменение электрофизических параметров материалов. Все перечисленное особенно существенно для высокоорбитальных космических аппаратов во время суббурь в магнитосфере Земли. В результате происходит общее и дифференциальное заряжение поверхности космического аппарата. Общее заряжение космического аппарата как единого целого не представляет особой опасности для функционирования электроники космического аппарата. Можно лишь отметить некоторые проблемы со спектрометрами частиц и подобной аппаратурой.

Совсем иначе обстоит дело с дифференциальным заряжением элементов поверхности космического аппарата и объемным заряжением полимерных диэлектриков его внешней поверхности. В результате такого заряжения возникают поверхностные и объемные электростатические разряды, которые вызывают обратимые и необратимые отказы бортовой радиоэлектронной аппаратуры. Такое сильное воздействие разрядов на работу бортовой электроники обусловлено как параметрами разрядных импульсов, так и повышенной чувствительностью бортовой электроники к данным воздействиям. Развитие космической техники предполагает применение элементной базы, обладающей повышенной степенью интеграции микросхем, большими функциональными возможностями, пониженным энергопотреблением, снижением массогабаритных пар