Її виконують на листі паперу кресленням контуру деталей, що компонуються. Графічна компоновка – дуже трудоємка операція. Щоб знайти найкраще розташування деталей, конструктору треба виконати декілька варіантів компоновки. Тому графічну компоновку треба виконувати, коли вже знайшли оптимальний варіант розміщення деталей.
Компоновка починається з розміщення органів керування і відлікових пристроїв на передній консолі. Одночасно провадять попереднє розміщення керуємих вузлів на передній консолі та шасі. Органи, які при експлуатації використовуються рідко, не мають рукояток, їх розташовують в середині апарата навпроти спеціальних отворів, через які за допомогою викрутки встановлюють в необхідне положення.
Паралельно з розміщення керуємих вузлів та органів керування можна компонувати малогабаритні елементи схеми на секціях.
Після закінчення компоновки на секціях приступають до компоновки секцій та окремих крупногабаритних елементів, які треба розташовувати на шасі апарата. Компоновку виконують використовуючи плоскі макети деталей в декількох проекціях.
Лекція 17
Тема: Основи інженерної психології. Засоби відбиття інформації.
План
1. Загальні відомості.
Література:
1. 1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 - . с. 398-400
Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:
Знати основи інженерної психології;
Вміти застосовувати певні питання.
1. Загальні відомості.
В сучасній РЕА широко використовуються мікропроцесорні прилади, що дозволяє суттєво підвищити рівень автоматизації процесів керування апаратурою, а також об’єктів, на яких вона встановлена. Проте дуже часто повної автоматизації процесів управління досягти не вдається; у цьому випадку найбільш складні та відповідальні рішення по управлінню об’єктом покладають на оператора. Тому при конструювання РЕА повинні враховувати психофізичні та анатомічні особливості людини. Вивчанням цих питань займається наука, яка зветься інженерною психологією.
Процес управління об’єктом може бути представлений у вигляді сукупності наступних елементарних дій:
- сприйняття показників індикаторних приладів об’єкту що управляється;
- аналіз показників індикаторних приладів та прийняття рішень про необхідні дії (командах управління);
- вплив на органи управляння об’єктом;
реакція об’єкту на команди управління, робота по веденій програмі, зміна показників індикаторних пристроїв. Після цього цикл процесу управління об’єктом повторюється. В цьому представленні людина-оператор може розглядатися, як «машина», яка приймає інформацію, перероблює її та видає в іншій формі, у вигляді дій що управляються. Для того щоб людина-оператор міг виконувати цю функцію з мінімальною кількістю помилок, повинні виконуватись наступні умови:
а) конструкція індикаторних приладів, їх розташування, темп оновлення інформації в максимальній мірі повинні відповідати характеристикам тих органів почуття , при допомозі яких оператор сприймає інформацію;
б) конструкція робочого місця оператора, розташування і конструкція органів управління повинні відповідати анатомічним і психофізичним характеристикам оператора;
в) умови, в яких знаходиться оператор (температура навколишнього повітря, вологість, освітленість та ін.) мають бути комфортними.
Фізіологічні та анатомічні фактори, які визначають конструкцію приладів. Людина-оператор отримує інформацію від зовнішніх приладів з допомогою зору, слуху, дотику.
Зір. Найбільшу частину інформації, яка необхідна для процесу управління, оператор отримує за допомогою зорового аналізатора. Його «вхідним пристроєм» є око. Він містить у собі – своєрідну лінзу, яка, змінюючи свою форму, проектує зображення предмету на сітківку. Сітківка має палички та колбочки, які під дією світу збуджують зорові нерви, зв’язані з відповідними областями головного мозку.
Колбочки забезпечують високу гостроту зору (можливість розрізняти малі предмети) при денному освітленні, а також кольоровий зір.
Палички забезпечують сутінковий зір – можливість розрізнювати погано освітлені предмети. Острота сутінкового зору значно гірше, ніж денного. Око може пристосовуватися до зміни освітлення розглядаємого предмету в широких межах. Ця якісь називається адаптацією. Час, необхідний на адаптацію, залежить від того, як сильно змінюється освітлення розглядаємого предмету, та може досягати десятків секунд. Тому важливо не змінювати різко освітлення в приміщення, де знаходиться оператор.
Розрішаюча можливість ока складає 3-12 кутових хв. Це означає, що око може чітко розрізнювати два предмети, віддалених від нього, якщо довжина між ними така, що, кут, під яким видно цю відстань, не менш вказаної. Така розрішаюча можливість має місце тоді, коли час розглядання не менш 0, 5 сек.
Час наведення ока на задану точку складає 0,15 сек.
Оптимальна відстань від ока до шкали складає 300-500 мм.
При суттєвому збільшенні відстані вірогідність помилкового відліку різко підвищується. На рис. 15.24 приведена межа поля чорно-білого та кутового зору для лівого ока; для правого ока конфігурація зору симетрична.
Слух. Слуховий аналізатор включає до себе барабанну перепонку та систему слухових кісточок, збуджуючих кінчики нервових волокон.
Людина може сприймати звукові коливання, частота яких лежить в межах від 20 до 20000 Гц.
Чуттєвість звуку залежить від звукового тиску, який створюється джерелом звуку; звуковий тиск виражають в паскалях.
Поріг чутності при частотах 2-4 кГц складає 20 Па.
При підвищенні або зниженні частоти порогу чутності великий вплив оказує рівень шуму в приміщенні, наявність інших сигналів та ряд інших факторів. Для впевненого прийому звукового сигналу час його дії повинен бути не менш 0,5 сек.
Людина може розрізнювати напрямки приходу сигналів: без повороту голови можна розрізнювати 2 сигнали, якщо кут між напрямками на них перевищує 20о, з поворотом голови – якщо кут не перевищує 4о.
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал
Лекція 18
Тема: Основи художнього проектування.
План
1. Загальні відомості.
Література:
1. Антонович Є. А., Василишин Я. В., Шпільчак В. А. Російсько-український словник-довідник з інженерної графіки, дизайну та архітектури: Навч. посібник. - Львів: Світ, 2001. - 240 с.
2. Волкотруб И. Т. Основы художественного конструирования. - К.: Вища школа, 1988. - 191 с.
3. Зинченко В. П., Мунипов В. М. Основы эргономики. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1979. - 344 с.
4. Макарова М. Н. Перспектива. Учебное пособие для студ. пед инст. по худ. граф. спец. - М.: Просвещение, 1989. - 191 с.
5. Нестеренко О. И. Краткая энциклопедия дизайна. - М.: Молодая гвардия, 1994. - 315 с.
6. Лазарев Е. Н. Дизайн машин. - Л.: Машиностроение, 1988. - 256 с.
7. Лазарев Е. Н. Бионика и художественное конструирование. - Л.: ЛДНТП, 1971. - 32 с.
8. Ратнічин В. М. Перспектива. - К.: Вища школа, 1977. - 135 с.
9. Сапего И. Г. Предмет и форма. - М.: Советский художник, 1984. - 304 с.
10. Сомов Ю. С. Композиция в технике. - М.: Машиностроение, 1977. - 272 с.
11. Федоровский Р. Ф. Техническая эстетика и эффективность использования техники. - М.: Знание, 1974. - 245 с.
12. Шпара П. Е., Шпара И. П. Техническая эстетика и основы художественного конструирования. - Киев, 1989. - 247 с.
1. Загальні відомості.
В художньому проектуванні, як і в будь-який іншій творчій діяльності, склалися і постійно розвиваються власні техніка і технологія - матеріали, інструменти, проектна мова, засоби і прийоми роботи. Володіти ними досконало необхідно для успішного вирішення задачі, що постає перед проектувальником - створити новий, у всіх відносинах якісний виріб, що цілком реалізує його творчі можливості. Це найважливіша умова майстерності художника-конструктора, без якого будь-які ідеї та задуми залишаються тільки наміром.
В сучасному художньому проектуванні застосовують дві спеціальних проектних мови, які доповнюють евристичні можливості одна одної, тобто можливості, пов'язані з творчим пошуком найкращого рішення проектної задачі. Це мова проектної графіки, і мова так званого об'ємного проектування - макетування і моделювання.
