Desafios de design térmico de equipamento militar

O ambiente de trabalho do equipamento militar é complicado

Altitude, alta temperatura, baixa temperatura, umidade, choque de temperatura, radiação térmica solar, vibração de choque, gelo, vários ambientes hostis (fungos, deserto, poeira, fuligem, etc.), todos têm diferentes graus de influência em seu design térmico. Além das condições de contorno complexas, o maior desafio no gerenciamento térmico de produtos eletrônicos na indústria de defesa é o choque térmico de curto prazo.

Esses produtos eletrônicos são frequentemente expostos a um ambiente térmico extremo. Suponha que um caça a jato estacionado no Mar do Caribe vá agora realizar uma missão. A aeronave está ao nível do mar neste momento e a temperatura e a umidade são muito adequadas. Quando a aeronave decolar, estará em um ambiente de alta altitude e temperatura abaixo de zero, e as condições de contorno dos produtos eletrônicos serão alteradas em minutos ou até segundos. Portanto, os produtos eletrônicos na aeronave devem ser capazes de operar em uma ampla faixa de temperaturas ambientes de Trabalho.

A imagem a seguir mostra o papel do design térmico em um produto eletrônico de sucesso e o impacto do meio ambiente sobre ele. Pode ser visto que altitude, alta temperatura, baixa temperatura, umidade, choque de temperatura, radiação térmica solar, vibração de choque, gelo e vários ambientes hostis (fungos, deserto, poeira, fuligem, etc.) têm vários graus de influência sobre design térmico.

Processe muitos dados e gere mais calor

Devido à natureza das tarefas militares, esses produtos eletrônicos inevitavelmente farão com que esses produtos eletrônicos realizem uma quantidade maior de processamento de dados e, ao mesmo tempo, requerem velocidades de processamento de dados mais rápidas, e o consumo de calor dos produtos eletrônicos aumentará drasticamente. Portanto, as condições ambientais adversas e o consumo de calor cada vez maior dos chips fazem com que o gerenciamento térmico de produtos eletrônicos na indústria de defesa enfrente enormes desafios. A confiabilidade leve e perfeita aumenta a dificuldade do projeto térmico

Para equipamentos eletrônicos na atmosfera ou no ambiente do espaço sideral, o peso é um elemento muito importante. Quanto mais leve for o peso, mais tempo o produto continuará a funcionar e menor será o custo. Obviamente, devido às características existentes dos caças a jato, mísseis, tanques, etc., os produtos eletrônicos estão em um ambiente térmico adverso, portanto, a confiabilidade térmica dos produtos eletrônicos na indústria de defesa é um fator muito importante.

Projeto térmico de equipamento militar

Devido ao alto consumo de calor dos produtos eletrônicos militares e ao ambiente hostil de trabalho, eles geralmente apresentam um maior fluxo de calor. Semelhante a outros produtos eletrônicos, eles devem ter um bom sistema de refrigeração, e o tamanho do espaço, peso, consumo de calor e consumo de calor do equipamento devem ser considerados. Blindagem eletromagnética e outros requisitos.

Os sistemas eletrônicos normais tendem a ser projetados como gabinetes fechados e a maioria dos produtos eletrônicos são isolados do sistema de resfriamento tanto quanto possível. Imagine um Hummer Mercedes-Benz no deserto. Se os produtos eletrônicos não forem hermeticamente fechados, os vários ambientes de trabalho, como areia, detritos, etc., irão paralisar os produtos eletrônicos.

Atualmente, muitos engenheiros preferem usar métodos de resfriamento híbridos para o projeto térmico de produtos eletrônicos. A maioria dos chips eletrônicos usa dissipação de calor resfriado a ar, e dispositivos de dissipação de calor resfriados a água são usados ​​para dispositivos que consomem muito calor. Mas para dispositivos eletrônicos em voos espaciais ou no espaço sideral, esse tipo de método de dissipação de calor não é aconselhável, e um sistema de refrigeração líquida mais compacto deve ser projetado.

Por exemplo, o uso de materiais de substrato de alta condutividade térmica, placas de temperatura uniforme VC, tubos de calor, TEC embutido na matriz, resfriamento a jato ou resfriamento líquido por imersão direta, de modo que o calor possa ser transferido para o líquido e, em seguida, para o resfriamento líquido sistema No trocador de calor. Conforme mostrado na figura abaixo: