1. Общие вопросы конструирования рэа.

Совр. РЭА эффективно изп-ся во всех сферах пром-ти и нар. хоз-ва, а также в быту.

Осн. направления разработки и внедрения в пр-во совр. РЭА:

1. повышение кач-ва, надёжности и экономичности всех видов выпускаемой аппаратуры;

2. применение рациональных конструкторских и технологических решений, позволяющих снизить материалоёмк-ть и энергопотребление разрабатываемой аппаратуры.

Конструирование, являясь составной частью пр-сса разработки САУ, представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных работ, при выполнении к-рых необходимы:

• учет разносторонних требований и конструкций;

• знание современной технологии, схемотехники, сопр-я материалов, теории надёжности и др. теоретических и прикладных дисциплин.

Конструкция современных САУ – это комплекс различных по природе деталей, определенным образом соединённых эл-ки и мех-ки др. с др. и призванных выполнять заданные ф-ии в заданных условиях и режимах эксплуатации.

От правильного выбора этих деталей, материалов, из к-рых они изготовлены, правильного их размещения, закрепления и объединения зависят важнейшие хар-ки аппаратуры (быстродействие, масса, надёжность, объём и др.).

1.1. Классификация рэа.

Вся РЭА делится по ф-нальному назначению, условиям эксплуатации, схемотехнической и конструктивной базе.

РЭА

Ф-нальное назначение

Условия эксплуатации

Схемо-технич. база

Конструктивная база

(определяется номером поколения)

1

2

…

14

Объект размещения

мех. детали и узлы

несущ. конструкции

климатич. факторы

радиационные

механические

стационарная

транспортируемая

портативная

По ф-нальному назначению делятся:

1. радиолокационная – обнаружение и определение дальности, координат места, определение пути и ск-ти;

2. телевизионная – прием и передача видимого изображения;

3. аппаратура радиосвязи – передачи и приём эл-магн. волн, несущих инф-цию связи;

4. аппаратура проводной связи – передача инф-ции и двусторонняя связь по проводам с использованием промежуточной усилительной аппаратуры;

5. телеграфная – передача инф-ции на дальние расстояния по проводам азбукой Морзе;

6. звукозаписывающая аппаратура – магн. запись и воспроизведение инф-ции в диапазоне звуковых частот;

7. вычислительная аппаратура – для выполнения многообразных счётно-аналитических работ;

8. аппаратура телемеханики – управление приборами, машинами и устр-вами на расстоянии;

9. аппаратура автоматич. регулирования и управления – для управления пр-венными и технологич. пр-ссами;

10. гидролокационная аппаратура – направленная передача и приём отражённых сигналов в водной среде, определение глубины и рельефа дна;

11. навигационная аппаратура – автоматич. и полуавтоматич. вождение подвижных объектов, определение ск-ти и места нахождения;

12. электро-технич. аппаратура – получение, преобразование и коммутация эл. эн-гии;

13. контрольно-измерительная аппаратура – измерение эл-ких и неэл-ких параметров;

14. ультразвуковая аппаратура – создание ультразвуковых колебаний для технич. использования в различн. отраслях пром-ти.

Условия эксплуатации РЭА имеют различную физико-химич. природу и изменяются в широких пределах.

Факторы, влияющие на работоспособность РЭА, делятся на климатические, мех-кие, радиационные.

К климатическим факторам относят:

• изменение темп-ры и влажности окр. среды;

• увеличение и уменьшение атмосферного давления;

• наличие движущихся потоков пыли и песка;

• присутствие активных веществ в окр. атмосфере;

• наличие солнечного облучения, грибковых образований, микроорганизмов, грызунов;

• взрывоопасная и воспламеняющаяся атмосфера;

• дождь, брызги и т.д.

Действие того или иного климатич. фактора на работоспособность аппаратуры опред-ся климатич. зоной, в к-рой эксплуатируется аппаратура, или высотой над уровнем моря.

Климатич. зоной наз-ют уч-к пов-ти земли, на к-ром в течение 30-50 лет наблюдаются пост. метеорологические условия.

Различают след. зоны в соответствии со стандартом:

1. У – умеренный климат;

2. ХЛ – холодный;

3. Т – тропический, ТВ (тропический влажный), ТС (тропический сухой);

4. М – умеренно-холодный морской климат (ТМ – тропический морской, ОМ – для судов с неограниченным районным плаванием);

5. О – все климатические зоны на суше;

6. В – всеклиматическое исполнение (для всех районов на суше и на море).

Условия эксплуатации зависят от вида помещения или укрытия, где расположена аппаратура. В соответствии с этим РЭА делят на 5 категорий:

1. аппаратура, предназначенная для эксплуатации на открытом воздухе;

2. аппаратура для работы в помещениях, где условия мало отличаются от открытого воздуха (палаточный навес, кузов автомашины);

3. аппаратура для эксплуатации в неотапливаемых закрытых помещениях с естественной вентиляцией;

4. аппаратура, предназначенная для эксплуатации в закрытых отапливаемых вентилируемых помещениях;

5. аппаратура для работы в помещениях с повышенной влажностью (подвал, трюм корабля).

Конкретное значение темп-ры и влажности воздуха для различных климатических исполнений и категорий аппаратуры указаны в соответствующих стандартах.

К мех-ким факторам относят:

• воздействие вибрации, ударов, линейного ускорения, акустического удара;

• наличие невесомости.