Види проектної графіки. Існують різні види проектної графіки: лінійне зображення, монохромне (одноколірне) зображення, виконане в техніці відмивання, і поліхромне (багатобарвне) зображення. Застосування того чи іншого виду графіки залежить від характеру об'єкта проектування, від виду проекцій його зображення (перспектива, розріз, ортогональ) і загального композиційного задуму.
Лінійна графіка - креслення вимагає меншої витрати часу на виконання, ніж інші види проектної графіки, і застосовується в тих випадках, коли проекція не повинна передавати важливі для сприйняття об'ємно-просторові особливості зображуваного предмета. Лінійна графіка найбільш умовна, позбавлена наглядності в передачі обсягу та простору. У цій техніці виконуються також розрізи, де важлива звичайно лише технічна і геометрична інформація, планування інтер'єра й екстер'єра. Простота, лаконізм, чіткість креслення, роблять його іноді єдино прийнятним для ортогональних проекцій.
Монохромне зображення. Світлотіньове зображення, виконане в техніці чорно-білого відмивання, наочно передає об'ємну форму предмета, його основні просторові особливості. Спосіб світлотіньового моделювання на площині базується на теорії тіней. Часто залучаються і деякі прийоми повітряної перспективи.
Теорія тіней прийшла в художнє проектування з архітектурної практики. Власні і падаючі тіні від нескінченно віддаленого джерела світла (промені рівнобіжні) наглядно передають форму предмета, взаєморозміщення в просторі окремих її частин, елементів. Напрямок променів світла щодо зображуваного предмета - діагональ куба, тобто з верхнього (лівого або правого) кута уявлюваного куба, приставленого до площини зображення. Ці вихідні умови дозволяють за величиною падаючої тіні дізнаватися на ортогональній проекції про відповідні величини форми предметів. Таким чином, двовимірне зображення може дати інформацію про третій вимір предмета.
Поліхромне зображення. У проекті повного складу завжди є зображення основних проекцій виробу в кольорі. Поліхромне (багатобарвне) креслення виконується аквареллю, гуашшю або темперою. Усі ці фарби складаються з пігменту (тобто барвної речовини) і сполучної речовини. На відміну від акварелі, що представляє собою прозорий матеріал, гуаш і темперу називають матеріалами, що криють, тому що вони покривають папір непрозорим шаром. Це розходження між матеріалами важливо враховувати.
У проектній графіці застосовується як рідка, так і суха акварель. Не всі акварельні барвники мають однакову прозорість. Прозорі: краплак, берлінська лазур, смарагдова зелень, сієна натуральна, сієна палена; непрозорі: охра, кіновар, ультрамарин, кобальт, кадмій. Технологічні якості акварелі мають для відмивання першорядне значення.
Ескізна графіка. Уже перша стадія проектування, предпроектне дослідження, пов'язана з графічною роботою: калькуванням досліджуваних матеріалів, замальовками. Для цих цілей використовуються кольорові олівці, фломастери, туш. Матеріали предпроектного дослідження звичайно призначені для самого автора, і тому їхня графічна мова може бути виключно діловою.
При переході безпосередньо до проектування, до стадії форескізу, засоби проектної графіки знаходять саме широке застосування. Ескіз або малюнок передає зовнішній вигляд предмета у вигляді ортогональних проекцій або перспективного зображення. Про внутрішню будову предмета інформують схеми або розрізи. Ескіз, - власне кажучи, малюнок "по уяві" - може бути лінійним і світлотіньовим, як і звичайний малюнок. Як різноманітні об'єкти проектування, настільки відмінні і задачі й, відповідно, графічні прийоми ескізування. Можна говорити про вимоги до ескізу тільки самого загального характеру. Важливо, щоб ескіз не претендував на кінцево знайдену форму, давав самому художнику можливість додумувати її, не сковував уяву.
