机载电子设备结构轻型化设计及应用
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h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/本文档来源于移动通信论坛(mscbsc),原文地址:/bbs/thread-199044-1-1.html 手机的硬件结构和软件体系--------------- 发贴者:alvinway 发表时间:2010-07-11 00:41:23【资料名称】:手机的硬件结构和软件体系【资料作者】:手机的硬件结构和软件体系【资料日期】:手机的硬件结构和软件体系【资料语言】:中文【资料格式】:DOC【资料目录和简介】:h t t p ://ww w.m s cb s c.c o mh t t p ://ww w.m s cb s c.c o m/b b s/手机的硬件结构和软件体系本文首先介绍了2.5代(2.5G)GSM(GPRS)手机的硬件结构和软件体系,重点讨论了其技术总体方案和实施方案,最后对其整机系统集成、FTA型号认证、工程化和产业化的步骤与措施进行了较深入地分析,旨在与我国同行一道,对如何尽快开发出具有完全知识自主产权的国产手机做一有益探讨。
关键词: 2.5G手机;整机设计1 引言自90年代初以来,移动通信技术和市场应用取得飞速发展和成功。
截至1999年底,我国已有移动用户4300多万,预计每年以2000万左右的速度递增。
面对如此大的市场商机,而真正具有芯片级、协议级知识自主产权的国产手机,还未出现,所有国产手机总和,其市场占有率也不足10%,且其手机定位也一般为中、低档产品。
鉴于巨大的市场潜力,同时面对中国加入WTO的临近,我国政府加大了对国产手机市场扶持的力度,包括信息产业部在内的国家有关部门,对国产手机的关爱已达成共识,总政策方向为大力扶持、一路绿灯。
本论文旨在通过论述GSM手机整机设计方案,与国内同行相互交流、学习,尽快实现具有知识自主产权的国产手机的产业化。
飞机各个系统的组成、原理及功用08082332 洪懿液压系统飞机大型化以后,依靠驾驶员操纵控制各操纵面仅凭体力去搬动驾驶杆、踏踩脚蹬、拉动钢索使副翼或方向舵转动,那是绝对办不到的了。
此时飞机上就出现了助力机构。
飞机上的绝大部分助力机构采用的多为液压传动助力系统。
要在飞机的不同部件上使用液压,就要组成一个液压系统。
液压系统由泵、油箱、油滤系统、冷却系统、压力调节系统及蓄压器等组成。
液压传动是一种以液体位工作介质,利用液体静压来完成传动功能的一种传动方式。
飞机液压系统通常用来收放起落架、襟翼、减速板和操作机轮刹车以及操纵舵面的偏转。
液压系统作为操纵飞机部件的一个系统,具有许多优点,如重量轻、安装方便、检查容易等。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力,并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架系统起落架主要功用是飞机滑跑、停放和滑行的过程中支撑飞机,同时吸收飞机在滑行和着陆的震动和冲击载荷。
利用液压进行起落架正常收放。
也可以人工应急放下起落架。
减震支柱的压缩可用空地感应控制。
在地面滑行时,可利用前轮进行转弯。
刹车组件装在主起落架机轮内,防滞系统用于提高刹车效率。
起落架的结构形式主要有构架式、支柱套筒式和摇臂式3种。
起落架缓冲支柱是主要的受力构件,起落架缓冲装置由轮胎和缓冲器组成。
她的功能是减小飞机在着陆接地和地面滑跑时所受的撞击力,并减弱飞机因撞击而引起的颠簸跳动。
起落架收放系统:为了减小飞行阻力,以提高飞行速度,增大航程和改善飞行性能。
它的主要组成部件有起落架选择活门,收放动作筒,收上锁及放下锁作动筒,起落架舱门作动筒,主起落架小车定位作动筒及小车定位往复活门,液压管路等。
起落架选择活门作用是将收放的机械信号转换成液压信号,引起液压油通到起落架收放管路,从而实现起落架的液压收放。
起落架位置信号:它主要有电气信号,机械指示信号和音响警告信号。