К радиационным факторам относят:

• космическую радиацию;

• радиацию от реакторов и атомных дв-лей;

• облучение потоком γ-фотонов, быстрыми нейронами и α-частицами.

Нек-рые факторы могут проявлять себя независимо от остальных, а нек-рые в совместном действии с др. факторами (наличие движущихся частиц приводит к вибрации).

Виброустойчивость определяет способность аппаратуры устойчиво работать в условиях вибрации.

Вибропрочность хар-ет кач-во конструкции, т.е. способность противостоять разрушающему воздействию вибрации в нерабочем состоянии и продолжать нормально работать при вкл-нии после снятия вибрационных нагрузок.

В зависимости от того какие дестабилизирующие факторы воздействуют на аппаратуру, её конструкция д.б. тепло-, влаго-, хладоустойчивая, ударопрочная и работающая в зоне ионизирующих излучений.

Хар-р и интенсивность воздействия климатических (в меньшей степени), мех-ких и радиационных (в большей) воздействий зависят от тактики использования и объекта размещения аппаратуры. Классифицируя РЭА по этому признаку, её можно разделить на стационарную, транспортируемую и портативную. Каждая из этих групп вкл-ет в себя аппаратуру различных классов и назначений.

Стационарная аппаратура предназначена для работы в определённом наземном пункте.

Транспортируемая – аппаратура, устанавливаемая и эксплуатируемая на автомобилях, автоприцепах, ж/д и гусеничном транспорте; морская и бытовая РЭА.

Портативная – занимает промежуточное положение между стационарной и транспортируемой, её транспортировку осущ-ет ч-к.

По совокупности климатич-их, мех-ких и радиационных факторов стационарная и транспортируемая РЭА делятся на группы.

Условия эксплуатации РЭА указываются в техническом задании (ТЗ), к-рое выдаётся в конструкторском подразделении на разработку аппаратуры. В ТЗ условия эксплуатации можно задать 2-мя способами:

1. Указание группы эксплуатации изделия по соотв-щему стандарту. Этот способ применяют, когда заранее известен объект, на к-ром будет эксплуатироваться изделие, место размещения изделия на данном объекте и район эксплуатации.

2. Перечисление действующих факторов с указанием числовых хар-к. Этот способ применяется, когда изделие эксплуатируется на новых объектах (новый самолёт) и когда условия отличаются от стандартных (темп-ра, атм. давление).

Знание климатических и мех-ких факторов, действующих на РЭА, необходимо для расчёта конструкции на прочность и жёсткость; для выбора электрорадиоэлементов (ЭРЭ), материалов, покрытий, чтобы данная конструкция была работоспособна в данных условиях эксплуатации.

По схемотехнической (элементной базе) РЭА оценивается номером поколения.

Поколение РЭА – это совокупность ф-нальных, конструкторских, технологических показателей определённого вида изделий, разработанных или разрабатываемых с использованием новых научно-технических достижений в течение одного временного интервала.

Конструктивно-технологические показатели поколений РЭА (1-ое поколение – ламповые изделия):

Показатель	Поколения РЭА
	2	3	4	5
1. Элементная база	П/п приборы, миниатюрные ЭРЭ	ИС	БИС СБИС	Большие гибридные микросборки БИС, СБИС и изделия ф-нальной электроники
2. Степень интеграции изделия	Дискретные эл-ты	102 – 103 эл-тов	104	105 – 106
3. Применение в изделии	–––	–––	Отдельные узлы	Много-ф-нальные модули
4. Метод конструирования	Ф-нально-узловой		Ф-нально-модульный
5. Монтаж	Однослойный печатный монтаж и двусторонний	Многослойный печатный монтаж	Шлейфовый и многослойный печатный монтаж
6. Конструкция блоков	С горизонтальным и вертикальным шасси	С ячейками разъёмной или книжной конструкции	С ячейками разъёмной или книжной конструкции в том числе герметичными

Конструктивная база – совокупность мех-ких эл-тов конструкции РЭА, обеспечивающих мех-кую прочность и защиту от дестабилизирующих воздействий, а также мех-кое упр-ние аппаратуры.

По конструктивной базе РЭА можно разделить на:

• мех-кие детали и узлы упр-ния;

• несущие конструкции (НК).

Мех-кие детали и узлы упр-ния служат для плавного или скачкообразного, вращательного или поступательного перемещения исполнительных устройств, при изменении положения подвижных частей к-рых меняются входные, выходные и др. параметры аппаратуры (переменные конденсаторы, переключатели, тумблеры и т.д.). Также к этой группе относятся кнопки, ручки упр-ния, а также отсчитывающие устр-ва, с помощью к-рых определяются значения измеряемой величины визуальным наблюдением (амперметры, вольтметры и т.д.).

Несущая конструкция (НК) – эл-т конструкции или совокупность эл-тов, предназначенных для размещения составных частей аппаратуры и обеспечение их устойчивости к воздействиям в заданных условиях эксплуатации. НК – сложная мех-кая система, состоящая из большого кол-ва деталей и эл-тов, соединённых между собой разъёмными и неразъёмными соединениями. НК обеспечивает необходимое положение ЭРЭ в пр-ве, наличие эл-ких и магнитных связей между ними, защиту от дестабилизирующих факторов условий эксплуатации, придаёт изделию товарный вид.

К НК относят печатные и монтажные платы, рамки, каркасы, кожухи блоков, рамы, стеллажи, стойки, шкафы и др.