Макетування. Виготовлення макетів практикується в художньому проектуванні на всіх основних етапах розробки виробів, інтер'єрів, благоустрою територій тощо. Залежно від характеру задачі, розв'язуваної на тому чи іншому етапі, макети бувають пошукові (при розробці форескізів і ескізної пропозиції) і чистові. Останні повинні подавати повних інформацію про об'ємно-просторове рішення об'єкта. Чистовий макет, що точно імітує майбутній виріб, у тому числі у відношенні розмірів, колірного рішення, фактури й ін., називається моделлю.
Питання про ступінь точності відтворення всіх особливостей форми виробу на різних етапах розробки зважується по-різному. Так, форма багатьох виробів повинна макетуватися в натуральну величину і з максимальною точністю вже на етапі розробки форескізу. Це головним чином дрібні предмети, якими маніпулює людина, - інструменти, рукоятки керування, посуд тощо. Здебільшого навіть у моделях багатьох виробів внутрішній їхній пристрій не відтворюється, якщо в умовах нормальної експлуатації з ним не повинно бути безпосереднього контакту, наприклад у телевізорів, кофеварок і ін. У всіх інших випадках компонування, вигляд внутрішньої будови пристрою так чи інакше повинен бути відпрацьований на макетах.
Макетування виробів. Форми предметів різноманітні, як і їхнє функціональне призначення. Залежно від складності їхньої об'ємно-просторової будови визначаються матеріал і технологія виготовлення макета.
Ескізний проект компактного виробу, що складається, однак, з декількох складених блоків (машини, механізми, прилади тощо), починається з пошуків найкращого компонування цих блоків і, у ряді випадків - зовнішньої оболонки, що поєднує їх. На цій стадії роботи незамінний метод макетного пошуку. Компонування складових внутрішніх блоків доцільно шукати шляхом різного просторового поєднання окремих об'ємів, вирізаних з пінопласту.
Після того як рішення знайдене, починається пластичне вдосконалювання отриманого загального обсягу, його скульптурних якостей. Для цього потрібно пінопластову основу покрити шаром пластиліну і потім моделювати поверхню руками або спеціальними інструментами (стеками, лопаточками тощо), використовуючи гарні пластичні властивості цього матеріалу.
У тих випадках, коли проектом не передбачається зміна внутрішньої будови виробу, макетування із самого початку ведеться в пластиліні.
Для зменшення витрат пластиліну і підвищення твердості моделі середина об'єму заповнюється деревом або пінопластом. Варто правильно розрахувати товщину шару пластиліну, щоб у процесі моделювання поверхня заповнення не виявилася зовні.
Рідше, як основний матеріал для ескізування компактних виробів використовується пінопласт. Його можна обточувати і стругати, але зворотний процес збільшення, нарощення об'єму затруднений.
У чистових макетах пластилін уже не можна вважати основним матеріалом, хоча в деяких випадках його застосовують, зокрема для макетів засобів транспорту (автомобілів, тракторів, вагонів, компактних машин і ін.). Колір пластиліну і маслянистість його поверхні іноді заважають образному розкриттю теми. Тому частіше пластиліновий макет переводять у гіпс. Гіпсовий макет, крім своїх зовнішніх якостей, на відміну від пластиліну, більш формостійкий, може бути пофарбований у будь-який колір, передає дрібні деталі форми.
Папір, як матеріал для чистового макета, може застосовуватися в тих випадках, коли обсяг складається з прямокутних форм і тіл обертання. Складні пластичні переходи форми моделювати з її допомогою важко. Але паперові деталі можуть з успіхом використовуватися в поєднанні з деталями з інших матеріалів. Так, меблі з щитових елементів можна макетувати з паперових або картонних площин і вирізаних пінопластових або поролонових деталей.
Компактні дитячі іграшки, макети яких виконуються в натуральну величину, часто вимагають особливих зовнішніх якостей - теплоти, м'якості. Це безпосередньо зв'язано з функціональними й образними особливостями такого роду речей. Тут доцільно застосовувати пінопласт, поролон, а іноді обклеювання різного роду синтетичними матеріалами.
Д/з: вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 19
Тема: Розробка робочої конструкторської документації
План
1. Загальні відомості.
Література:
1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 - с.40-42
Після вивчення теоретичного матеріалу студенти повинні:
Знати основні конструкторські документи;
Вміти розробляти КД.
1.Загальні відомості.