航天新型轻质高承载结构及其高效优化设计技术与应用标题:航天新型轻质高承载结构及其高效优化设计技术与应用导语:航天工程是现代科学技术的典范,其要求轻质高承载结构的设计和应用,对于提高运载能力、降低成本、提升安全性等方面至关重要。
本文将对航天新型轻质高承载结构及其高效优化设计技术与应用进行全面评估和深入探讨,为读者呈现一个全面、深刻和灵活的理解。
正文:一、介绍航天新型轻质高承载结构的背景和意义航天技术的发展迅猛,对于轻质高承载结构的需求越来越迫切。
轻质结构可以大幅减轻航天器的重量,提高运载能力和效率;高承载能力则能够保证航天器在极端环境下的稳定性和安全性。
研究和应用航天新型轻质高承载结构是航天工程发展的重要方向。
二、航天新型轻质高承载结构的技术原理及分类1. 抗屈曲技术:通过设计合理的结构形式和加强构件刚度,提高结构对屈曲的抵抗能力。
常见的抗屈曲技术包括结构加强筋、抗屈曲圈等。
2. 抗疲劳技术:改变结构的疲劳寿命,提高结构的抗疲劳能力。
常见的抗疲劳技术包括结构表面处理、材料选择等。
3. 高效连接技术:使用高效的连接方式,减少结构的重量和体积。
如焊接、螺栓连接等。
4. 多功能材料技术:利用多功能材料的特性,实现结构的轻质化和高承载能力。
常见的多功能材料技术包括复合材料、金属材料等。
三、航天新型轻质高承载结构的优化设计方法与应用1. 结构拓扑优化设计:通过对结构的拓扑进行优化,实现结构在给定约束条件下的轻量化和高强度。
常用的拓扑优化设计方法包括参数化设计、拓扑递归设计等。
2. 材料优化设计:通过选择合适的材料,使得结构在满足强度要求的前提下尽量减少重量。
常用的材料优化设计方法包括等强度设计、等刚度设计等。
3. 拉伸与变形优化设计:通过优化结构的细节形状,提高结构的承载能力和变形性能。
常见的拉伸与变形优化设计方法包括结构表面的曲率设计、构件剖面的优化等。
四、对航天新型轻质高承载结构的个人观点和理解航天新型轻质高承载结构的研究和应用是航天工程进一步发展的关键因素。
甘蔗收获机的结构优化及轻量化设计研究甘蔗是世界上最重要的经济作物之一,主要用于生产糖、酒精和生物燃料。
甘蔗的收获是一个关键的环节,传统的人工收获方式效率低下且劳动强度大。
因此,甘蔗收获机的结构优化和轻量化设计对于提高甘蔗的收获效率和降低人力成本具有重要意义。
结构优化是指通过改变甘蔗收获机的零部件结构和配置,提高机械的稳定性、可操作性和可维修性,从而提高机械的工作效率和使用寿命。
首先,需要对甘蔗收获机的各个部件进行分析和优化设计。
例如,利用有限元分析方法对关键轴承和传动装置进行强度计算和优化设计,确保其能够在高负荷条件下正常工作。
其次,采用先进的材料和加工工艺,提高各个部件的耐磨性和抗腐蚀性,延长机械的使用寿命。
此外,还可以通过智能化控制系统的引入,提高甘蔗收获机的自动化程度,减少操作人员的劳动强度。
轻量化设计是指通过减少甘蔗收获机的整体重量,提高机械在甘蔗田间作业时的机动性和灵活性。
首先,需要对机械结构进行材料优化和加工工艺改进,利用高强度材料替代传统材料,同时通过优化零部件的结构设计,减少机械的自重。
其次,可以借鉴其他行业的轻量化设计经验,如航空航天、汽车工业等,将先进的轻量化技术和材料应用于甘蔗收获机的设计中。
此外,还可以结合电力推进技术,引入电动或混合动力的概念,减少机械的燃油消耗和排放。
甘蔗收获机的结构优化和轻量化设计研究不仅能提高甘蔗的收获效率和质量,还能降低劳动强度和能源消耗,具有重要的农业和环境意义。
然而,要实现这一目标,还需要充分考虑甘蔗种植的地理和气候条件,以及机械的实际作业环境。
同时,还需要与相关领域的专家进行合作,利用先进的计算机辅助设计和仿真技术,在不断优化和验证的基础上,实现甘蔗收获机的结构优化和轻量化设计。
总之,甘蔗收获机的结构优化和轻量化设计是提高甘蔗收获效率和降低人力成本的关键。
通过改进机械的零部件结构和配置,提高机械的稳定性和可操作性;引入先进的材料和加工工艺,增加机械的使用寿命;采用智能化控制系统,减少操作人员的劳动强度;以及通过轻量化设计,提高机械的机动性和灵活性。
