Объекты установки эа и их характеристики
Лекция №7. Объекты установки ЭА и их характеристики.
Характер и интенсивность воздействия климатических, механических и радиационных факторов зависти от самого объекта, на котором эксплуатируется ЭА, и способа его применения. По виду объекта установки ЭА можно разделить на три большие группы: стационарные, транспортируемые и портативные. ГОСТы классифицируют ЭА в зависимости от условий эксплуатации и вида объекта установки на группы и разновидности (рис. 6).
Рисунок 6. Классификация ЭА по объектам установки.
Стационарная ЭА – это аппаратура, эксплуатируемая в отапливаемых и неотапливаемых помещениях, бункерах, подвалах, помещениях с повышенной влажностью, на открытом воздухе, в производственных цехах. Условия эксплуатации и транспортирования такой аппаратуры характеризуется широким диапазоном рабочих (–50-+50°С) и предельных (–50-+65°С) температур, влажностью 90-98%, вибрацией до 120 Гц при 4-6g, наличием многократных (до 5g) и одиночных (до 75 g) ударов, воздействием дождя до 3мм/мин и соляного тумана с дисперсностью капель до 10 мкм и содержанием воды до 3г/м3.
Транспортируемая ЭА – это аппаратура, устанавливаемая и эксплуатируемая на автомобилях и автоприцепах, железнодорожном и гусеничном транспорте, на судах различных классов, на борту самолетов, ракет, космических аппаратов. Специфика работы этого вида аппаратуры предусматривает повышенное воздействие механических факторов. Каждый вид транспорта имеет собственные вибрационные характеристики, приведенные на рис. 7.
 |
Для предотвращения повреждения такой ЭА необходимо, чтобы вся она и отдельные ее части имели собственные частоты колебаний вне диапазона частот вибрации того транспортного средства, на котором аппаратура эксплуатируется или перевозится. На ЭА, установленную на автомобильном транспорте воздействуют вибрации частотой до 200 Гц и удары. При движении железнодорожного транспорта возможны внезапные толчки и удары до 40 g. Биение колес на стыках рельсов вызывает вибрацию с частотой до 400 Гц при ускорении до 2 g. Особо жестким воздействиям подвергается ЭА, эксплуатируемая на гусеничном транспорте (танках, транспортерах, самоходной артиллерии, тракторах). Здесь вследствие «стука» гусениц частота вибрации может доходить до 7000 Гц с амплитудой ±0,025 мм. Удары по корпусу (отдача орудия, попадание снаряда) могут быть большой силы и сопровождаться вибраций. Кроме того, постоянно воздействие акустического шума с уровнем до 150 дБ.
ЭА в морском исполнении устанавливается на всех типах кораблей и судов, подводных лодках и орудийных площадках береговой артиллерии. Диапазон частот вибраций на судах обычно не превышает 25 Гц. Амплитуда вибраций зависит от места расположения, например, на корме она составляет 25 мм при частоте 0–25 Гц, на носу – 1 мм при частоте 1000 Гц. Кроме того, ЭА этого класса должен иметь высокую коррозионную стойкость, плеснестойкость, водо и брызгозащищенность.
Рекомендуемые материалы
Бортовая ЭА устанавливается на самолетах, и ракетах различного класса, управляемых снаряда, искусственных спутниках Земли и космических аппаратах. На самолетах аппаратура находится внутри фюзеляжа, при этом на нее воздействует вибрация частотой до 500 Гц с амплитудой до 10 мм и акустический шум до 150 дБ при частоте 50-10000 Гц. При расположении на ракетах наибольшее воздействие оказывают вибрации двигателей с частотой до 2500 Гц при ускорении до 20 g . Характер таких вибраций синусоидальный. Кроме того, на ЭА воздействует шум с уровнем до 150 дБ. Атмосферное давление в негерметизированной аппаратуре в процессе движения ракеты изменяется от нормального до нуля, при этом резко меняется температура, содержание влаги и вредных веществ в атмосфере.
