עיצוב תרמי של ציוד אלקטרוני צבאי

עם ההתפתחות המהירה של המדע והטכנולוגיה, הציוד האלקטרוני העוסק בתחום ההגנה הלאומית והציוד הצבאי הפך ליותר ויותר מורכב, מתוחכם וחכם.

יחד עם זאת, בשל הדרישות של יישומים צבאיים למזעור מוצר, משקל קל, התאמה אישית ואמינות גבוהה, המהנדסים מתמודדים עם תאימות אלקטרומגנטית של גלי מילימטרים במהלך תהליך התכנון, קירור הולכה בצפיפות שטף חום גבוהה ואיטום בתנאי קשוח. סביבות. שורה של אתגרים.

אתגרי עיצוב תרמי של ציוד צבאי

(1) סביבת העבודה של ציוד צבאי היא מסובכת גובה, טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, לחות, הלם טמפרטורה, קרינה תרמית סולארית, רעידות זעזועים, דובדבן, וסביבות קשות שונות (פטריות, מדבר, אבק, פיח וכו') כולם יש דרגות שונות של השפעה על העיצוב התרמי שלו.

בנוסף לתנאי גבול מורכבים, האתגר הגדול ביותר בניהול תרמי של מוצרים אלקטרוניים בתעשייה הביטחונית הוא ההלם התרמי לטווח קצר.

מוצרים אלקטרוניים אלו חשופים לרוב לסביבה תרמית קיצונית.

נניח שמטוס קרב חונה בים הקריבי הולך כעת לבצע משימה.

המטוס נמצא בשלב זה בגובה פני הים, והטמפרטורה והלחות מתאימות מאוד.

כאשר המטוס ממריא, הוא יהיה בגובה רב, בסביבה של טמפרטורות מתחת לאפס, ותנאי הגבול של מוצרים אלקטרוניים ישתנו תוך דקות או אפילו שניות. לכן, המוצרים האלקטרוניים במטוס חייבים להיות מסוגלים לפעול בטווח רחב של טמפרטורות סביבה עבודה.

(2) עיבוד גדול וייצור חום גבוה

בשל אופי המשימות הצבאיות, מוצרים אלקטרוניים אלו יובילו בהכרח לכמות גדולה יחסית של עיבוד נתונים, ובמקביל ידרשו מהירויות עיבוד נתונים מהירות יותר, נמוכות בהתאם, וצריכת החום של מוצרים אלקטרוניים תגדל בחדות.

לכן, התנאים הסביבתיים הקשים וצריכת החום הגוברת במהירות של השבב גורמים לניהול התרמי של מוצרים אלקטרוניים בתעשייה הביטחונית להתמודד עם אתגרים עצומים.

(3) קל משקל ואמינות מושלמת מגדילים את הקושי של עיצוב תרמי עבור ציוד אלקטרוני באווירה או בחלל החיצון, משקל הוא מרכיב חשוב מאוד.

ככל שהמשקל קל יותר, המוצר ימשיך לעבוד זמן רב יותר, והעלות נמוכה יותר. מן הסתם, בשל המאפיינים הקיימים של מטוסי קרב סילון, טילים, טנקים וכדומה, מוצרים אלקטרוניים נמצאים בסביבה תרמית קשה, ולכן האמינות התרמית של מוצרים אלקטרוניים בתעשייה הביטחונית היא גורם חשוב ביותר.

בשל צריכת החום הגבוהה של מוצרים אלקטרוניים צבאיים וסביבת העבודה הקשה, הם בדרך כלל מציגים זרימת חום גבוהה יותר. בדומה למוצרים אלקטרוניים אחרים, עליהם להיות בעלי מערכת קירור טובה, ויש להתחשב בגודל החלל, המשקל, צריכת החום וצריכת החום של הציוד. מיגון אלקטרומגנטי ודרישות אחרות.

כיום, מהנדסים רבים מעדיפים להשתמש בשיטות קירור היברידיות לתכנון תרמי של מוצרים אלקטרוניים.

רוב השבבים האלקטרוניים משתמשים בפיזור חום מקורר באוויר, והתקני פיזור חום מקוררים במים משמשים למכשירים שצורכים הרבה חום.

אבל עבור מכשירים אלקטרוניים בטיסת חלל או בחלל החיצון, סוג זה של שיטת פיזור חום אינה מומלצת, ויש לתכנן מערכת קירור נוזלית קומפקטית יותר.

לדוגמה, שימוש בחומרי מצע מוליכות תרמית גבוהה, לוחות טמפרטורה אחידה VC, צינורות חום, TEC מוטבע בשבב Die, קירור סילון או קירור נוזל טבילה ישיר, כך שניתן להעביר חום לנוזל, ולאחר מכן לנוזל. מערכת קירור במחליף חום.

נכון לעכשיו, מוצרי פיזור החום המשמשים בציוד צבאי וטכנולוגיית הליבה נשלטים כולם על ידי המפעלים הראשיים.

יש לקוות שבשנים הקרובות יצוצו בארץ יותר חומרים לפיזור חום בעלי מוליכות תרמית גבוהה יותר וביצועי עיבוד טובים יותר, כך שיוכלו לא רק לעמוד בפיזור החום של מוצרי אלקטרוניקה צבאיים, אלא גם לספק אחריות והגנה על פעולה רגילה של ציוד אלקטרוני צבאי, וניתן גם לקדם אותה באופן נרחב. ומשמש כדי לפתור את שוק הבקרה התרמית של ציוד אזרחי מתקדם, ולקדם שילוב של טכנולוגיה צבאית ואזרחית.