结构功能一体化TR组件关键电路设计姚明;何庆强;赵青【摘要】The design schemes of key circuits of a Ka-band TR module incorporating structure and function were proposed, including multi-channel multi-function RF chip design, sub-array layout design, RF vertical interconnection design, power divider network design, RF and LF sockets design. These design schemes facilitate the integration of active chip circuits, passive networks, liquid cooling micro-channels and patch antenna of the TR module on a 25-layer low-temperature co-fired ceramic (LTCC) board, thus high-density design of the TR module is achieved.%针对Ka频段结构功能一体化TR(Transmitter and Receiver)组件的研制,给出了关键电路的设计方案,包括多通道多功能射频芯片设计、子阵电路布局、射频垂直互联设计、功分网络设计、射频和低频接口设计等.这些方案有利于将TR组件的芯片有源电路、无源网络、液冷散热微流道以及贴片天线共同一体化集成在一个25层的低温共烧陶瓷(LTCC)基板上,从而实现TR组件的高密度设计.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2018(037)003【总页数】5页(P88-92)【关键词】TR组件;Ka频段;有源相控阵;结构功能一体化;关键电路设计;低温共烧陶瓷【作者】姚明;何庆强;赵青【作者单位】中国西南电子技术研究所,四川成都 610036;中国西南电子技术研究所,四川成都 610036;中国西南电子技术研究所,四川成都 610036【正文语种】中文【中图分类】TN722随着新一代机载平台对导航、通信等多种功能系统需求的不断增长,机载天馈系统的种类、数量、体积、质量也在不断增加。
装备环境工程第21卷第2期·104·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2024年2月基于热带海洋大气环境下机载PCB板的环境适应性对比研究李茜,胡涛,刘溅洪,郭赞洪,王玲,牟献良(西南技术工程研究所,重庆 400039)摘要:目的通过机载PCB板(Printed Circuit Board,PCB)在热带海洋大气环境下的腐蚀老化特征和电气性能退化规律分析,研究其在热带海洋大气环境下的环境适应性。
方法根据热带海洋大气环境中PCB板的实际使用环境大多为舱室内部封闭或半封闭的情况,分别设计并开展海南万宁海洋平台棚下暴露场和某海域环境户外简易遮蔽玻璃框下3 a的自然环境试验。
结果PCB板的焊点、焊盘、印制导线以及引线头等部位在2种试验环境中均出现了不同程度的腐蚀破坏,试验后期,所有部位的腐蚀程度全部达到了4级,导通电阻从几十毫欧增大至几十兆欧,绝缘电阻从10 GΩ以上降低至几兆欧。
结论在万宁站试验2 a和某海域试验3 a后,PCB板均不满足耐电压的技术要求(500 V交流电压60 s),万宁海洋平台棚下暴露场对PCB 板的环境适应性更为严酷。
关键词:PCB板;热带海洋大气环境;自然环境试验;腐蚀行为;电气性能;环境适应性中图分类号:TM207 文献标志码:A 文章编号:1672-9242(2024)02-0104-08DOI:10.7643/ issn.1672-9242.2024.02.014Environmental Adaptability of Airborne PCB Based on TropicalMarine Atmospheric EnvironmentLI Qian, HU Tao, LIU Jianhong, GUO Zanhong, WANG Ling, MU