Provocările de proiectare termică ale echipamentelor militare
Mediul de lucru al echipamentelor militare este complicat
Altitudinea, temperatura ridicata, temperatura scazuta, umiditatea, socul de temperatura, radiatia solara termica, vibratiile de soc, givra, diversele medii dure (ciuperca, desert, praf, funingine etc.) toate au grade diferite de influenta asupra designului sau termic. Pe lângă condițiile la limită complexe, cea mai mare provocare în managementul termic al produselor electronice din industria de apărare este șocul termic pe termen scurt.
Aceste produse electronice sunt adesea expuse la un mediu termic extrem. Să presupunem că un avion de luptă parcat în Marea Caraibelor va îndeplini acum o misiune. Aeronava este la nivelul mării în acest moment, iar temperatura și umiditatea sunt foarte potrivite. Când aeronava decolează, se va afla într-un mediu la altitudine mare, cu temperatură sub îngheț, iar condițiile de delimitare ale produselor electronice vor fi modificate în câteva minute sau chiar secunde. Prin urmare, produsele electronice din aeronave trebuie să poată funcționa într-o gamă largă de temperaturi ambientale de lucru.
Următoarea imagine arată rolul designului termic într-un produs electronic de succes și impactul mediului asupra acestuia. Se poate observa că altitudinea, temperatură ridicată, temperatură scăzută, umiditate, șoc de temperatură, radiații solare termice, vibrații de șoc, gheață și diverse medii dure (ciuperci, deșert, praf, funingine etc.) au toate grade diferite de influență asupra design termic.
Procesați o mulțime de date și generați mai multă căldură
Datorită naturii sarcinilor militare, aceste produse electronice vor face inevitabil ca aceste produse electronice să efectueze o cantitate mai mare de prelucrare a datelor și, în același timp, necesită viteze mai rapide de procesare a datelor, iar consumul de căldură al produselor electronice va crește brusc. Prin urmare, condițiile dure de mediu și creșterea rapidă a consumului de căldură al cipurilor fac ca managementul termic al produselor electronice din industria de apărare să se confrunte cu provocări uriașe. Fiabilitatea ușoară și perfectă crește dificultatea designului termic
Pentru echipamentele electronice din atmosfera sau mediul cosmic, greutatea este un element foarte important. Cu cât greutatea este mai mică, cu atât produsul va continua să funcționeze mai mult și cu atât costul este mai mic. Evident, datorită caracteristicilor existente ale avioanelor cu reacție, rachete, tancuri etc., produsele electronice se află într-un mediu termic dur, astfel încât fiabilitatea termică a produselor electronice din industria de apărare este un factor foarte important.
Proiectarea termică a echipamentelor militare
Datorită consumului mare de căldură al produselor electronice militare și a mediului dur de lucru, acestea prezintă de obicei un flux de căldură mai mare. Similar altor produse electronice, acestea trebuie să aibă un sistem de răcire bun, iar dimensiunea spațiului, greutatea, consumul de căldură și consumul de căldură al echipamentului trebuie luate în considerare. Ecranarea electromagnetică și alte cerințe.
Sistemele electronice normale tind să fie proiectate ca incinte închise, iar majoritatea produselor electronice sunt izolate de sistemul de răcire cât mai mult posibil. Imaginați-vă un Hummer Mercedes-Benz în deșert. Daca produsele electronice nu sunt sigilate ermetic, diversele medii de lucru precum nisipul, resturile, etc., vor paraliza produsele electronice.
În prezent, mulți ingineri preferă să folosească metode hibride de răcire pentru proiectarea termică a produselor electronice. Majoritatea cipurilor electronice folosesc disiparea căldurii răcite cu aer, iar dispozitivele de disipare a căldurii răcite cu apă sunt folosite pentru dispozitivele care consumă multă căldură. Dar pentru dispozitivele electronice din zborul spațial sau din spațiul cosmic, acest tip de metodă de disipare a căldurii nu este recomandabil și trebuie proiectat un sistem de răcire cu lichid mai compact.
De exemplu, utilizarea materialelor substrat cu conductivitate termică ridicată, plăci de temperatură uniformă VC, conducte de căldură, TEC încorporate în matriță, răcire cu jet sau răcire cu lichid prin imersie directă, astfel încât căldura să poată fi transferată la lichid și apoi la răcirea cu lichid. sistem În schimbătorul de căldură. După cum se arată în figura de mai jos:
