طراحی حرارتی تجهیزات الکترونیکی نظامی

با توسعه سریع علم و فناوری، تجهیزات الکترونیکی درگیر در زمینه دفاع ملی و تجهیزات نظامی به طور فزاینده‌ای پیچیده، پیچیده و هوشمند شده‌اند.

در عین حال، با توجه به الزامات کاربردهای نظامی برای کوچک سازی محصول، وزن سبک، سفارشی سازی و قابلیت اطمینان بالا، مهندسان در طول فرآیند طراحی با سازگاری الکترومغناطیسی با موج میلی متری، خنک سازی هدایت تحت چگالی شار حرارتی بالا و آب بندی در شرایط سخت مواجه هستند. محیط ها یک سری چالش.

چالش های طراحی حرارتی تجهیزات نظامی

(1) محیط کار تجهیزات نظامی پیچیده است ارتفاع، دمای بالا، دمای پایین، رطوبت، شوک دما، تابش حرارتی خورشیدی، لرزش شوک، یخ زدگی و محیط های مختلف خشن (قارچ، صحرا، گرد و غبار، دوده و غیره) همه درجات مختلفی بر طراحی حرارتی آن تأثیر می گذارد.

علاوه بر شرایط مرزی پیچیده، بزرگترین چالش در مدیریت حرارتی محصولات الکترونیکی در صنایع دفاعی، شوک حرارتی کوتاه مدت است.

این محصولات الکترونیکی اغلب در معرض یک محیط حرارتی شدید قرار دارند.

فرض کنید یک جت جنگنده پارک شده در دریای کارائیب اکنون قصد انجام یک ماموریت را دارد.

هواپیما در این زمان در سطح دریا قرار دارد و دما و رطوبت هوا بسیار مناسب است.

هنگامی که هواپیما بلند می شود، در یک محیط با ارتفاع بالا و دمای زیر صفر قرار می گیرد و شرایط مرزی محصولات الکترونیکی در عرض چند دقیقه یا حتی چند ثانیه تغییر می کند. بنابراین، محصولات الکترونیکی موجود در هواپیما باید بتوانند در طیف وسیعی از دمای محیط کار کنند.

(2) پردازش بزرگ و تولید حرارت بالا

با توجه به ماهیت وظایف نظامی، این محصولات الکترونیکی به ناچار منجر به حجم نسبتاً زیادی پردازش داده ها می شوند و در عین حال به سرعت پردازش داده های سریع تری، به نسبت کم، نیاز دارند و مصرف گرمای محصولات الکترونیکی به شدت افزایش می یابد.

بنابراین، شرایط سخت محیطی و افزایش سریع مصرف حرارتی تراشه، مدیریت حرارتی محصولات الکترونیکی در صنایع دفاعی را با چالش های بزرگی روبرو می کند.

(3) سبک وزن و قابلیت اطمینان کامل، دشواری طراحی حرارتی را افزایش می دهد برای تجهیزات الکترونیکی در جو یا محیط فضای بیرونی، وزن یک عنصر بسیار مهم است.

هرچه وزن سبک تر باشد، محصول طولانی تر به کار خود ادامه می دهد و هزینه کمتری دارد. بدیهی است که با توجه به ویژگی های موجود جنگنده های جت، موشک ها، تانک ها و غیره، محصولات الکترونیکی در یک محیط حرارتی خشن قرار دارند، بنابراین قابلیت اطمینان حرارتی محصولات الکترونیکی در صنایع دفاعی عامل بسیار مهمی است.

به دلیل مصرف بالای حرارت محصولات الکترونیکی نظامی و محیط سخت کاری، معمولا جریان حرارتی بالاتری ارائه می دهند. مشابه سایر محصولات الکترونیکی باید سیستم خنک کننده خوبی داشته باشند و اندازه فضا، وزن، مصرف گرما و مصرف حرارت تجهیزات در نظر گرفته شود. محافظ الکترومغناطیسی و سایر الزامات.

در حال حاضر بسیاری از مهندسان ترجیح می دهند از روش های خنک کننده هیبریدی برای طراحی حرارتی محصولات الکترونیکی استفاده کنند.

بیشتر تراشه‌های الکترونیکی از اتلاف گرما با هوا خنک استفاده می‌کنند و دستگاه‌های دفع حرارت با آب خنک برای دستگاه‌هایی که گرمای زیادی مصرف می‌کنند استفاده می‌شود.

اما برای وسایل الکترونیکی در پرواز فضایی یا فضای بیرونی، این نوع روش اتلاف گرما توصیه نمی شود و باید یک سیستم خنک کننده مایع فشرده تری طراحی شود.

به عنوان مثال، استفاده از مواد بستر رسانایی حرارتی بالا، صفحات دمای یکنواخت VC، لوله های حرارتی، TEC تعبیه شده در قالب تراشه، خنک کننده جت یا خنک کننده مایع غوطه وری مستقیم، به طوری که گرما را می توان به مایع و سپس به مایع منتقل کرد. سیستم خنک کننده در مبدل حرارتی.

در حال حاضر، محصولات اتلاف حرارت مورد استفاده در تجهیزات نظامی و فناوری هسته، همه توسط شرکت های اصلی کنترل می شوند.

امید است در چند سال آینده مواد اتلاف حرارت بیشتری با رسانایی حرارتی بالاتر و عملکرد پردازشی بهتر در کشور پدید آید تا بتواند نه تنها پاسخگوی اتلاف حرارت محصولات الکترونیکی نظامی باشد، بلکه تضمین و محافظت برای عملکرد عادی تجهیزات الکترونیکی نظامی، و همچنین می تواند به طور گسترده ای ترویج شود. و برای حل بازار کنترل حرارتی تجهیزات غیرنظامی پیشرفته و ترویج ادغام فناوری نظامی و غیرنظامی استفاده می شود.