Xianliang(Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 400039, China)ABSTRACT: The work aims to study the environmental adaptability of airborne PCB (Printed Circuit Board, PCB) in tropical marine atmospheric environments by analyzing its characteristics and electrical performance degradation patterns. According to the situation where the tropical marine atmospheric environment was mostly enclosed or semi enclosed inside the cabin, natural environmental tests were designed and carried out for 3 years on the exposed field under the canopy of the Wanning Marine Platform in Hainan and the outdoor simple shielding glass frame in a certain sea area of the Nansha environment. The solder joints, pads, printed wires and lead heads of the PCB had different degrees of corrosion damage in the two test environments, and the corrosion degrees of all parts in the later stage of the test reached level 4. The on-resistance increased from tens of mΩ to tens of MΩ, and the insulation resistance decreased from more than 10 GΩ to MΩ. Finally, the PCB after 2 years of testing at Wanning Station and 3 years of testing in a sea area cannot meet the requirement of technology (AC 500 V, 60 s). The environ-mental adaptability of the exposed field under the shed of Wanning Marine Platform to PCB is more severe.收稿日期:2023-11-04;修订日期:2023-12-22Received:2023-11-04;Revised:2023-12-22引文格式:李茜, 胡涛, 刘溅洪, 等. 基于热带海洋大气环境下机载PCB板的环境适应性对比研究[J]. 装备环境工程, 2024, 21(2): 104-111. LI Qian, HU Tao, LIU Jianhong, et al.Environmental Adaptability of Airborne PCB Based on Tropical Marine Atmospheric Environment[J]. Equipment Environmental Engineering, 2024, 21(2): 104-111.第21卷第2期李茜,等:基于热带海洋大气环境下机载PCB板的环境适应性对比研究·105·KEY WORDS: PCB; tropical ocean atmosphere; natural environmental test; corrosion; electrical property; environmental adaptability机载PCB板作为航空电子产品的关键部位,其某个部位小小的腐蚀都可能导致整个设备出现故障,甚至瘫痪[1-5]。
