軍用電子設備環境適應性研究

王希亮

摘 要：軍用電子設備需要在各種環境中發揮作用，在各種環境下會不可避免地受到侵害。為了提高設備的使用性能，延長其使用壽命，需要加強對軍用電子設備環境適應性的研究。從闡述軍用電子設備面臨的環境條件入手，進一步介紹了環境適應性設計措施。

關鍵詞：軍用電子設備；環境適應性；溫度控制；電磁防護

中圖分類號：TN06 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.123

軍用電子設備在長久的儲存、輸送和正式使用過程中往往會受到各種外在環境的影響，也不能躲避環境所帶來的各種侵蝕或者磨損。毫無疑問，只有盡量保護設備，防止環境造成過多侵害，才能保證其性能的穩定。

1 軍用電子設備所處的環境條件

調查數據顯示，同一種設備被放置在普通的試驗室環境中，使用時單位時間內會發生1次故障；而將其放到野外地面場景中，使用時會發生2次故障；而艦載將會發生10次故障，機載則會發生20次故障。這些數據表明，環境會影響軍用電子設備的失效概率。而軍用電子設備正是一種運用范圍廣泛的設備類型，其所處的環境條件多樣，比如機械、電磁、生物及化學環境。而復雜的環境中存在著各種不可控的因素，通常單個或者多個同時發生狀況。這些因素彼此影響、綜合作用，對設備的影響不可謂不大。所以，必須重視對軍用電子設備環境適應性的研究。

2 環境適應性設計措施

2.1 溫度控制措施

在整個環境中，溫度無疑是非常重要的一個因素，它對電子設備性能的影響也是直接而明顯的。所以加強對溫度的控制及科學設計，成為了軍用電子設備環境適應性一大重點話題。在產品的研制前期階段，可以做好對器件尺寸、封裝形式、功耗、熱阻等具體參數的搜集，建設設備或單板的計算流體動力學數字樣機，關注設備在環境背景下的內部熱流密度和溫度場狀況，據此預估接下來可能出現的故障，并做好防護措施。工作人員可以采用多用低功耗、低熱阻的器件，把容易發熱的部件放置在容易散熱的區域等辦法。

功率不一樣的軍用電子設備，可以采用完全不一樣的溫度控制設計辦法。一般而言，中小功率的設備多采用自然冷卻的方式；而功率比較大的設備，則大多采用在機箱上開孔和強迫風冷搭配的溫度控制方式。

2.2 防振動抗沖擊措施

在不可控因素充斥的戰場環境中，移動電子設備的運用逐漸增多，設備也更多地受振動沖擊等機械因素影響。這會使設備在某些激振頻率的影響下產生共振，從而對自身造成損傷、密封失效等破壞。所以，在對軍用電子設備進行設計的過程中，要按照設備的環境平臺及其具體方案，運用科學的防振動、抗沖擊手段，借助計算機仿真技術對振動、沖擊模態加以科學而全面的研究，從而檢驗隔振緩沖設計的實際成效，以此保障設備的耐振抗沖擊能力。具體而言，工作人員可采取加固設計，即提高部件的耐振抗沖水平，或采用設計振動、沖擊防護體系的方式，來達到抗沖擊的目的。

2.3 電磁防護措施

軍用電子設備的大量研發和大范圍使用促使復雜電磁環境的出現。鑒于頻譜資源不足、頻道不暢，電磁干擾變成了一個越來越嚴重的問題。隨著電子設備功能和精準程度的逐漸提高，設備對電磁干擾的敏感程度也越來越高。為此，可從以下2方面入手做好防護工作：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電率和導磁率較高的金屬材質物品裹住電子設備，并設置接地線。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、高強輻射場防護和雷電防護、靜電防護等。

2.4 “三防”措施

2.4.1 材料防護方面

按照已知的環境平臺條件和方案信息，利用優質的材料，將其用作設備結構件的原材料。而在安全方面，要嚴格要求，對于一出現腐蝕就導致故障的重要結構件，尤其需要做好防護工作。如果某些結構件不適合采取其他的防護措施，可以考慮使用耐蝕的金屬或者不容易發霉、不容易老化的非金屬材料。

2.4.2 結構防護方面

現在許多腐蝕問題都可以采用科學的結構設計方式來規避。在設計階段，如果軍用電子設備被運用在濕度值比較高的氣候環境中，可以少用點焊、鉚接、螺紋緊固等模式，多用鈑金結構或整體澆鑄機箱的模式。不同類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。

2.4.3 工藝防護方面

做好表面涂覆，在設備及其零部件表面覆蓋一層金屬或非金屬保護膜，使之與周圍介質隔離開。金屬覆蓋層主要通過電鍍、化學鍍、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，化學覆蓋層則是用化學或電化學方法使金屬表面生成某種化合物而形成覆蓋層。

3 結束語

綜上所述，加強對軍用電子設備環境適應性的研究具有非常重要的意義。相關工作人員需要明確軍用電子設備所處的環境條件，在此基礎上探討科學的環境適應性設計措施，包括溫度控制措施、防振動抗沖擊措施、電磁防護措施、“三防”措施。

參考文獻

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[2]胡麗華，鐘志珊，趙杰.熱管散熱模組在機載電子設備熱設計中的應用[J].航空電子技術，2014（2）：35-42.

〔編輯：劉曉芳〕