Sõjaliste elektroonikaseadmete soojusprojekteerimine

Teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga on riigikaitse ja sõjavarustuse valdkonnas kasutatavad elektroonikaseadmed muutunud üha keerukamaks, keerukamaks ja intelligentsemaks.

Samal ajal seisavad insenerid seoses militaarrakenduste nõuetega toodete miniaturiseerimise, kerge kaalu, kohandamise ja suure töökindluse osas silmitsi millimeeterlaine elektromagnetilise ühilduvusega projekteerimisprotsessi ajal, juhtiva jahutusega suure soojusvoo tiheduse korral ja tihendamisega karmides tingimustes. keskkondades. Väljakutsete jada.

Sõjavarustuse soojusdisaini väljakutsed

(1) Sõjavarustuse töökeskkond on keeruline Kõrgus, kõrge temperatuur, madal temperatuur, niiskus, temperatuurišokk, päikese soojuskiirgus, šokivibratsioon, jäätumine ja mitmesugused karmid keskkonnad (seen, kõrb, tolm, tahm jne) omavad erineval määral mõju selle termilisele disainile.

Lisaks keerulistele piirtingimustele on kaitsetööstuse elektroonikatoodete soojusjuhtimise suurimaks väljakutseks lühiajaline termošokk.

Need elektroonikatooted puutuvad sageli kokku äärmusliku termilise keskkonnaga.

Oletame, et Kariibi merele pargitud hävitaja hakkab nüüd missiooni täitma.

Lennuk on sel ajal merepinnal ning temperatuur ja õhuniiskus on väga sobivad.

Kui lennuk õhku tõuseb, on see kõrgel kõrgusel, alla külmumistemperatuuri keskkonnas ning elektroonikatoodete piirtingimused muutuvad minutite või isegi sekundite jooksul. Seetõttu peavad lennukis olevad elektroonikatooted suutma töötada laias ümbritseva keskkonna temperatuurivahemikus.

(2) Suur töötlemine ja kõrge soojuse tootmine

Sõjaliste ülesannete iseloomust tulenevalt toovad need elektroonikatooted paratamatult kaasa suhteliselt suure andmetöötlusmahu ja nõuavad samal ajal suuremaid andmetöötluskiirusi, vastavalt madalaid, ning elektroonikatoodete soojustarve suureneb järsult.

Seetõttu seavad karmid keskkonnatingimused ja kiibi kiiresti kasvav soojustarbimine kaitsetööstuse elektroonikatoodete soojusjuhtimise silmitsi suurte väljakutsetega.

(3) Kerge kaal ja täiuslik töökindlus muudavad termilise disaini keerukamaks Atmosfääris või kosmosekeskkonnas olevate elektroonikaseadmete puhul on kaal väga oluline element.

Mida kergem on kaal, seda kauem toode töötab ja seda madalam on selle maksumus. Ilmselgelt on elektroonikatooted reaktiivhävitajate, rakettide, tankide jms olemasolevate omaduste tõttu karmis termilises keskkonnas, mistõttu on kaitsetööstuse elektroonikatoodete soojuslik töökindlus väga oluline tegur.

Sõjaväe elektroonikatoodete suure soojustarbimise ja karmi töökeskkonna tõttu on neil tavaliselt suurem soojusvoog. Sarnaselt muudele elektroonikatoodetele peab neil olema hea jahutussüsteem ning arvesse tuleb võtta seadmete ruumi suurust, kaalu, soojustarbimist ja soojustarbimist. Elektromagnetiline varjestus ja muud nõuded.

Praegu eelistavad paljud insenerid elektroonikatoodete termilise disaini jaoks kasutada hübriidjahutusmeetodeid.

Enamik elektroonikakiipe kasutab õhkjahutusega soojuse hajutamist ning palju soojust tarbivate seadmete puhul kasutatakse vesijahutusega soojuseraldusseadmeid.

Kuid kosmoselennul või kosmoses lendavate elektroonikaseadmete jaoks ei ole selline soojuse hajutamise meetod soovitatav ja tuleb kavandada kompaktsem vedelikjahutussüsteem.

Näiteks kõrge soojusjuhtivusega substraadimaterjalide, VC ühtlase temperatuuri plaatide, soojustorude, kiibi sisseehitatud TEC-i kasutamine, jugajahutus või otsekümblusvedelikjahutus, et soojust saaks üle kanda vedelikule ja seejärel vedelikule. jahutussüsteem Soojusvahetis.

Praegu kontrollivad sõjavarustuses kasutatavad soojuse hajutamise tooted ja põhitehnoloogia kõik peaettevõtted.

Loodetavasti ilmub riiki lähiaastatel rohkem soojust hajutavaid materjale, millel on suurem soojusjuhtivus ja paremad töötlemisomadused, nii et need ei suuda mitte ainult täita sõjaliste elektroonikatoodete soojuse hajumist, vaid pakkuda ka garantiid ja kaitset sõjaliste elektroonikaseadmete normaalset toimimist ja seda saab ka laialdaselt edendada. Seda kasutatakse kõrgekvaliteediliste tsiviilseadmete soojusjuhtimise turu lahendamiseks ning sõjalise ja tsiviiltehnoloogia integreerimise edendamiseks.