Herausforderungen bei der thermischen Auslegung militärischer Ausrüstung
Die Arbeitsumgebung militärischer Ausrüstung ist kompliziert
Höhe, hohe Temperatur, niedrige Temperatur, Feuchtigkeit, Temperaturschock, solare Wärmestrahlung, Schockvibration, Vereisung, verschiedene raue Umgebungen (Pilz, Wüste, Staub, Ruß usw.) haben alle einen unterschiedlichen Einfluss auf die thermische Auslegung. Die größte Herausforderung beim Thermomanagement elektronischer Produkte in der Rüstungsindustrie ist neben komplexen Randbedingungen der kurzfristige Thermoschock.
Diese elektronischen Produkte sind oft einer extremen thermischen Umgebung ausgesetzt. Angenommen, ein Kampfjet, der in der Karibik geparkt ist, führt jetzt eine Mission durch. Das Flugzeug befindet sich zu diesem Zeitpunkt auf Meereshöhe und die Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind sehr geeignet. Wenn das Flugzeug abhebt, befindet es sich in einer Umgebung mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt in großer Höhe, und die Randbedingungen elektronischer Produkte werden innerhalb von Minuten oder sogar Sekunden geändert. Daher müssen die elektronischen Produkte im Flugzeug in einem weiten Bereich von Umgebungstemperaturen arbeiten können.
Das folgende Bild zeigt die Rolle des thermischen Designs für ein erfolgreiches elektronisches Produkt und die Auswirkungen der Umgebung darauf. Es ist ersichtlich, dass Höhe, hohe Temperatur, niedrige Temperatur, Feuchtigkeit, Temperaturschock, solare Wärmestrahlung, Schockvibration, Vereisung und verschiedene raue Umgebungen (Pilze, Wüste, Staub, Ruß usw.) alle einen unterschiedlichen Einfluss auf die thermische Auslegung.
Viele Daten verarbeiten und mehr Wärme erzeugen
Aufgrund der Natur militärischer Aufgaben werden diese elektronischen Produkte unweigerlich dazu führen, dass diese elektronischen Produkte eine größere Menge an Datenverarbeitung übernehmen und gleichzeitig schnellere Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten erfordern, und der Wärmeverbrauch von elektronischen Produkten wird stark ansteigen. Daher stellen die rauen Umgebungsbedingungen und der schnell steigende Wärmeverbrauch von Chips das Wärmemanagement elektronischer Produkte in der Verteidigungsindustrie vor große Herausforderungen. Leichtgewicht und perfekte Zuverlässigkeit erhöhen die Schwierigkeit des thermischen Designs
Bei elektronischen Geräten in der Atmosphäre oder im Weltraum ist das Gewicht ein sehr wichtiges Element. Je leichter das Gewicht, desto länger funktioniert das Produkt und desto geringer sind die Kosten. Offensichtlich befinden sich elektronische Produkte aufgrund der bestehenden Eigenschaften von Düsenjägern, Raketen, Panzern usw. in einer rauen thermischen Umgebung, so dass die thermische Zuverlässigkeit elektronischer Produkte in der Verteidigungsindustrie ein sehr wichtiger Faktor ist.
Thermisches Design militärischer Ausrüstung
Aufgrund des hohen Wärmeverbrauchs von Militärelektronikprodukten und der rauen Arbeitsumgebung weisen diese normalerweise einen höheren Wärmestrom auf. Ähnlich wie bei anderen elektronischen Produkten müssen sie über ein gutes Kühlsystem verfügen, und die Platzgröße, das Gewicht, der Wärmeverbrauch und der Wärmeverbrauch der Geräte müssen berücksichtigt werden. Elektromagnetische Abschirmung und andere Anforderungen.
Normale elektronische Systeme werden in der Regel als geschlossene Gehäuse konstruiert und die meisten elektronischen Produkte sind so weit wie möglich vom Kühlsystem isoliert. Stellen Sie sich einen Hummer Mercedes-Benz in der Wüste vor. Wenn die elektronischen Produkte nicht hermetisch abgedichtet sind, lähmen die verschiedenen Arbeitsumgebungen wie Sand, Schutt usw. die elektronischen Produkte.
Derzeit bevorzugen viele Ingenieure hybride Kühlmethoden für das thermische Design elektronischer Produkte. Die meisten elektronischen Chips verwenden eine luftgekühlte Wärmeableitung, und wassergekühlte Wärmeableitungsgeräte werden für Geräte verwendet, die viel Wärme verbrauchen. Für elektronische Geräte in der Raumfahrt oder im Weltraum ist diese Art der Wärmeableitung jedoch nicht ratsam und es muss eine kompaktere Flüssigkeitskühlung konzipiert werden.
Zum Beispiel die Verwendung von Substratmaterialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit, VC-Platten mit einheitlicher Temperatur, Heatpipes, in die Matrize eingebetteten TEC, Jet-Kühlung oder direkte Tauchflüssigkeitskühlung, damit Wärme auf die Flüssigkeit und dann auf die Flüssigkeitskühlung übertragen werden kann System Im Wärmetauscher. Wie in der Abbildung unten gezeigt:
