軍用電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性研究

王希亮

摘 要：軍用電子設(shè)備需要在各種環(huán)境中發(fā)揮作用，在各種環(huán)境下會(huì)不可避免地受到侵害。為了提高設(shè)備的使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命，需要加強(qiáng)對(duì)軍用電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的研究。從闡述軍用電子設(shè)備面臨的環(huán)境條件入手，進(jìn)一步介紹了環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)措施。

關(guān)鍵詞：軍用電子設(shè)備；環(huán)境適應(yīng)性；溫度控制；電磁防護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN06 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.123

軍用電子設(shè)備在長(zhǎng)久的儲(chǔ)存、輸送和正式使用過(guò)程中往往會(huì)受到各種外在環(huán)境的影響，也不能躲避環(huán)境所帶來(lái)的各種侵蝕或者磨損。毫無(wú)疑問(wèn)，只有盡量保護(hù)設(shè)備，防止環(huán)境造成過(guò)多侵害，才能保證其性能的穩(wěn)定。

1 軍用電子設(shè)備所處的環(huán)境條件

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，同一種設(shè)備被放置在普通的試驗(yàn)室環(huán)境中，使用時(shí)單位時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生1次故障；而將其放到野外地面場(chǎng)景中，使用時(shí)會(huì)發(fā)生2次故障；而艦載將會(huì)發(fā)生10次故障，機(jī)載則會(huì)發(fā)生20次故障。這些數(shù)據(jù)表明，環(huán)境會(huì)影響軍用電子設(shè)備的失效概率。而軍用電子設(shè)備正是一種運(yùn)用范圍廣泛的設(shè)備類(lèi)型，其所處的環(huán)境條件多樣，比如機(jī)械、電磁、生物及化學(xué)環(huán)境。而復(fù)雜的環(huán)境中存在著各種不可控的因素，通常單個(gè)或者多個(gè)同時(shí)發(fā)生狀況。這些因素彼此影響、綜合作用，對(duì)設(shè)備的影響不可謂不大。所以，必須重視對(duì)軍用電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的研究。

2 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)措施

2.1 溫度控制措施

在整個(gè)環(huán)境中，溫度無(wú)疑是非常重要的一個(gè)因素，它對(duì)電子設(shè)備性能的影響也是直接而明顯的。所以加強(qiáng)對(duì)溫度的控制及科學(xué)設(shè)計(jì)，成為了軍用電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性一大重點(diǎn)話題。在產(chǎn)品的研制前期階段，可以做好對(duì)器件尺寸、封裝形式、功耗、熱阻等具體參數(shù)的搜集，建設(shè)設(shè)備或單板的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)，關(guān)注設(shè)備在環(huán)境背景下的內(nèi)部熱流密度和溫度場(chǎng)狀況，據(jù)此預(yù)估接下來(lái)可能出現(xiàn)的故障，并做好防護(hù)措施。工作人員可以采用多用低功耗、低熱阻的器件，把容易發(fā)熱的部件放置在容易散熱的區(qū)域等辦法。

功率不一樣的軍用電子設(shè)備，可以采用完全不一樣的溫度控制設(shè)計(jì)辦法。一般而言，中小功率的設(shè)備多采用自然冷卻的方式；而功率比較大的設(shè)備，則大多采用在機(jī)箱上開(kāi)孔和強(qiáng)迫風(fēng)冷搭配的溫度控制方式。

2.2 防振動(dòng)抗沖擊措施

在不可控因素充斥的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，移動(dòng)電子設(shè)備的運(yùn)用逐漸增多，設(shè)備也更多地受振動(dòng)沖擊等機(jī)械因素影響。這會(huì)使設(shè)備在某些激振頻率的影響下產(chǎn)生共振，從而對(duì)自身造成損傷、密封失效等破壞。所以，在對(duì)軍用電子設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要按照設(shè)備的環(huán)境平臺(tái)及其具體方案，運(yùn)用科學(xué)的防振動(dòng)、抗沖擊手段，借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)振動(dòng)、沖擊模態(tài)加以科學(xué)而全面的研究，從而檢驗(yàn)隔振緩沖設(shè)計(jì)的實(shí)際成效，以此保障設(shè)備的耐振抗沖擊能力。具體而言，工作人員可采取加固設(shè)計(jì)，即提高部件的耐振抗沖水平，或采用設(shè)計(jì)振動(dòng)、沖擊防護(hù)體系的方式，來(lái)達(dá)到抗沖擊的目的。

2.3 電磁防護(hù)措施

軍用電子設(shè)備的大量研發(fā)和大范圍使用促使復(fù)雜電磁環(huán)境的出現(xiàn)。鑒于頻譜資源不足、頻道不暢，電磁干擾變成了一個(gè)越來(lái)越嚴(yán)重的問(wèn)題。隨著電子設(shè)備功能和精準(zhǔn)程度的逐漸提高，設(shè)備對(duì)電磁干擾的敏感程度也越來(lái)越高。為此，可從以下2方面入手做好防護(hù)工作：①盡最大力量減少暴露的面積，包括隱藏天線、電纜等。②做好屏蔽。電磁屏蔽的方式為借用導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率較高的金屬材質(zhì)物品裹住電子設(shè)備，并設(shè)置接地線。除此之外，還有一些其他措施，比如濾波和吸收、做好接地工作、電氣隔離、完善電路格局、使用多層印制電路板、高強(qiáng)輻射場(chǎng)防護(hù)和雷電防護(hù)、靜電防護(hù)等。

2.4 “三防”措施

2.4.1 材料防護(hù)方面

按照已知的環(huán)境平臺(tái)條件和方案信息，利用優(yōu)質(zhì)的材料，將其用作設(shè)備結(jié)構(gòu)件的原材料。而在安全方面，要嚴(yán)格要求，對(duì)于一出現(xiàn)腐蝕就導(dǎo)致故障的重要結(jié)構(gòu)件，尤其需要做好防護(hù)工作。如果某些結(jié)構(gòu)件不適合采取其他的防護(hù)措施，可以考慮使用耐蝕的金屬或者不容易發(fā)霉、不容易老化的非金屬材料。

2.4.2 結(jié)構(gòu)防護(hù)方面

現(xiàn)在許多腐蝕問(wèn)題都可以采用科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式來(lái)規(guī)避。在設(shè)計(jì)階段，如果軍用電子設(shè)備被運(yùn)用在濕度值比較高的氣候環(huán)境中，可以少用點(diǎn)焊、鉚接、螺紋緊固等模式，多用鈑金結(jié)構(gòu)或整體澆鑄機(jī)箱的模式。不同類(lèi)型的金屬和合金不可有太多的親密接觸，需要用別的材料將二者隔開(kāi)。

2.4.3 工藝防護(hù)方面

做好表面涂覆，在設(shè)備及其零部件表面覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜，使之與周?chē)橘|(zhì)隔離開(kāi)。金屬覆蓋層主要通過(guò)電鍍、化學(xué)鍍、熱噴鍍、熱浸鍍等方法獲得，非金屬覆蓋層包括油漆涂覆層和塑料涂覆層，化學(xué)覆蓋層則是用化學(xué)或電化學(xué)方法使金屬表面生成某種化合物而形成覆蓋層。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)軍用電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的研究具有非常重要的意義。相關(guān)工作人員需要明確軍用電子設(shè)備所處的環(huán)境條件，在此基礎(chǔ)上探討科學(xué)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)措施，包括溫度控制措施、防振動(dòng)抗沖擊措施、電磁防護(hù)措施、“三防”措施。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