Розробка конструкторської документації починається з розробки ТЗ. Технічне завдання повинне містити дані про призначення виробу, його тактико-технічних характеристиках, умовах експлуатації, показниках якості, техніко-економічних характеристиках, складі конструкторської документації і стадіях її розробки.
Після узгодження та затвердження ТЗ заказником та розробником воно стає документом, на основі якого виконуються всі подальші етапи роботи.
Наступною стадією розробки є технічна пропозиція. На цій стадії виконується аналіз ТЗ, порівнювальна оцінка, яка розробляється з існуючих виробів, оцінка різних варіантів можливого рішення поставленої задачі. На основі цих матеріалів дається технічне а також техніко-економічне обоснування цілеспрямованості розробки КД нового виробу. Робота над технічною пропозицією закінчуються розглядом та затвердженням його заказником.
Наступна стадія – розробка документації ескізного проекту. На цій стадії обирають оптимальні варіанти виконання виробу, його структурну схему і принцип конструктивного виконання. Для цього роблять необхідні розрахунки, розробляються схеми, ескізи, виготовляють та іспитують макети окремих частин або всього виробу, обирають основну елементарну базу, на якій буде побудована схема виробу. Документація ескізного проекту повинна містити дані про призначення виробу. Розглянений та затверджений заказником ескізний проект є основою для виконання технічного проекту. Ціль технічного проекту виробити кінцеві технічні рішення по схемі та конструкції, на основі яких можна приступити у виконанню комплекту робочої документації. Для цього виконують повної розрахунок принципової схеми, розбивають виріб на блоки та субблоки, роблять ескізи та виготовляють по них конструктивний макет, який є прообразом майбутнього виробу. Макет підвергають всебічним іспитам, по результатам яких вносять необхідні виправлення в схему і конструкцію виробу. Після затвердження технічного проекту заказником розробляють конструкторську документацію опитної партії. Розроблена при цьому документація повинна задовольняти всім вимогам, які приведені далі.
По цій документації виготовляють опитні вироби, які розробник тестує на відповідність всім вимогам ТЗ (заводські іспити). По результатам іспитів вносять корекції у робочу документацію і їй придають літеру О. Позитивні результати іспитів є основою для пред’явлення виробів на державні іспити, які провадить державна комісія.
По зауваженням в результаті державних іспитів в КД вносять корекцію і документації присвоюється літер О1. Після цього документацію на виріб передають для підготовки серійного виробництва. При цьому розробляють технологічні процеси, конструюють та виготовляють інструмент та нестандартну вимірювальну апаратуру.
Випускають установочну серію виробу. По цим висновкам установочної серії провадять коректировку КД, технологічного процесу та виготовленого обладнання, а конструкторській документації присвоюють літер А. Після цього виготовляють і іспитують головну серію. По її результатам коректирують КД та присвоюють їй літер Б. Така документація вважається відробленою та перевіреною при виготовленні виробу по зафіксованому та повністю оснащеному технологічному процесу.
Д/з: Вивчити теоретичний матеріал.
Лекція 20
Тема: Захист радіоелектронних пристроїв від зовнішніх впливів.
План
1. Захист від механічних впливів.
2. Тепловий захист.
3. Вологозахист апаратури.
Література:
1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 - с. 415 – 451.
Після вивчення теоретичного матеріалу за даною темою студенти повинні:
Знати міри та способи захисту РЕА від зовнішніх впливів;
Вміти впроваджувати способи захисту.
1. Захист від механічних впливів.
Радіоелектронна апаратура що встановлена на пересувних об’єктах, в процесі експлуатації підлягає вібрації та ударам. В залежності від характеру об’єкта частота вібрації може лежати в діапазоні від одиниць до тисяч Гц, а перевантаження в десятки разів можуть перевищувати силу тяжіння об’єкту.
