Устройство и способ для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах

Изобретение относится к области электроники. Техническим результатом изобретения является создание высокоэффективного теплоотвода. Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах содержит вентиляторы, блок управления, электрически связанный с цепями питания вентиляторов, канал для прохождения воздушного потока, причем составные части каждого радиоэлектронного блока образуют множество каналов, где входные отверстия каналов для одного направления воздушных потоков являются выходными отверстиями каналов для другого направления, выходные отверстия каналов одного направления воздушных потоков - входными отверстиями каналов для другого направления, в каналах установлены крышки выпукло-вогнутой формы. В устройстве для охлаждения в одном направлении входные отверстия каналов расположены в нижней части, выходные отверстия каналов - в верхней части устройства, а для охлаждения в другом направлении выходные отверстия каналов расположены в нижней части, входные отверстия каналов - в верхней части устройства, также в крышках предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие, а крышки имеют токопроводящее покрытие. Для регулирования направлений воздушных потоков используются датчики температуры, а воздушные каналы дополнительно снабжены сетками. Способ для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах предусматривает применение циклического перемещения воздушных потоков в двух и более направлениях, причем для охлаждения в одном направлении используется действие архимедовой силы, а для охлаждения в других направлениях используются воздушные потоки, создаваемые вентиляторами и направленные на вытяжку; использование крышек выпукло-вогнутой формы, имеющих разные сопротивления воздушным потокам двух и более направлений, способствует прохождению воздушных потоков по различным участкам радиоэлектронного блока. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в комплексе бортового оборудования летательных аппаратов, например в многофункциональных пультах управления, для решения задач повышения надежности и эффективности теплоотвода радиоэлектронного блока посредством циклического изменения направления воздушных потоков в двух направлениях и защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех.

Известно техническое решение (Патент RU №2214700, Н05К 7/20, опубл. 2003.10.20), в котором радиатор содержит теплопроводную пластину, накладываемую на охлаждаемую поверхность, причем толщина пластины постепенно увеличивается от кромок в сторону центральной части в соответствии с криволинейным профилем, вогнутым кверху, благодаря чему поток воздуха, поступающий на пластину, отклоняется в сторону ее кромок, принимая, по существу, горизонтальное направление на выходе. Теплопроводная пластина имеет множество ребер охлаждения, расположенных на ней и проходящих, по существу, радиально от центральной части к кромкам пластины. Недостатки этого технического решения: невозможность циклического изменения направления воздушных потоков в двух направлениях, следствием чего является низкая эффективность теплоотвода устройства; отсутствие защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является «Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронных блоков на летательных аппаратах» (Авторское свидетельство СССР №1679958, Н05К 7/20, опубл. 2004.11.10), содержащее несущий каркас для размещения радиоэлектронных блоков с каналом для охлаждения воздушного потока, на входе которого размещены вентиляторы с цепями питания в виде выключателей, один из которых - основной вентилятор, а другой - дублирующий вентилятор, подвижную заслонку с узлом управления, установленную внутри канала для охлаждающего воздушного потока с возможностью поворота с обеспечением перекрытия заслонкой проходного сечения указанного канала, и блок управления, электрически связанный с цепями питания вентиляторов и узлов управления и заслонки, основной и дублирующий вентиляторы параллельно соединены с каналом для охлаждающего воздушного потока с образованием в месте их соединения тройника.

Выявлены следующие недостатки прототипа: низкая эффективность теплоотвода, являющаяся следствием отсутствия возможности циклического изменения направления воздушных потоков в двух направлениях, отсутствие сетки в канале для прохождения воздушного потока снижает эффективность защиты устройства от воздействия электромагнитных помех.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности радиоэлектронного блока и создание в нем высокоэффективного теплоотвода, что достигается путем циклического изменения направления воздушных потоков в двух направлениях, а также защиты радиоэлектронного блока от воздействия электромагнитных помех.

