Предизвикателства при топлинен дизайн на военно оборудване
Работната среда на военната техника е сложна
Надморска височина, висока температура, ниска температура, влажност, температурен шок, слънчева топлинна радиация, ударни вибрации, обледеняване, различни сурови среди (гъбички, пустиня, прах, сажди и др.) всички имат различна степен на влияние върху неговия топлинен дизайн. В допълнение към сложните гранични условия, най-голямото предизвикателство в термичното управление на електронните продукти в отбранителната индустрия е краткосрочният термичен шок.
Тези електронни продукти често са изложени на екстремна термична среда. Да предположим, че реактивен изтребител, паркиран в Карибско море, сега ще изпълни мисия. Самолетът в този момент е на морското равнище, а температурата и влажността са много подходящи. Когато самолетът излита, той ще бъде в среда на голяма надморска височина, температура под замръзване, а граничните условия на електронните продукти ще бъдат променени в рамките на минути или дори секунди. Следователно електронните продукти в самолета трябва да могат да работят в широк диапазон от температури на околната среда.
Следващата снимка показва ролята на термичния дизайн в успешния електронен продукт и въздействието на околната среда върху него. Може да се види, че надморската височина, висока температура, ниска температура, влажност, температурен шок, слънчева топлинна радиация, ударни вибрации, обледеняване и различни тежки среди (гъбички, пустиня, прах, сажди и др.) имат различна степен на влияние върху термичен дизайн.
Обработвайте много данни и генерирайте повече топлина
Поради естеството на военните задачи, тези електронни продукти неизбежно ще накарат тези електронни продукти да предприемат по-голямо количество обработка на данни и в същото време ще изискват по-бързи скорости на обработка на данни, а консумацията на топлина на електронните продукти ще се увеличи рязко. Следователно, суровите условия на околната среда и бързо нарастващата консумация на топлина от чиповете карат управлението на топлинна енергия на електронните продукти в отбранителната индустрия да е изправено пред огромни предизвикателства. Леката и перфектната надеждност увеличават трудността на топлинния дизайн
За електронното оборудване в атмосферата или космическата среда теглото е много важен елемент. Колкото по-малко е теглото, толкова по-дълго продуктът ще продължи да работи и толкова по-ниска е цената. Очевидно, поради съществуващите характеристики на реактивни изтребители, ракети, танкове и т.н., електронните продукти са в тежка термична среда, така че топлинната надеждност на електронните продукти в отбранителната индустрия е много важен фактор.
Топлинно проектиране на военна техника
Поради високата консумация на топлина на военните електронни продукти и тежката работна среда, те обикновено представят по-висок топлинен поток. Подобно на други електронни продукти, те трябва да имат добра охладителна система и трябва да се вземат предвид размерът на пространството, теглото, консумацията на топлина и топлинната консумация на оборудването. Електромагнитна екранировка и други изисквания.
Нормалните електронни системи обикновено се проектират като затворени корпуси и повечето електронни продукти са изолирани от охладителната система, доколкото е възможно. Представете си Hummer Mercedes-Benz в пустинята. Ако електронните продукти не са херметически затворени, различните работни среди, като пясък, отломки и т.н., ще парализират електронните продукти.
В момента много инженери предпочитат да използват хибридни методи за охлаждане за термично проектиране на електронни продукти. Повечето електронни чипове използват разсейване на топлина с въздушно охлаждане, а устройствата за разсейване на топлина с водно охлаждане се използват за устройства, които консумират много топлина. Но за електронни устройства в космически полет или в космоса този вид метод на разсейване на топлината не е препоръчителен и трябва да се проектира по-компактна система за течно охлаждане.
Например, използването на субстратни материали с висока топлопроводимост, плочи с равномерна температура на VC, топлинни тръби, TEC, вградени в матрицата, струйно охлаждане или течно охлаждане с директно потапяне, така че топлината да може да се прехвърли към течността и след това към течното охлаждане система В топлообменника. Както е показано на фигурата по-долу:
