Глава7. Механические характеристики конструкций рэс

В данном разделе курса продолжается рассмотрение содержания действий в процессе проектирования конструкций РЭС. Главным является изучение основ теории и практики обеспечения защищенности РЭС от внешних механических воздействий за счет обеспечения соответствующих механических характеристик конструкции.

Для достижения цели необходимо рассмотреть виды воздействий, механические характеристики конструкций РЭС, способы и конструктивную реализацию защиты, а также основные положения методик анализа поведения конструкций при механических воздействиях.

1. Виды и характеристики механических воздействий на рэс

В процессе эксплуатации, транспортировки и хранения изделия могут испытывать механические воздействия, характеризуемые д и а п а з о н о м ч а с т о т к о л е б а н и й, а м п л и т у д о й, у ск о р е н и е м, в р е м е н е м д е й с т в и я.

Причинами механических воздействий могут быть в и б р а ц и и 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 у д а р н ы е 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 а к у с т и ч е с к о г о 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 у д а р о в, в и б р а ц и й и л и н е й н ы х у с к о р е н и й 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.

К а ч е с т в е н н о все виды механических воздействий можно разделить на вибрации, удары , линейные ускорения и акустический шум.

К о л и ч е с т в е н н о все перегрузки можно охарактеризовать спектром гармонических частот и стационарностью процесса.