التصميم الحراري للمعدات الإلكترونية العسكرية
مع التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا ، أصبحت المعدات الإلكترونية المستخدمة في مجال الدفاع الوطني والمعدات العسكرية معقدة ومتطورة وذكية بشكل متزايد.
في الوقت نفسه ، نظرًا لمتطلبات التطبيقات العسكرية لتصغير المنتج ، والوزن الخفيف ، والتخصيص والموثوقية العالية ، يواجه المهندسون التوافق الكهرومغناطيسي للموجة المليمترية أثناء عملية التصميم ، وتبريد التوصيل تحت كثافة تدفق الحرارة العالية ، والختم تحت ظروف قاسية البيئات. سلسلة من التحديات.
تحديات التصميم الحراري للمعدات العسكرية
(1) إن بيئة عمل المعدات العسكرية معقدة الارتفاع ، ودرجة الحرارة المرتفعة ، ودرجة الحرارة المنخفضة ، والرطوبة ، وصدمة الحرارة ، والإشعاع الشمسي الحراري ، واهتزاز الصدمات ، والجليد ، والبيئات القاسية المختلفة (الفطريات ، والصحراء ، والغبار ، والسخام ، وما إلى ذلك). لها درجات متفاوتة من التأثير على تصميمها الحراري.
بالإضافة إلى الظروف الحدودية المعقدة ، فإن التحدي الأكبر في الإدارة الحرارية للمنتجات الإلكترونية في صناعة الدفاع هو الصدمة الحرارية قصيرة المدى.
غالبًا ما تتعرض هذه المنتجات الإلكترونية لبيئة حرارية شديدة.
لنفترض أن مقاتلة نفاثة متوقفة في البحر الكاريبي ستقوم الآن بمهمة.
الطائرة عند مستوى سطح البحر في هذا الوقت ، ودرجة الحرارة والرطوبة مناسبة جدًا.
عندما تقلع الطائرة ، ستكون على ارتفاع عالٍ ، وبيئة درجة حرارة أقل من درجة التجمد ، وسيتم تغيير شروط حدود المنتجات الإلكترونية في غضون دقائق أو حتى ثوانٍ. لذلك ، يجب أن تكون المنتجات الإلكترونية في الطائرة قادرة على العمل في نطاق واسع من درجات الحرارة المحيطة.
(2) معالجة كبيرة وتوليد حرارة عالية
نظرًا لطبيعة المهام العسكرية ، ستؤدي هذه المنتجات الإلكترونية حتمًا إلى قدر كبير نسبيًا من معالجة البيانات ، وفي نفس الوقت تتطلب سرعات معالجة بيانات أسرع ، وانخفاض في المقابل ، وسيزداد استهلاك الحرارة للمنتجات الإلكترونية بشكل حاد.
لذلك ، فإن الظروف البيئية القاسية والاستهلاك الحراري المتزايد بسرعة للرقاقة تجعل الإدارة الحرارية للمنتجات الإلكترونية في صناعة الدفاع تواجه تحديات ضخمة.
(3) الوزن الخفيف والموثوقية الكاملة يزيدان من صعوبة التصميم الحراري للمعدات الإلكترونية في الغلاف الجوي أو بيئة الفضاء الخارجي ، الوزن عنصر مهم للغاية.
كلما كان الوزن أخف ، كلما استمر المنتج في العمل لفترة أطول ، وانخفضت التكلفة. من الواضح ، نظرًا للخصائص الحالية للمقاتلات النفاثة والصواريخ والدبابات وما إلى ذلك ، فإن المنتجات الإلكترونية في بيئة حرارية قاسية ، وبالتالي فإن الموثوقية الحرارية للمنتجات الإلكترونية في صناعة الدفاع هي عامل مهم للغاية.
نظرًا لاستهلاك الحرارة المرتفع للمنتجات الإلكترونية العسكرية وبيئة العمل القاسية ، فإنها تقدم عادةً تدفق حرارة أعلى. على غرار المنتجات الإلكترونية الأخرى ، يجب أن يكون لديهم نظام تبريد جيد ، ويجب مراعاة حجم المساحة والوزن واستهلاك الحرارة واستهلاك الحرارة للمعدات. التدريع الكهرومغناطيسي والمتطلبات الأخرى.
في الوقت الحاضر ، يفضل العديد من المهندسين استخدام طرق التبريد الهجين للتصميم الحراري للمنتجات الإلكترونية.
تستخدم معظم الرقائق الإلكترونية تبديد الحرارة المبرد بالهواء ، وتستخدم أجهزة تبديد الحرارة المبردة بالماء للأجهزة التي تستهلك قدرًا كبيرًا من الحرارة.
ولكن بالنسبة للأجهزة الإلكترونية في رحلات الفضاء أو الفضاء الخارجي ، لا يُنصح بهذا النوع من طرق تبديد الحرارة ، ويجب تصميم نظام تبريد سائل أكثر إحكاما.
على سبيل المثال ، استخدام مواد الركيزة عالية التوصيل الحراري ، وألواح درجة الحرارة الموحدة VC ، وأنابيب الحرارة ، و TEC المدمج في قالب الرقاقة ، أو التبريد النفاث أو تبريد سائل الغمر المباشر ، بحيث يمكن نقل الحرارة إلى السائل ، ثم إلى السائل نظام التبريد في المبادل الحراري.
في الوقت الحاضر ، يتم التحكم في جميع منتجات تبديد الحرارة المستخدمة في المعدات العسكرية والتكنولوجيا الأساسية من قبل الشركات الرئيسية.
من المأمول ظهور المزيد من مواد تبديد الحرارة ذات الموصلية الحرارية العالية وأداء المعالجة الأفضل في البلاد في السنوات القليلة المقبلة ، بحيث لا تتمكن فقط من تلبية تبديد الحرارة للمنتجات الإلكترونية العسكرية ، ولكن أيضًا توفير الضمان والحماية لـ التشغيل العادي للمعدات الإلكترونية العسكرية ، ويمكن أيضا تعزيزها على نطاق واسع. وتستخدم لحل سوق التحكم الحراري للمعدات المدنية المتطورة ، وتعزيز التكامل بين التكنولوجيا العسكرية والمدنية.