Портативная ЭА – это микрокалькуляторы, ноутбуки, специализированные вычислители, переносная радиоаппаратура, медицинская техника и т.д. Условия работы портативной ЭА должны соответствовать зоне комфорта человека, которая характеризуется температурой 18-24°С, уровнем акустического шума 70-85 дБ, влажностью 20-90% и высотой над уровнем моря до 3000 м. Однако портативная аппаратура должна выполнять свои функции и в предельных условиях, а именно – температура от –17 до +43,5°С, уровне шума 120 дБ, влажность меньше 1%, высота над уровнем моря более 6000 м. С точки зрения допустимой физической массы портативная аппаратура делится на легкую (до 29 Н), среднюю (до 147 Н) и тяжелую (до 390 Н).
На портативную аппаратуру может воздействовать вибрация частотой до 20 Гц с ускорением до 2g и удары до 10g при длительности 5-10 мс.
Требования, предъявляемые к конструкции ЭА.
Вновь разрабатываемая ЭА должна отвечать тактико-техническим, конструктивно-технологическим, эксплуатационным, надежностным и экономическим требованиям. Все эти требования взаимосвязаны и оптимальное их удовлетворение представляет собой сложную инженерную задачу. Кроме того, эти требования должны отвечать рекомендациям соответствующих ГОСТов. Все эти требования содержатся в ТЗ на разрабатываемую ЭА.
Тактико-технические требования включают в первую очередь требования к параметрам ЭА, характеризующим ее потребительские качества (для ЭВМ – это быстродействие, объем оперативной, постоянной и внешней памяти, разрядность команд данных, языки программирования и т.д.). Эти требования в основном удовлетворяются на ранних стадиях разработки ЭА, когда определяется состав аппаратуры, ее структура, требования к отдельным устройствам и т.д. Учитывая необходимость работы будущей ЭА в составе управляемой ею системы, необходимо предусмотреть их техническую, программную, информационную и эксплуатационную совместимость. В конструкции ЭА должны быть предусмотрены меры защиты от воздействия климатических и механических факторов, состав и значения которых приведены в таблице 6.
К конструкторско-технологическим требованиям относятся: обеспечение функционально-узлового принципа построения конструкции ЭА, технологичность, минимальная номенклатура комплектующих изделий, ремонтопригодность, защита от несанкционированного доступа, удобный доступ к узлам и элементам, обеспечение безопасной работы оператора.
Таблица 6. Значения воздействия факторов на группы ЭА.
| Внешние факторы | Группа ЭА | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6/7 | 8 | |
| Климатические Пониженная температура, °С: предельная 1 степень 2 степень рабочая 1 степень 2 степень Повышенная температура, °С: предельная рабочая Относительная влажность, %, При температуре, °С: 1 степень 2 степень время выдержки, ч Интенсивность дождя, мм/мин время выдержки, ч Пониженное давление, Па время выдержки, ч Поток пыли: скорость потока, м/с время выдержки, ч Соляной туман: температура, °С содержание воды, г/м3 время выдержки, ч Механические Вибрация на одной частоте: частота, Гц ускорение, g время выдержки, ч Вибрация в диапазоне частот: частота, Гц ускорение, g время выдержки, ч Одиночные удары: длительность, мс число ударов в 1 мин общее число ударов Удары многократные: длительность, мс число ударов в 1 мин ускорение, g общее число ударов Линейная перегрузка, g
