Προκλήσεις θερμικού σχεδιασμού στρατιωτικού εξοπλισμού
Το περιβάλλον εργασίας του στρατιωτικού εξοπλισμού είναι περίπλοκο
Υψόμετρο, υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή θερμοκρασία, υγρασία, θερμοκρασιακό σοκ, ηλιακή θερμική ακτινοβολία, κραδασμός κραδασμού, παγοποίηση, διάφορα σκληρά περιβάλλοντα (μύκητες, έρημος, σκόνη, αιθάλη, κ.λπ.) όλα έχουν διαφορετικούς βαθμούς επιρροής στη θερμική του σχεδίαση. Εκτός από τις πολύπλοκες οριακές συνθήκες, η μεγαλύτερη πρόκληση στη θερμική διαχείριση ηλεκτρονικών προϊόντων στην αμυντική βιομηχανία είναι το βραχυπρόθεσμο θερμικό σοκ.
Αυτά τα ηλεκτρονικά προϊόντα συχνά εκτίθενται σε ένα ακραίο θερμικό περιβάλλον. Ας υποθέσουμε ότι ένα μαχητικό τζετ σταθμευμένο στην Καραϊβική Θάλασσα πρόκειται τώρα να εκτελέσει μια αποστολή. Το αεροσκάφος αυτή τη στιγμή βρίσκεται στο επίπεδο της θάλασσας και η θερμοκρασία και η υγρασία είναι πολύ κατάλληλες. Όταν το αεροσκάφος απογειώνεται, θα βρίσκεται σε περιβάλλον μεγάλου υψόμετρου, θερμοκρασίας κάτω από το μηδέν, και οι οριακές συνθήκες των ηλεκτρονικών προϊόντων θα αλλάξουν μέσα σε λίγα λεπτά ή και δευτερόλεπτα. Επομένως, τα ηλεκτρονικά προϊόντα στο αεροσκάφος πρέπει να μπορούν να λειτουργούν σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών περιβάλλοντος Εργασία.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει τον ρόλο του θερμικού σχεδιασμού σε ένα επιτυχημένο ηλεκτρονικό προϊόν και την επίδραση του περιβάλλοντος σε αυτό. Μπορεί να φανεί ότι το υψόμετρο, η υψηλή θερμοκρασία, η χαμηλή θερμοκρασία, η υγρασία, το θερμοκρασιακό σοκ, η ηλιακή θερμική ακτινοβολία, οι κραδασμοί κραδασμών, το πάγο και διάφορα σκληρά περιβάλλοντα (μύκητες, έρημος, σκόνη, αιθάλη, κ.λπ.) έχουν όλα ποικίλους βαθμούς επίδρασης θερμικός σχεδιασμός.
Επεξεργαστείτε πολλά δεδομένα και δημιουργήστε περισσότερη θερμότητα
Λόγω της φύσης των στρατιωτικών εργασιών, αυτά τα ηλεκτρονικά προϊόντα αναπόφευκτα θα αναγκάσουν αυτά τα ηλεκτρονικά προϊόντα να αναλάβουν μεγαλύτερο όγκο επεξεργασίας δεδομένων και ταυτόχρονα να απαιτήσουν μεγαλύτερες ταχύτητες επεξεργασίας δεδομένων και η κατανάλωση θερμότητας των ηλεκτρονικών προϊόντων θα αυξηθεί απότομα. Ως εκ τούτου, οι σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες και η ταχέως αυξανόμενη κατανάλωση θερμότητας των τσιπ καθιστούν τη θερμική διαχείριση ηλεκτρονικών προϊόντων στην αμυντική βιομηχανία να αντιμετωπίζει τεράστιες προκλήσεις. Το ελαφρύ και η τέλεια αξιοπιστία αυξάνουν τη δυσκολία του θερμικού σχεδιασμού
Για ηλεκτρονικό εξοπλισμό στην ατμόσφαιρα ή στο περιβάλλον του διαστήματος, το βάρος είναι πολύ σημαντικό στοιχείο. Όσο πιο ελαφρύ είναι το βάρος, τόσο περισσότερο θα συνεχίσει να λειτουργεί το προϊόν και τόσο χαμηλότερο είναι το κόστος. Προφανώς, λόγω των υφιστάμενων χαρακτηριστικών των αεροσκαφών, των πυραύλων, των τανκς κ.λπ., τα ηλεκτρονικά προϊόντα βρίσκονται σε σκληρό θερμικό περιβάλλον, επομένως η θερμική αξιοπιστία των ηλεκτρονικών προϊόντων στην αμυντική βιομηχανία είναι πολύ σημαντικός παράγοντας.
Θερμικός σχεδιασμός στρατιωτικού εξοπλισμού
Λόγω της υψηλής κατανάλωσης θερμότητας των στρατιωτικών ηλεκτρονικών προϊόντων και του σκληρού περιβάλλοντος εργασίας, συνήθως παρουσιάζουν υψηλότερη ροή θερμότητας. Παρόμοια με άλλα ηλεκτρονικά προϊόντα, πρέπει να διαθέτουν καλό σύστημα ψύξης και να λαμβάνεται υπόψη το μέγεθος του χώρου, το βάρος, η κατανάλωση θερμότητας και η κατανάλωση θερμότητας του εξοπλισμού. Ηλεκτρομαγνητική θωράκιση και άλλες απαιτήσεις.
Τα κανονικά ηλεκτρονικά συστήματα τείνουν να σχεδιάζονται ως κλειστά περιβλήματα και τα περισσότερα ηλεκτρονικά προϊόντα είναι όσο το δυνατόν περισσότερο απομονωμένα από το σύστημα ψύξης. Φανταστείτε ένα Hummer Mercedes-Benz στην έρημο. Εάν τα ηλεκτρονικά προϊόντα δεν είναι ερμητικά σφραγισμένα, τα διάφορα περιβάλλοντα εργασίας όπως άμμος, σκουπίδια κ.λπ., θα παραλύσουν τα ηλεκτρονικά προϊόντα.
Επί του παρόντος, πολλοί μηχανικοί προτιμούν να χρησιμοποιούν υβριδικές μεθόδους ψύξης για τον θερμικό σχεδιασμό ηλεκτρονικών προϊόντων. Τα περισσότερα ηλεκτρονικά τσιπ χρησιμοποιούν αερόψυκτη απαγωγή θερμότητας και οι υδρόψυκτες συσκευές απαγωγής θερμότητας χρησιμοποιούνται για συσκευές που καταναλώνουν πολλή θερμότητα. Αλλά για ηλεκτρονικές συσκευές σε πτήση στο διάστημα ή στο διάστημα, αυτού του είδους η μέθοδος απαγωγής θερμότητας δεν ενδείκνυται και πρέπει να σχεδιαστεί ένα πιο συμπαγές σύστημα ψύξης υγρού.
Για παράδειγμα, η χρήση υλικών υποστρώματος υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, πλάκες ομοιόμορφης θερμοκρασίας VC, σωλήνες θερμότητας, TEC ενσωματωμένοι στη μήτρα, ψύξη με πίδακα ή ψύξη υγρού απευθείας εμβάπτισης, έτσι ώστε η θερμότητα να μπορεί να μεταφερθεί στο υγρό και στη συνέχεια στην υγρή ψύξη σύστημα Στον εναλλάκτη θερμότητας. Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
