Вопросы к государственному экзамену

по дисциплине

Конструктивно-технологические особенности проектирования изделий систем управления

1. Условия эксплуатации и их влияние на конструкцию электронной аппаратуры.

2. Модульный принцип конструирования, конструктивная иерархия элементов, узлов и устройств систем управления.

3. Печатные платы, их характеристики. Методы изготовления печатных плат.

4. Система базовых несущих конструкций электронной аппаратуры.

5. Обеспечение надежной работы конструкции электронной аппаратуры.

6. Методы и средства обеспечения нормальных тепловых режимов электронной аппаратуры.

7. Проектирование эргономичных узлов и устройств электронной аппаратуры.

1. Условия эксплуатации и их влияние на конструкцию электронной аппаратуры.

Вся РЭА делится по функциональному назначению, условиям эксплуатации, схемотехнической и конструктивной базе.

По функциональному назначению РЭА делится: радиолокационная, телевизионная, аппаратура проводной связи и радиосвязи, телеграфная, звукозаписывающая, вычислительная, аппаратура телемеханики, автоматического регулирования и управления, гидролокационная, навигационная, электротехническая, контрольно-измерительная, ультразвуковая аппаратура.

Условия эксплуатации РЭА имеют различную физико-химическую природу и изменяются в широких пределах. Факторы, влияющие на работоспособность РЭА, делятся на: климатические, механические, радиационные

К климатическим факторам относятся: изменение температуры и влажности окружающей среды; изменение атмосферного давления; наличие движущихся потоков пыли, песка; присутствие активных веществ в окружающей атмосфере; наличие солнечного облучения, грибковых образований (плесень); взрывоопасная атмосфера.

Действие того или иного климатического фактора на работоспособность РЭА определяется климатической зоной, в которой эксплуатируется аппаратура или высотой над уровнем моря.

Климатической зоной называют участок поверхности земли, на котором в течение 30-50 лет наблюдаются постоянные метеорологические условия. В соответствии со стандартом различают следующие климатические зоны:

У – умеренный (зона умеренного климата);

ХЛ – холодный;

Т - тропический влажный и сухой: ТВ - тропический влажный; ТС - тропический сухой;

М - умеренно - холодный морской климат: ТМ - тропический морской; ОМ - для судов с неограниченным районом плавания;

О - все климатические зоны на суше;

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

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

1. категория – аппаратура, предназначенная для эксплуатации на открытом воздухе;

2. категория – аппаратура для работы в помещениях, где условия мало отличаются от открытого воздуха (например, палаточный навес, кузов машины и т.д.);

3. категория - аппаратура, предназначенная для эксплуатации в неотапливаемых закрытых помещениях с естественной вентиляцией;

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

5. категория - аппаратура для работы в помещениях с повышенной влажностью (например, трюм корабля, подвалы и т.д.)

Конкретные значения температуры и влажности воздуха для различных климатических исполнений и категорий аппаратуры указаны в соответствующих стандартах.

К механическим факторам относят: воздействие вибрации, ударов, линейного ускорения, акустического удара; наличие невесомости.

К радиационным факторам относят: космическую радиацию; радиацию от реакторов, атомных двигателей; облучение потоком гамма фотонов, быстрыми нейтронами, альфа частицами и т.д.

Некоторые факторы могут проявлять себя независимо от остальных, а некоторые - в совместном действии с другими факторами той или другой группы (например, наличие движущегося потока песка неизбежно приводит к возникновению вибраций в конструктивных элементах РЭА).

Виброустойчивость - определяет способность аппаратуры устойчиво работать в условиях вибрации. Вибропрочность - характеризует качество конструкции, т.е. способность противостоять разрушающему воздействию вибраций в нерабочем состоянии и продолжать нормально работать при включении после снятия вибрационных нагрузок.

В зависимости от того, какие дестабилизирующие факторы воздействуют на аппаратуру, её конструкция должна быть: тепло- и хладоустойчивая; влагоустойчивая; вибро- и ударопрочная; работающая в зоне ионизирующих излучений.

Характер и интенсивность воздействия климатических (в меньшей степени), механических и радиационных (в большей степени) факторов зависят от тактики использования и объекта размещения РЭА.

Классифицируя РЭА по этому признаку, ее можно разделить на стационарную, транспортируемую и портативную. Каждая из этих групп включает в себя аппаратуру различных классов и назначения.

Стационарная - аппаратура, предназначенная для работы в определенном наземном пункте.

Транспортируемая - аппаратура, устанавливаемая и эксплуатируемая на автомобилях, автоприцепах, железнодорожном и гусеничном транспорте (наземная), морская и бортовая РЭА (самолетная и космическая).

Портативная - занимает промежуточное положение между стационарной и транспортируемой. Ее транспортировку осуществляет человек (носимая).

Условия эксплуатации РЭА обычно указываются в техническом задании, которое выдается в конструкторские подразделения на разработку аппаратуры. В ТЗ условия эксплуатации задаются двумя способами:

1) указание группы эксплуатации изделия по соответствующему стандарту - применяют, когда заранее известен объект, на котором будет установлено изделие, место размещения изделия на этом объекте и район эксплуатации.

2) перечисление действующих факторов с указанием числовых характеристик -применяется, если: 1) изделие эксплуатируется на новых объектах (например, ИСЗ, новые типы самолетов); 2) условия эксплуатации отличаются от стандартных.

Знание климатических и механических факторов, воздействующих на разрабатываемую РЭА, необходимо конструктору для расчета конструкции на прочность и жесткость, для выбора ЭРЭ, материалов, покрытий и для конструирования её так, чтобы она была полностью работоспособна в заданных условиях эксплуатации.