工程机械设计中轻量化技术的应用研究发布时间:2022-10-26T09:20:13.657Z 来源:《工程建设标准化》2022年第12期作者:徐志远[导读] 对于工程机械来说,目前工程设计中所取的安全系数过大,造成工程机械自身过重,不方便运输和移动。
徐志远济南市章丘区自然资源局山东省济南市 250200摘要:对于工程机械来说,目前工程设计中所取的安全系数过大,造成工程机械自身过重,不方便运输和移动。
而轻量化设计能解决这些问题,从而有效推动工程机械的发展。
基于此本文就工程机械设计中轻量化技术的应用进行阐述,以供参考。
关键词:轻量化技术;工程机械;绿色节能;安全;设计;综述;1影响工程机械工作的因素1.1磨合期在很多实际的建设施工管理实践中,很多施工服务企业的管理人员为了加快施工期,往往会选择自己忽略工程机械磨合期,直接将设备的磨合期投入使用,然后才能真正做好施工准备。
如果后期没有做好机械磨合的准备,工程机械在使用过程中也很容易出现各种新的机械问题。
如果工程机械长期处于高温超负荷运行状态,很容易出现质量问题,如机械粘环问题、抱瓦问题等。
此外,一些施工维修人员在这些工程机械的日常运行中,往往没有做好热工仪表参数的检查和测试工作,往往难以及时发现机械轴承的冷却油温度超过或机油温度超过其正常工作温度。
在这种情况下,继续超负荷使用这种工程机械,不仅会大大降低机械设备本身的实际使用寿命,甚至可能导致一些工程问题。
1.2不大重视设备管理操作与操作维护,机械管理的制度建设待进一步完善目前,一些机电施工设备安装调试在使用传统的建筑设备机械质量管理与评价体系和现场安全维护与检测体系时,没有跟上反映建筑施工企业提高自身质量发展战略的新技术。
然而,施工人员往往对日常施工和设备运行维护管理的相关工作条件重视不够,经常发现许多长期的工程设备由于长期带病疲劳、超负荷、连续工作而不能及时维修。
部分大型机械设备企业按照相关技术标准设置了技术规范标准的施工设备安全运行隐患和人员,对大型施工机械设备进行管理和维护,但部分企业可能受到部分交通工程项目分散性因素、施工现场固定工期长等制度建设的影响,部分施工人员在制度落实过程中可能存在一些严重问题。
机械结构的轻量化设计与研究随着科技的不断进步,机械结构的轻量化设计成为了制造业领域最热门的研究领域之一。
轻量化设计是指在不影响结构强度和刚度的前提下,尽可能减少机械结构的重量,从而提高整体性能和降低能耗。
在本文中,我们将探讨机械结构轻量化设计的原理、方法和应用。
一、轻量化设计的原理轻量化设计的原理可以总结为三个关键词:强度、刚度和重量。
传统的机械结构设计往往采用较为厚重的材料,以确保足够的强度和刚度。
然而,这种设计方式无疑增加了机械结构的重量,从而导致能耗的增加。
轻量化设计则是要在满足强度和刚度的要求下,通过减少材料使用量来降低结构的重量。
二、轻量化设计的方法1. 材料选用在轻量化设计中,合理选择材料是至关重要的。
轻质高强度材料如复合材料、铝合金等不仅可以减少结构的重量,还能够提高结构的刚度和强度,从而达到设计要求。
2. 结构优化结构优化是轻量化设计的关键方法之一。
通过数值仿真和优化算法,可以对机械结构进行优化设计,达到减重的目的。
结构优化包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化等不同的方法,根据具体情况选择合适的优化方式。
3. 集成设计在机械结构中,往往存在冗余设计和重复设计。
通过集成设计,可以将多个功能相同或类似的零部件合并为一个部件,减少结构的重复和冗余,从而提高轻量化效果。
三、轻量化设计的应用1. 航空航天在航空航天领域,轻量化设计是提高飞行器性能和降低能耗的关键。
通过采用轻质材料如复合材料和钛合金,以及优化设计,可以减少飞行器的重量,提高燃油效率,延长续航时间。
2. 汽车工业汽车工业中的轻量化设计可以提高汽车的燃油效率,减少二氧化碳排放。
采用轻质材料、减少车身重量、优化发动机和动力系统等多种轻量化手段,可以在保证安全性的前提下,提高汽车的加速性能和燃油经济性。