Багато елементів конструкції апарату можна представити як коливальні системи. Кожна коливальна система характеризується своєю резонансною частотою. Поведінка коливальної системи при впливі на неї зовні вібрації залежить від відношення частоти цих вібрацій к резонансній частоті. Наприклад, плоску пластинчату пружину, яка входить в склад багатьох електромагнітних реле, схематично можна представити у вигляді упругої балки, закріпленої консольно (рис.16.1., а). Якщо основа, в якій закріплена балка здійснює коливання у вертикальному напрямку, то разом з ним переміщується балка. Відношення амплітуди коливань кінця балки к амплітуді коливань основи визначимо як g. Для простоти будемо приймати, що втрати на внутрішнє тертя в матеріалі балки при її деформації відсутні.
Багато електрорадіоелементів (опори, конденсатори, мікросхеми та ін.) зроблені так, що при виконанні визначених вимог к закріпленню можуть нормально працювати при вібрації з частотою до декількох тис. Гц. При закріпленні цих елементів тільки за виводи, особливо якщо довжина виводів велика, можуть виникати резонансні явища. що призводить до поломок елементів. Тому деякі ЕРЕ додатково закріплюють за корпус до печатних плат або інших елементів конструкції, на яких вони встановлені. Гірше всього працюють при впливі високочастотних вібрацій такі прилади, як конденсатори змінної ємності, електромагнітні реле, радіолампи, електромеханічні прилади та ін. елементи конструкції, які мають низьку резонансну частоту.
При конструюванні виробу треба намагатися, щоб центр тяжіння був близький до геометричного центру.
Якщо навантаження на амортизатори будуть сильно відрізнятися, то в одному й тому ж апараті прийдеться прийняти амортизатори різних типорозмірів, що вкрай небажано. В технічних умовах на амортизатори приводиться значення номінального навантаження на яке розрахований амортизатор кожного розміру. Число амортизаторів та їх розмір повинні бути вибрані так, щоб фактичне навантаження на амортизатор було близьке до номінального.
Треба мати на увазі, що при підвищенні числа амортизаторів та незмінній масі апарату, зменшується навантаження на кожний амортизатор. Якщо жорсткість амортизаторів при цьому залишається незмінною, то деформація кожного з них зменшується, що приводить до підвищення частоти своїх коливань та погіршенню якості віброізоляції.
До цих пір розглядалася робота амортизаторів тільки при вібрації. Був зроблений висновок, що для покращення захисту апарату від вібрації повинні прийматися м’які амортизатори, які при заданій масі об’єкту забезпечують отримання малого значення частоти своїх коливань, а значить мають великий прогин під дією маси апарату.
В реальних конструкціях деформація амортизаторів обмежена. Сила, діюча на амортизатор при достатньо великому перенавантаженні може визвати повну деформацію, після чого проходить жорстке зіткнення приладів, обмежуючих хід. При цьому на апарат діє велике прискорення.
Щоб захистити апарат від дії великих ударних перенавантажень необхідно застосовувати більш жорсткі амортизатори.
Розглянемо конструкцію та основні характеристики амортизаторів, які використовуються в радіоапаратобудуванні. Різновид конструктивного оформлення пластинчатого резинометалічного амортизатору типу АП зображена на рис.16.5. (Там же показаний спосіб закріплення апарату на амортизаторах).
Резинометалічні амортизатори прості по конструкції, компактні, легкі та мають низьку вартість. Однак резина як пружний елемент має ряд недоліків: вона погано витримує великі тривалі деформації; жорсткість резинового амортизатору різко підвищується при зниженні температури; при високих позитивних температурах, під впливом сонячної радіації резина «старіє» та в неї утворюється поверхнісні тріщини.
Амортизатори АП випускаються в декількох типорозмірах (див. табл.16.1.).
Амортизатор АПНМ, який зображений 16.7. також відноситься до групи амортизаторів з демпфіруванням. Однак в нього демпфірування здійснюється за рахунок тертя. Розміри амортизаторів АПМН приведені в табл. 16.2.
2. Тепловий захист.
Більшість радіотехнічних пристроїв, використовуючи від джерел живлення потужність, яка вимірюється десятками, а іноді і сотнями Ватт. Остання електрична енергія, перетворюючись у теплову, виділяється у середині апарату. Температура нагріву апарату указується вище температури навколишнього середовища, в результаті чого проходить процес віддачі теплоти до навколишнього середовища.