Технический результат достигается тем, что устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах содержит вентиляторы, блок управления, электрически связанный с цепями питания вентиляторов, канал для прохождения воздушного потока, причем составные части каждого радиоэлектронного блока образуют множество каналов, где входные отверстия каналов для одного направления воздушных потоков являются выходными отверстиями каналов для другого направления, выходные отверстия каналов одного направления воздушных потоков - входными отверстиями каналов для другого направления, в каналах установлены крышки выпукло-вогнутой формы.

Кроме этого, в устройстве для охлаждения в одном направлении входные отверстия каналов расположены в нижней части, выходные отверстия каналов - в верхней части устройства, а для охлаждения в другом направлении выходные отверстия каналов расположены в нижней части, входные отверстия каналов - в верхней части устройства.

Кроме этого, в устройстве в крышках предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие.

Кроме этого, в устройстве крышки имеют токопроводящее покрытие.

Кроме этого, в устройстве для регулирования направлений воздушных потоков используются датчики температуры.

Кроме этого, в устройстве воздушные каналы дополнительно снабжены сетками.

Технический результат достигается тем, что способ для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах предусматривает применение циклического перемещения воздушных потоков в двух направлениях, причем для охлаждения снизу вверх используется действие архимедовой силы, а для охлаждения в обратном направлении - сверху вниз используются воздушные потоки, создаваемые вентиляторами и направленные на вытяжку; использование крышек выпукло-вогнутой формы, имеющих разные сопротивления воздушным потокам двух направлений, способствует прохождению воздушных потоков по различным участкам радиоэлектронного блока.

В предлагаемой конструкции радиоэлектронного блока применение циклического перемещения воздушных потоков противоположных направлений, проходящих через отверстия каналов, расположенных в нижней и верхней частях блока, а также применение датчиков температуры, регулирующих направления воздушных потоков, и крышки выпукло-вогнутой формы приводит к достижению блоком высокоэффективного теплоотвода. Применение токопроводящего покрытия на крышке, а также расположение сеток в воздушных каналах способствует эффективной защите блока от электромагнитных помех.

В отличие от прототипа, где охлаждение осуществляется без изменения направлений воздушного потока, в предлагаемом способе для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах применяется циклическое перемещение воздушных потоков в двух противоположных направлениях (снизу вверх и сверху вниз), что значительно повышает эффективность охлаждения и, следовательно, повышается надежность радиоэлектронного блока.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется чертежами. На фиг.1 показан общий вид устройства в изометрии с местным видом, при расположении блока на объекте под определенным углом. На фиг.2 показан общий вид устройства в сечении, при расположении блока на объекте горизонтально, где:

1 - радиоэлектронный блок;

2 - составные части радиоэлектронного блока;

3 - каналы для воздушных потоков;

4 - воздушные потоки;

5 - вентилятор;

6 - входные отверстия каналов для воздушных потоков, образованных архимедовой силой;

7 - выходные отверстия каналов для воздушных потоков, образованных вентилятором;

8 - выходные отверстия каналов для воздушных потоков, образованных архимедовой силой;

9 - входные отверстия каналов для воздушных потоков радиоэлектронных блоков, образованных вентилятором;

10 - направление воздушных потоков, образованных архимедовой силой;

11 - нижняя часть блока;

12 - верхняя часть блока;

13 - боковые панели;

14 - датчик температуры с блоком управления;

15 - крышка;

16 - отверстие в крышке;

17 - выпукло-вогнутая форма крышки;

18 - токопроводящее покрытие;

19 - сетка.

Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока 1 (фиг.1, 2) на летательных аппаратах содержит составные части 2, которые образуют множество каналов 3 для прохождения воздушного потока 4, где вентиляторы 5 размещены в каналах 3. Охлаждение устройства осуществляется посредством циклического изменения направления воздушных потоков в двух противоположных направлениях: входные отверстия 6 для одного направления являются выходными отверстиями 7 для другого направления, выходные отверстия 8 - входными отверстиями 9 для другого направления.

