7.2.2. Выбор вида охлаждения
Каждая система охлаждения имеет свои преимущества и недостатки. Естественная конвекция и теплопроводность наиболее доступны и наименее эффективны. Остальные способы требуют применения специальных средств, усложняющих и удорожающих конструкцию. Способ охлаждения во многом определяет конструкцию и компоновку РЭС, поэтому на начальной стадии конструирования уже нужно выбрать способ охлаждения.
Для прикидочного расчета пользуется построенными на основе практики и представленными в справочной литературе номограммами.
Исходными данными являются габаритные размеры блока, суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, коэффициент заполнения и диапазон температур.
Сначала определяют условную поверхность S охлаждаемого РЭС:
S = 2L1L2 + (L1 + L2)L3KЗ,
где L1, L2, L3 габаритные размеры блока, м;
КЗ - коэффициент заполнения объема.
Затем вычисляется логарифм удельной тепловой мощности
g = lg (P/S),
где Р - суммарная мощность тепловых потерь, Вт (определяется по значению потребляемой мощности и коэффициенту полезного действия устройства).
Теперь определяется минимально допустимый перегрев элементов блока
t = tiмин - tc,
где tiмин - допустимая температура наименее стойкого элемента блока по ТУ;
tc - температура окружающей среды, К.
Откладывая полученные данные по осям абсцисс и ординат, находят зону, соответствующую рекомендуемому виду охлаждения.
Рисунок 7.20 – Диаграмма выбора системы охлаждения
На последующих стадиях проектирования конструкции РЭС вид системы охлаждения уточняется.
8. Механические характеристики конструкций рэс
8.1. Виды и характеристики механических воздействий на рэс
В процессе эксплуатации, транспортировки и хранения изделия могут испытывать механические воздействия, характеризуемые диапазоном частот колебаний, амплитудой, ускорением, временем действия.
Причинами механических воздействий могут быть вибрации движущихся частей двигателя, перегрузки при маневрировании, стартовые перегрузки, воздействие окружающей среды /ветер, волны, снежные лавины, землетрясения, обвалы и т.п., взрывные действия, небрежность обслуживающего персонала и т.п.
Стационарная и переносная аппаратура может подвергаться механическим воздействиям при транспортировке, землетрясениях и взрывах. При перевозке сухопутным транспортом возникают удары, толчки и тряска, особенно во время торможения и маневрирования на большой скорости по грунтовым дорогам, на уклонах и подъемах. Вибрация возникает при периодическом биении колес о стыки рельс, неровностям и швам на дорогах. Частота вибраций может достигать сотен и тысяч герц.
На судовом транспорте ударные механические нагрузки создаются во время шторма при ударах штормовой волны и качке судна. Вибрационные нагрузки на судах обусловлены работой винтов и двигателей. Частота и амплитуда вибраций зависят от типа судна, его машинного оборудования и места расположения РЭС, но обычно не превышает 150 Гц.
Ударные нагрузки в самолетах возникают при посадке. Перегрузка в 10...15 g соответствует резкой посадке, а 30 g - аварийной. Вибрации имеют место в течение всего полета (до 2000 Гц). Повреждения на ракетах и спутниках могут произойти от сильного акустического шума при запуске двигателя, уровень которого может превышать 140 дБ. Аппаратура может подвергаться ударам и толчкам из-за обслуживающего персонала и различных случайностей. Так при падении аппаратуры на бетонный пол с высоты 0,5 м величина ускорения может достигать 550 g. Значительные нагрузки возникают при взрывах (200...400 g).
В результате воздействия ударов, вибраций и линейных ускорений могут иметь место следующие повреждения РЭС:
нарушение герметизации из-за нарушения паяных, сварных и клеевых швов и появление трещин в металлостеклянных спаях;
полное разрушение корпуса или отдельных его частей от механического резонанса и усталости;
обрыв монтажных связей;
отслаивание печатных проводников;
расслаивание многослойных печатных плат;
поломка керамических подложек ИС;
выход из строя разъемных и неразъемных электрических контактов;
модуляция размеров волновых трактов;
смещение положения органов управления и настройки;
выход из строя механических узлов (подшипников, зубчатых зацеплений, крепежа и т.п.).
Механическое разрушение приводит к полному выходу аппаратуры из строя. От 29 до 40% отказов самолетного электронного оборудования вызываются действиями механических нагрузок, а число отказов бортовых вычислительных машин - до 50%.
Воздействие ударно-вибрационных нагрузок значительно снижает надежность РЭС.
Качественно все виды механических воздействий можно разделить на вибрации, удары, линейные ускорения и акустический шум.
Количественно все перегрузки можно охарактеризовать спектром гармонических частот и стационарностью процесса.