| –40 –50 5 5 55 40 86 25 25 48 – – 6,1×104 2-6 – – 27 2-3 24 20 2 0,5 – – – – – – – – – – – | –40 –50 –10 –25 60 50 93 25 40 72 3 0,33 6,1×104 2-6 10 1 27 2-3 48 20 2 0,5 – – – – – – – – – – – | –40 –50 –25 –40 60 50 93 25 40 72 3 0,33 6,1×104 2-6 10 1 27 2-3 48 20 2 0,5 1-200 10 12 15-75 15 60 5-10 40-80 15 12000 – | –40 –50 –10 –10 60 50 93 25 40 72 3 0,33 6,1×104 2-6 – – 27 2-3 48 20 2 0,5 1-200 5 4 до500 15 60 5-15 40-80 15 12000 – | –40 –50 –25 –40 60 50 93 25 40 72 3 0,33 6,1×104 2-6 10 1 27 2-3 48 20 2 0,5 1-300 2 12 15-40 15 60 5-15 40-80 25 12000 – | 5/–40 5/–50 5/–10 5/–25 50/60 40/60 80/93 25 40 36/72 –/3 –/0,33 6,1×104 2-6 –/10 –/1 –/27 –/2-3 –/48 20 2 0,5 – – – – – – – – – – – | –60 –60 –40 –50 75 60 98 25 25 48 3 0,33 6,1×104 2-6 – – 27 2-3 48 20 2 0,5 до2500 1-13 12 15-150 15 60 2-10 40-80 5-15 6000 В лекции "24 Причинная связь в уголовном праве" также много полезной информации. 10-80 |
Функционально-узловой принцип конструирования применяется в ЭА третьего и последующих поколений и заключается в разбиении принципиальной схемы на такие функционально законченные узлы, которые могут быть выполнены в виде идентичных конструктивно-технологических единиц. Применение этого принципа конструирования позволяет автоматизировать процессы изготовления и контроля конструктивных единиц, упростить их сборку и наладку, организовать их производство на разных предприятиях. Понятие технологичность включает правила и положения, определяемые возможностями предприятия-изготовителя ЭА и влияющих на эффективность ее производства и эксплуатации. В технологичной конструкции должны максимально использоваться унифицированные, нормализованные и стандартизованные детали и материалы. Необходимость разработки новых материалов с улучшенными свойствами или новых технологических процессов должна быть технически и экономически обоснована. В технологичной продукции максимально используют взаимозаменяемость, регулируемость, контролепригодность, инструментальную доступность узлов и элементов.
К эксплуатационным требованиям относят простоту управления и обслуживания, предусматривают различные меры сигнализации опасных режимов работы (выход из строя, обрыв заземления и т.д), наличие в комплекте ЭА аппаратуры и инструментов, обеспечивающих профилактический контроль и наладку контролируемых элементов. Здесь тесно увязаны требования обеспечения нормальной работы оператора: организация его рабочего места, возможность подхода ко всем устройствам ЭА, безопасная работа при отладке и ремонте. Важна также организация пульта управления или клавиатуры, дисплея или панели индикаторов, которая должна отвечать современным эргономическим требованиям и требованиям инженерной психологии. Внешний вид ЭА должен быть эстетичным, а органы управления должны быть удобными, доступными и не вызывать напряжения органов чувств у оператора.
Требования по надежности включают конкретные количественные характеристики: вероятность безотказной работы за определенный отрезок времени, среднюю наработку на отказ, среднюю наработку на сбой, среднее время восстановления работоспособности, срок службы, коэффициент технического использования, средний срок сохраняемости, коэффициент готовности.
К экономическим требованиям относят минимально возможные затраты времени, труда и материальных средств на разработку, изготовление и эксплуатацию ЭА; минимальную стоимость ЭА после освоения ее производства; минимальные затраты на эксплуатацию, обслуживание и плановые ремонты.
Для персональных ЭВМ производительность должна быть не менее 20×106 коротких операций в секунду при емкости ОЗУ не менее 8 Мбайт и разрядности не менее 8 бит, средняя наработка на отказ не менее 15000 часов (1год 9 мес.), среднее время восстановления работоспособности не более 15 мин. Время готовности не более 2 мин, средний срок службы с учетом восстановления не менее 10 лет., коэффициент технического использования должен быть не менее 0,95 с учетом круглосуточной работы в течение одного года.
