Вопрос.4. Показатели качества конструкции авиационной аппаратуры [1, 2]

Большое разнообразие РЭА требует от разработчиков знания наборов показателей, по которым можно сравнивать существующие модели РЭА. Важнейшую роль при этом будут играть эксплуатаци­онные и экономические показатели. С ними непосредственно связаны пара­метры, характеризующие РЭА как объект конструкторско-технологической разработки. К таким показателям следует в первую очередь отнести следующие:

Сложность конструкции ЭА:

C = K₁(K₂N + K₃M), (4.4.1)

где N - число составляющих элементов, М - число соединений; К_i - масштабный и весовые коэффициенты соответственно.

Выражение (4.4.1) связывает число составляющих РЭА интегральных микросхем, полупроводниковых приборов, электрорадиоэлементов, элемен­тов коммутации с числом разъемных и неразъемных соединений между ними, что определяет габариты, массу, надежность и другие общие параметры РЭА.

Число элементов, образующих ЭА:

N = n_ji, (4.4.2)

где Ny - число устройств в РЭА, Кn - число типов применяемых элементов; n_ji - число элементов i - типа, входящих в j - устройство.

Объем РЭА:

V = V_N + V_C + V_K + V_УТ,

где V_N - общий объем интегральных микросхем и электрорадиоэлементов, образующих ПЭА, V_C - объем, занимаемый всеми видами соединений, V_K - объем несущей конструкции, обеспечивающей прочность и защиту ПЭА при транспортировании и эксплуатации, V_УТ - объем теплоотводящего устройства.

Коэффициент интеграции, или коэффициент использования физического объема

q_и = V_N/V

характеризует степень использования физического объема РЭА элементами, выполняющими полезную функциональную нагрузку, т. е. непосредственно определяющими электрическую схему РЭА (q_и всегда меньше 1 и приближа­ется к ней с использованием больших интегральных схем).

Общая масса РЭА, определяемая как сумма масс, входящих в состав РЭА устройств:

m = m_N + m_C + m_К +m_УТ.

Общая мощность потребления ЭА:

P = p_j,

где p_j - мощность потребления j - устройства. Для цифровых устройств потребляемая ими мощность зависит от средней мощности потребления электронных компонентов. Известно, что 80 — 90 % мощности потребления рассеивается в виде теплоты и определяет тепловой режим РЭА и соответст­вующие перегревы элементов конструкции.

Общая площадь, занимаемая РЭА:

S = s_j,

где s_j - площадь, требуемая для эксплуатации j - устройства РЭА.

Собственная частота колебаний конструкции (элемента, устройства или всей ЭА):

f_o = (1/2) ,

где К - коэффициент жесткости конструкции, m - масса конструкции РЭА.

Степень герметичности конструкции ЭА, определяемая количеством газа, истекшем из определенного объема конструкции за известный отрезок времени:

D = V_oP/_сл.

где V_o - объем герметизированной части РЭА, _сл - срок службы РЭА, P - избыточное давление газа в конструкции РЭА.

Вероятность безотказной работы РЭА p(t) и средняя наработка на отказ Т_ср - показатели надежности ЭА (будут рассмотрены далее).

Степень унификации РЭА:

К_ун = N_ун/N,

где N_yн - количество унифицированных элементов, a N - общее количе­ство примененных в РЭА элементов.

Коэффициент автоматизации конструкторских работ:

К_а = М_а/М,

где М_а - количество конструкторских работ, выполненных с применением ЭВМ, М - общее число конструкторских работ при проектировании РЭА.

Важнейшим параметром, определяющим большинство эксплуатаци­онных, конструкторских и экономических характеристик разрабатываемой РЭА, является технологичность, общее понятие о которой будет рассмотрено отдельно.

Литература

1. Ивченко В.Г. Конструирование и технология ЭВМ. Конспект лекций. - /Таганрог: ТГРУ, Кафедра конструирования электронных средств. – 2001. - http://www2.fep.tsure.ru/russian/kes/books/kitevm/lekpart1.doc

2. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с. URL: http://slil.ru/22574041/529407141/Konstruktorsko-tehnologicheskoe_proektirovanie_elektronnoj_apparatury.rar

3. ГОСТ Р 15.201-2000. Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство.

Доцент кафедры авиационных радиоэлектронных комплексов

Национального авиационного университета

кандидат технических наук доцент С.Н. Шолохов