3. 机械制造在机械制造领域,轻量化设计可以降低设备的能耗和运行成本,提高生产效率。
通过减少结构重量和优化设计,机械设备可以更加灵活、高效地运行,满足不同工况的需求。
2行波管发射机的工作原理及特点2.1电磁环境模拟系统简介(1)组成及功能电磁环境模拟系统由模拟信号源、发射机、馈线、天线、控制计算机、供电系统组成。
如图2.1所示。
图2.1电磁环境模拟系统框图模拟信号源为电磁环境模拟系统提供符合波形要求的射频信号,发射机将射频信号进行功率放大,将低频交流能量转换成射频能量,经馈线系统传输到天线并辐射到空问;控制系统担负着整个系统的控制任务;供电系统为整个系统提供电源。
在S波段电磁环境模拟系统中,发射机是最重要的分系统,而在发射机中,功率放大器是核心器件。
由于本项目所研制的电磁环境模拟系统,需要模拟多种雷达信号,具有超宽带(xGHz以上,覆盖s波段全程)、高功率(x.xkW,国内最高)的特点。
在系统的立项之初,就把发射功率管的选型问题放到重要位置。
(2)发射机功率管的选型功放器件通常分为固态功率管和电真空管两大类。
虽然固态管功率管具有工作电压低、效率商、寿命长等优点,但是其单管功率很小,不能满足本系统的要求。
只能采用多个固态功率管先合成小功率的宽带功放器,再用许多功放器组成大型阵列,进行空间的大功率合成。
而目前的s波段大功率,超宽带的固态发射技术,还处于预言阶段,现有技术、经费、周期都远不能满足该系统的研制需要。
行波管功率放大器是电真空管功率放大器的一种,其特点是功率高、带宽宽,基本能够满足本系统的需要,因此从该项目的立项之初,就确定了行波管发射机的研制方向,而不采用固态发射机方案。
图2.4XXXW固态功率放大器装配图1.]/4功率分配器2.IOOW微波晶体管3.180W功放模块4.50W功放模块5.12W功放模块6.4/1功率合成器7.环行器8.故障检测盒图2.5X千瓦的全固态发射机外形图1.均压箱2.控保组件3.36V开关电源4.配电转接5.双工前级6.1/8功率分配器7.末级功放8.8/1功率合成器2.3.2行波管发射机(1)真空管发射机20世纪末用于发射机的固态功率晶体管技术发展很快,人们在低频段先后研制出许多种全固态发射机。
星载激光通信端机的轻小型化设计与分析
迟铁
【期刊名称】《微型计算机》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】随着空间信息网络的快速发展,星载激光通信因其高速率和低功耗的优势成为关键技术之一。
文章针对星载激光通信端机结构进行轻小型化设计研究。
首先,论述星载激光通信端机轻小型化的必要性,包括对卫星平台的适应性、发射成本的
降低以及任务灵活性的提升等方面。
其次,本文通过对现有端机结构的缺点进行深
入分析,提出一系列轻小型化设计措施,包括采用先进的轻质材料、结构优化设计、
集成电子与光学组件等。
通过对比分析现有端机和改进设计的性能,结果表明,轻小
型化端机在满足通信性能需求的同时,实现质量减轻30%以上,体积缩减25%以上。
本文的研究为星载激光通信端机的轻小型化设计提供可行性方案和理论依据,对推
动空间激光通信技术的应用有重要意义。
【总页数】3页(P184-186)
【作者】迟铁
【作者单位】吉林工商学院工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种小型化星载模拟发射机的设计
2.星载激光通信端机形状记忆合金锁紧机构研究
3.星载激光通信端机可重复锁紧/解锁机构设计
4.星载小型化激光通信终端技术研究现状及发展方向综述
5.轻小型无辅助星载北斗短报文通信机应用及工程实现研究