При деякому значенні температури поверхні оказуються рівними кількість теплоти, яка виділяється в навколишнє середовище, та кількість теплоти, яка виділяється у середині апарата; наступає стан теплової рівноваги – температура нагріву в кожній точці апарату стабілізується. Значення температури, яке встановилося, визначається кількістю теплоти, яка виділяється у середині апарата, та інтенсивністю процесу віддачі теплоти в навколишнє середовище, також температурою навколишнього середовища.
Як було показано, надійність елементів радіоелектронної апаратури сильно залежить від температури навколишнього середовища. Для кожного типу елемента в технічних умовах указується гранична температура, при перевищуванні якої елемент не можна експлуатувати. Тому одна з найважливіших задач конструктора РЕА складається в тому, щоб забезпечити правильні теплові режими для кожного елементу.
Передача теплоти від нагрітого тіла в навколишнє середовище може виконуватись за рахунок теплопровідності, конвекції та радіації. Для апаратів, які знаходяться в повітряному просторі, конвекція – це перенос теплоти частинами повітря, які переміщуються. Схема теплових потоків повітря при повітряній конвекції для апарату з кожухом, який має ущільнення, показана на рис. 16.8., а.
На рис. 16.8.,б показана схема апарату, який охолоджується за рахунок вентиляції. Характерною особливістю такого апарату є наявність в кожусі жалюзі, через які повітря з навколишнього середовища може попадати в апарат. Така схема тепловіддачі значно ефективніша, ніж та що показана на рис. 16.8., а.
Однак не у всіх випадках можна робити отвори в кожусі апарата. Часто із-за ряду причин конструктор повинен застосовувати кожухи з ущільненням. Якщо зазори між окремими елементами конструкції малі, то швидкість повітряного потоку при конвекції оказується теж дуже малою, що різко зменшує кількість теплоти, яка оддається тепловипромінюючими елементами. В результаті теплові режими елементів можуть оказатися в недопустимих межах. В даному випадку застосовують вентилятори (рис.16.8, в), які здійснюють переміщення повітря у середині кожуха, що інтесифицирує процес тепловіддачі.
На рис.16.8, г зображена схема принуджувальної вентиляції апарату, яка забезпечує найбільш ефективне охолодження його повітрям: спеціальний вентилятор проганяє через апарат повітря з навколишнього середовища. Така схема найбільш вигідна, якщо радіоелектронний прилад буде встановлений на об’єктах, де є централізована система подачі повітря. В ряді випадків централізовані системи подають в апарат осушене повітря
На рис. 16.8, д показаний апарат, внутрішній об’єм якого заповнений рідиною. Так як рідина обладає більшою теплопровідністю та теплоємністю, ніж газ, то передача теплоти від тепловиділяючих елементів кожуху проходить більш інтенсивно. Частину об’єму апарату залишають незаповненою в зв’язку з тим, що при нагріванні вони розширюється. Інтесификувати рідинне охолодження можна переміщуванням рідини спеціальним вентилятором або прокачкою рідини через спеціальний теплообмінник, де вона охолоджується.
К числу рідинних систем охолодження відносяться й системи з випаруванням. В цьому випадку об’єм апарату заповнюється рідиною, яка має низьку температуру кип’ятіння. Теплова енергія, яка виділяється елементами апаратури, яка розходжується на пароутворення, та температура рідини підтримується постійною, яка дорівнює температурі кипіння. Зазначимо, що рідинні системи охолодження значно ускладнюють конструкцію апарату та використовуються обмежено.
Радіаторами називають прилади, які призначені для відводу теплоти від окремих сильно нагріваємих пристроїв в навколишнє середовище.
Щоб радіатор ефективно працював, він повинен мати наступні якості:
1) тепловий опір в місці контактування джерела теплової енергії (наприклад корпусу транзистора) з радіатором повинно бути мінімальним;
2) поверхня радіатора, яка віддає теплоту навколишньому повітрю, повинна бути максимально можливою;
3) тепловий опір радіатора повинен бути мінімальним.
На рис.16.15 показані три варіанти конструкції радіатора: штирковий, з ребрами у вигляді пластин та без ребер.