Кроме этого, для охлаждения снизу вверх используется действие архимедовой силы 10, где входные отверстия 6 расположены в нижней части 11, выходные отверстия 8 - в верхней части 12 боковых панелей 13 устройства, а для охлаждения в обратном направлении - сверху вниз используются воздушные потоки 4 от вентилятора 5, направленные на вытяжку, где выходные отверстия 7 расположены в нижней части 11, входные отверстия 9 - в верхней части 12 боковых панелей 13 блока 1. Кроме этого, для регулирования направления воздушного потока используется датчик 14 температуры.

Кроме этого, для защиты от электромагнитных помех и разделения воздушных потоков используется крышка 15 выпукло-вогнутой формы 17 с отверстием 16 и токопроводящим покрытием 18. Кроме этого, для защиты от электромагнитных помех воздушные каналы 3 дополнительно снабжены сеткой 19.

Принцип работы устройства заключается в том, что применена циклическая схема охлаждения радиоэлектронного блока 1. При работе радиоэлектронный блок 1 выделяет определенное количество тепла и в зависимости от режима работы и от температуры окружающей среды температура стабилизируется на определенном уровне. При выключенном вентиляторе 5 охлаждение происходит за счет движения воздушных потоков снизу вверх за счет архимедовой силы 10, если температура достигнет определенного уровня, срабатывает датчик температуры с блоком управления 14 и включает вентилятор 5 и воздушные потоки 4 движутся в обратном направлении - сверху вниз.

При уменьшении температуры до определенного уровня вентилятор 5 выключается и цикл повторяется.

На пути воздушных потоков в канале имеется крышка 15 выпукло-вогнутой формы 17 - это позволяет воздушному потоку 4 в одном направлении пройти по одному участку радиоэлектронного блока, а в обратном направлении - по другому участку радиоэлектронного блока.

Применение циклической схемы перемещения воздушного потока 4 в двух противоположных направлениях позволяет воздушному потоку 4 пройти по разным участкам радиоэлектронного блока 2, что повышает надежность и эффективность теплоотвода, а применение сетки 19 и крышки 15 с токопроводящим покрытием 18 экранирует от электромагнитных помех.

Для увеличения эффективности и надежности охлаждения радиоэлектронного блока 1 возможно размещение вентиляторов 5 в различных частях радиоэлектронного блока.

Из вышеизложенного следует, что данное устройство промышленно применимо и решает поставленную техническую задачу: повышает надежность и эффективность теплоотвода и обеспечивает защиту от электромагнитных помех.

1. Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах, содержащее вентиляторы, блок управления, электрически связанный с цепями питания вентиляторов, канал для прохождения воздушного потока, отличающееся тем, что составные части радиоэлектронного блока образуют множество каналов, где входные отверстия каналов для одного направления воздушных потоков являются выходными отверстиями каналов для другого направления, выходные отверстия каналов одного направления воздушных потоков - входными отверстиями каналов для другого направления, причем в каналах установлены крышки выпукло-вогнутой формы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для охлаждения в одном направлении входные отверстия каналов расположены в нижней части, выходные отверстия каналов - в верхней части устройства, а для охлаждения в другом направлении выходные отверстия каналов расположены в нижней части, входные отверстия каналов - в верхней части устройства.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в крышках предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что крышки имеют токопроводящее покрытие.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что для регулирования направлений воздушных потоков используются датчики температуры.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что воздушные каналы дополнительно снабжены сетками.

7. Способ для воздушного охлаждения радиоэлектронного блока на летательных аппаратах с использованием устройства по любому из пп.1-6, предусматривает применение циклического перемещения воздушных потоков в двух направлениях, причем для охлаждение в направлении снизу вверх используется действие архимедовой силы, а для охлаждения в обратном направлении - сверху вниз используются воздушные потоки, создаваемые вентиляторами и направленные на вытяжку; использование крышек выпукло-вогнутой формы, имеющих разные сопротивления воздушным потокам двух направлений, способствует прохождению воздушных потоков по различным участкам радиоэлектронного блока.