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某机载密封风冷机箱散热设计朱恒义;关学刚【摘要】机载设备使用环境恶劣,发热量大,针对这种情况,开展气密性密封机箱设计.重点在于在整个散热过程中,气流只通过风道流通,不与模块的电子元器件直接接触,使机箱内部与外界完全隔离,达到全密闭空间.仿真分析用于验证散热结论,优化模块布局,从而达到设计要求.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2019(042)002【总页数】3页(P115-117)【关键词】密封机箱;散热;仿真分析【作者】朱恒义;关学刚【作者单位】中国电子科技集团公司第五十一研究所,上海201802;中国电子科技集团公司第五十一研究所,上海201802【正文语种】中文【中图分类】TN020 引言机载密封风冷机箱应用于舰载机上,长期工作在海洋环境下,且时常不间断工作,为使其在海洋恶劣的环境下能够正常工作,需对机箱采取密封设计。
机箱作为机载设备,重量要求比较苛刻,必须进行轻型化设计。
机箱内部是由高功耗电子元器件组成的,发热量大,随之带来的就是元器件在密封环境下的散热问题。
单个发热器件散热效果直接影响设备性能及使用寿命[1],因此,必须对机箱进行合理优化设计,使其满足海洋性环境(主要为酸性盐雾及酸性大气)要求。
1 整机设计1.1 机箱结构设计机箱采用强迫风冷散热形式,整体框架及风道采用焊接形式,前后面板与焊接箱体配合处设计有密封圈安装槽,采用双峰型导电密封圈进行密封,从而形成全密闭机箱形式。
机箱上顶板和下底板直接设计了风道,风扇装于机箱顶部,机箱内部上顶板及下底板处设计多对插槽,每对插槽上安装1只模块,模块通过楔形锁紧装置固定于插槽中,模块热量通过散热板传至风道板,再通过强迫风冷对流方式将热量带走,每只风道可用于2只模块的散热,机箱结构形式如图1所示。
在整个散热过程中,气流只在风道内流通,不与模块的电子元器件直接接触,使机箱内部与外界完全隔离,达到全密闭空间,从而实现防尘、防腐要求。
图1 机箱设计示意图1.2 模块设计散热冷板根据印制板上的芯片分布设计,芯片壳体通过柔性导热衬垫,贴于冷板凸台上,芯片产生的热量通过凸台直接传至冷板,再由冷板传至风道,以强迫风冷的方式将热量带走,模块散热示意如图2所示。
机载电子设备结构轻型化设计及应用
摘要:现如今,随着我国经济的快速发展和人们生活水平不断提高,社会对于
机载电子设备的性能要求越来越高,因此现阶段解决好机载电子设备的结构和性能问题尤为重要;又由于机载电子设备工作的环境不稳定,不可控因素较多,所以对设备的功能的要求也十分复杂,在设备的结构轻型化方面要求较高,在为飞机降低重量的同时,也要提高飞机的抗压能力。
所以,本文将对机载电子设备结构轻型化设计及应用进行分析和探究,以期为我国记载电子设备发展提供一定的参考。
关键词:机载;电子设备;结构轻型化设计;应用
引言
随着航天技术的飞速发展,世界上各先进的国家都投入了大量的人力财力进行长期的预研工作,从而设计和生产出各种性能优异的机载电子设备来装备飞机,机
载电子设备的功能和性能便在飞机的性能中占有愈来愈重要的地位。
由于载机环境要求严格、情况复杂恶劣,载机的资源有限,故电子设备在结构上要求体积小、
重量轻、稳定可靠、维修方便。
机载电子设备结构轻型化设计便有效地保证了减重措施,提高了飞机的机动性。
通过多年的实践、长期的设计和改进,我们在某机
载雷达设备的典型结构设计中采用了轻型化设计,使整个结构非常轻巧、操作方便,有效地减轻了载机重量,并且提高了设备的可维修性和飞机的机动性。
1机载电子设备结构单元
机载电子设备结构单元包括机箱、安装架和模块安装框等,均由金属材料加工而成。
机箱为安装在其内部的模块提供安装的机械接口和电气接口,同时提供连接器安装功能和整机安装功能,还为模块提供电磁屏蔽和散热等功能,安装架一般配合机箱使用。
模块安装框为模块提供加固、散热、对外安装接口等功能。
2典型结构轻型化设计
2.1轻型化结构设计需求
航空用电子设备对结构的尺寸和重量要求苛刻,往往安装环境拥挤、狭小,为了充分利用飞机上有限的空间,并提高设备更换的快速性,航空用电子设备采用可更
换单元的结构形式,而安装架则是电子设备与飞机的机械接口,并起到紧固和支撑
电子设备的作用。
电子设备间的电连接所有的电缆以及与其它设备的电连接均由其后部的矩形电连接器来完成,矩形电连接器所有的电缆则从安装架内穿通。
安装机柜则是将电子设备安装架集中安装的多层支架系统。
它不仅提供了电子设备的支撑结构,而且还完成了设备间以及设备与外部设备连接电缆的支撑环境,当检修
或重新布线时,可方便而迅速地安装和拆卸电子设备。
