13.4 Особенности топологического конструирования гибридно-интегральных узлов.

В перспективе с расширяющейся миниатюризацией, наряду с ПП важное место займут новые конструктивные решения на основе крупноформатных гибридно-интегральных узлов или модулей.

Главным их преимуществом является повышенный теплоотвод по металлическому основанию и упрощенная техника герметизации при использовании как бескорпусной элементной базы, так и бескорпусных тонкопленочных микросборок. Традиционная ПП на стеклотекстолитовом основании добросовестно выполняет свои монтажно-соединительные и крепежные функции при условии, что размещаемые на ней элементы герметизированы, и суммарная мощность потерь в элементах на ней имеет единицы Ватт.

Прямое размещение на ПП бескорпусных элементов невозможно, т.к. стеклотекстолитовое основание исключает возможность надежной герметизации. Но выпуск надежных герметичных корпусов для микросборок (в особенности увеличенных габаритов (30x48)) является задачей соизмеримой по сложности с производством самих микросборок.

Основой интегральной платы ПП является стеклоэмаль (ситал) долговременной влагостойкости, рисунок на который выполняется по толстопленочной технологии. На этом же основании выполняются некоторые напыляемые элементы типа W, R и C или L. По специальной технологии пайкой золотыми проволочками крепятся такие бескорпусные элементы как VT и VD. Размещение такой ИП в базовой несущей конструкции модуля с многовыводным соединителем ведет к получению гибридно-интегральных модуля (ГИМ). ГИМ позволяет рассеивать уже десятки Ватт.

13.5 Несущие конструкции высших структурных уровней.

При разработке как и РЭА, так и любого изделия ЭЛА конструктор должен обосновываться системным подходом, т.е. выбор любого варианта должен быть всесторонне обоснован и проверен, исходя из требований производства, эксплуатации и ремонта. Только системный подход позволяет подойти наиболее близко к оптимальному варианту конструкции.

Основным элементом при функционально-блочном конструировании является блок, который объединяет кассеты, ячейки, печатные платы и другие элементы низших уровней. Отличительной чертой блока является лицевая панель.

В настоящее время промышленностью разработаны и выпускаются типовые ряды блоков для размещения на различных носителях. Так, ГОСТ 17045-71 и ГОСТ 17413-72 предусматривают основные и габаритные размеры самолетной РЭА. ОСТ 4Г0.410.009 регламентирует конструкции и размеры шкафов и шасси блоков наземной РЭА (Рис 13.8).

Эти документы регламентируют внешнее оформление и габариты. А взаимное расположение входящих частей, их электрическая совместимость, обеспечение теплового режима, обеспечения долговечности и надежности при эксплуатации блока на конкретном носителе – взаимная увязка и выполнение всех этих требований остается за конструктором.

3 4

5

1 2

6

7

Рис. 13.8 Электронный блок самолетной РЭА.

1 – передняя панель; 5 – направляющая;

2 – угольник; 6 – задняя панель;

3 – объединенная печатная плата; 7 – ячейка с соединителем РППМ26.

4 – розетка соединительная РППМ26;

В качестве примера рассмотрим блок реальной конструкции, предназначенной для установки на стеллажах самолета. В соответствии с ГОСТ 17045-71 ‘’корпуса блоков самолетной РЭА‘’ блоки могут быть малые (М), короткие (К), средние (С) и длинные (Д), малые низкие (МН) и короткие низкие (КН). Ширина блока может дискретно меняться в пределах от 57 до 390 мм. Ширина блока (в мм) определяется зависимостью

В₁=Вn+(n-1),

где В – ширина исходного блока (57 мм);

n – целое число в пределах от 1 до 6;

 - зазор между блоками, 10 мм.

По высоте блоки делятся на низкие (Н) 88 мм и высокие (В) 194 мм. Таким образом блок обозначенный 2МН, имеет ширину 124 мм, высоту 88 мм и длину 250 мм.

L=250мм=const для всех самолетных блоков.

Выбранный типоразмер может оказаться не обеспечивающим достаточно высоко заполнение блока навесными элементами. Нарушать же функционально-узловой принцип разработки нецелесообразно по условиям эксплуатации и производства. Кроме того, после отступления от этого принципа увеличивается число коммутационных связей, что также не выгодно. Поэтому большинство блоков в современной РЭА имеет разные коэффициенты заполнения объема и с этим недостатком приходится мериться.

Блоки, согласно ГОСТ, должны входить в общую структуру самолетной РЭА.

П ри выборе конструкции блока с учетом ремонтопригодности необходимо исходить из условий эксплуатации аппаратуры с целью максимального удовлетворения требований по уменьшению времени простоя, простоты и дешевизны ремонта.

Принятое конструктивное решение в сильной степени влияет на ремонтопригодность. Для повышения ремонтопригодности должно быть предусмотрено:

1. доступность всех входящих частей для осмотра и замены без предварительного удаления других частей конструкции;

2. контрольные точки для подсоединения измерительных приборов при проверке работы РЭА;

3. предотвращение неправильного соединения разъемных частей;

4. возможность установки на столе извлеченных частей в любом удобном положении;

5. предотвращение утери крепежа при ремонтных работах;

6. применение быстросъемных фиксаторов вместо резьбовых соединений;

7. сокращение времени вынужденного простоя.

Выполнение п.1 достигается путем исполнения конструкций блоков, доступ к внутренним частям осуществляется за счет: а) раскрытия, б) выдвижения, в) поворота

(Рис. 13.10).

а б в

Рис. 13.10 Исполнение конструкций самолетных блоков:

а) книжная конструкция блока б) выдвигаемый блок в) блок поворотной конструкции.

Метод раскрытия широко используется в блоках книжной конструкции и позволяет обеспечить доступ к любой ПП, расположенной на откидной рамке. При использовании конструкции с однопарным шарниром общее число ‘’страниц’’ не превышает четырех, на двойных шарнирах конструкция более ремонтоудобна.

Метод выдвижения предполагает полное или частичное выдвижение частей по направляющим.

Пространственная компоновка блоков – это размещение элементов блока в пространстве. Она труднее, чем компоновка в плоскости. ЭВМ пока такую работу выполнить не может и производится компоновка пространственная только вручную. Ручной процесс компоновки отнимает много времени.

К настоящему времени известно несколько методов пространственной компоновки: модельные (из пенопласта), аппликационные (эскизные), натурные (с использованием реальных конструкций) и т.д.