2.2典型结构轻型化设计
(1)选材:航空电子设备在设计中有质量轻便、材料强度高、具有良好的导热导电能力、不易被腐蚀等要求,所以在电子设备选材过程中,在保证材料强度和质量的同时,也需要考虑材料的轻便性、导热导电能力、不易被腐蚀,通过对比发现,铝合金材料具备上述特点,能够满足航空电子设备的使用,因此铝合金成为其结构组成的重要材料。
(2)典型结构轻型化设计的特点:机载雷达中的高频机柜通常用作替换部件,因此将其作为重点结构进行应用。
在实际的应用过程中,每个高频机柜都应该配有6~8个可替换元件,且质量都应不超过45kg。
高频机
柜是多层的结构类型,使用中用铝型材作为其主体支撑,其余通过三向或者四向
接口相连,依据设备要求,接头使用铸铝再加工成型,如果在需求上对各方向的
垂直度有严格要求,则在设计中使用铆钉将接头和立柱进行连接,保证其垂直度。
整体机柜的固定通常使用固定板连接。
电子设备通过电连接器通常使用安装架中
的过渡板进行连接,通过机体的骨架将设备进行相连。
此机柜的结构形式在使用
中不会出现机械损伤以及松动等问题,避免了在载机上出现变形以及撕裂,保证
其在使用过程中能够符合技术规定和要求。
最终也能发现,该机柜的设计能够很
好的满足机载的需要,并且能够保证很好的结构强度和刚度。
2.3防止电偶腐蚀
当两种有电位差的金属直接接触并处于同一电解液中时,则可能出现电偶腐
蚀现象。
因此,不同金属和合金应避免直接接触,在不得不接触的情况下,应采
取必要的措施降低其电位差。
2.4.试验系统中的典型结构轻型化设计
对于机载雷达地面测试系统中使用的高频机柜,采用铝XXC73-5型材作为机
柜框架,并采用三向或四向铸铝连接接头与机柜框架连接,形成接收/发射单元、馈电网络、电源、电缆等综合机架。
与其他传统机柜相比,机柜的结构形式大大
减轻了重量,可维护性极强。
雷达的优点在整个框架和测试过程中得到了充分的
体现。
满足了实际需要,提高了性能,成功地解决了集成框架轻量化设计的难题。
3轻型化结构的优化设计
随着航天技术发展,航空电子设备也在向着功能化、小型化以及轻便化方向
发展,所以在机载电子设备轻型化的设计过程中,还需要不断进行新结构的开发
和研究,最终实现电子设备的减重。
通常来说,在机载设备的单元会存在发热量
较大的问题,尤其是在机载雷达中的单元设备,其发热量更大,所以在其机柜设
备的安装以及走线等问题上需要更加注意,在实际设计的时候就要做进一步的优化。
对于机柜的骨架以及冷板等结构,都要进行综合考虑,在材料选择时也要尽
量选择轻便的材料,设计实现结构的轻型化,保证足够的布置空间,合理布局。
选用性能优良、可靠性高、重量轻的细电缆也是减轻机柜重量的有效方法之一。
当然,随着高新技术的发展,用于传输电信号的电连接器也将变得越来越轻,使
机柜变轻、小型化成为另一种可能。
除了大规模和超大规模集成电路的应用和微
电子组装技术的快速发展之外,如何使各功能模块和设备单元变轻变小成为另一
项重要的减重技术。
其次,在很多的机载雷达的天线结构设计和使用中,出现了“三明治”式夹心结构,该结构的使用在很大程度上减轻了设备单元的重量。
这种
结构主要由辐射单元、反射板组合而成。
其中,反射板使用的是铝蜂窝夹心结构,在结构上将铝蜂窝板的两面分别胶接上铝板,所以形象的称为“三明治”结构。
由
于铝蜂窝板采用的是符合材料,所以其比重相对较小,在结构的设计和使用中其
重量就会更小,这就在很大程度上减少了天线整体的重量,保证了设备单元的重
量能够符合设计和使用的要求。
结语
综上所述,随着航天事业的发展和航空电子设备的轻型化趋势的不断推进,
电子设备在飞机中的设置对于飞机性能提升等具有重要意义。
因此,在电子设备
的设计中,不仅要考虑传统的电气性能,而且要对其结构性进行考量,保证电子
设备达到机载要求。
此外,由于飞机的特殊性,所以在电子设备的设置中要更加
注重空间要素,通过机载电子设备结构的轻型化发展来保证飞机具有更好的机动
性和灵活性。
机载电子设备结构轻型化不仅能够提高飞机的运输性能,而且能够
提高飞机的作战性能,仍需要不断探索和发展。
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