CC BY
8
4. URL:http://www.researchgate.net/profile/Gennady Zebrev/publication/2 6827 7 4 55 Radiation Effects in Silicon High Scaled Integrated Circuits in Russian/links/54 67 3c7d0cf23 97 f782b e5 e6.pdf.
5. Огнев И.В., Сарычев К.Ф. Надёжность запоминающих устройств. М.: Радио и связь, 1988. 224с.
6. Чаусов М.В., Смирнов С.С., Чаусова С.М. Учебная модель функционирования статического оперативного запоминающего устройства [Электронный ресурс] // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение N2 (22) ИГХТУ 2010. URL:https://www.isuct.ru/e-publ/snt/sites/ru.epubl. snt/files/2010/ 02/snt 2010 n02 66.pdf.
7. Полтавский А.В., Жумабаева А.С., Юрков Н.К. Концепция принятия решений при создании сложных технических систем /Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». Т. 1. Пенза: Изд-во ПГУ, 2016. - С. 8-12.
8. Боков А.С., Важенин В.Г., Дядьков Н.А., Иофин А.А., Мухин В.В. Проверка и исследование точностных характеристик бортовых радиовысотомеров /Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». Т. 1. Пенза: Изд-во ПГУ, 2016. - С. 78-82.
9. Дьяконов В.П. MATLAB R2007/2008/2009 для радиоинженеров. М.: ДМК Пресс, 2010. 976 с.
10. Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. СПб: Питер, 2011. 688 с.
11. SIEMENS HYB 3164(5)800AJ/AT(L) 8Mx8-DRAM Datasheet// Semiconductor Group. 2009. URL:http://pdf.dzsc.com/200 90 603/200 903051124143712.pdf.
12. Надежность технических систем: Справочник/ под ред. И.А. Ушакова. М.: Радио и связь, 1985. 608с.
УДК 621.397
Китаев В.Н., Поль В.В.
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. акад. Е.И. Забабахина», Снежинск, Россия
ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИНЕРЦИОННОГО ВКЛЮЧАТЕЛЯ
В настоящее время различные конструкции инерционных включателей находят широкое применение в системах автоматики беспилотных летательных объектов, движущихся с ускорением от действия движителей различного рода. Приборы указанного типа обычно коммутируют электрические цепи системы автоматики уже во время полета, обеспечивая требуемый алгоритм работы системы автоматики объекта и безопасность , как при наземной эксплуатации, так и при нештатных режимах полета объекта. От приборов также требуется сохранение исходного состояния (несрабатывание) при аварийных ситуациях с объектом. Инерционные включатели не должны срабатывать (переключить свои контакты) например, при аварийных падениях в составе объекта использования на грунты и покрытия разных типов (мягкий грунт, твердый грунт, снег, бетонное покрытие). По этой причине инерционные включатели широко используются в качестве предохранительных коммутирующих устройств в системах автоматики взрывоопасных объектов.
Из-за различий условий и режимов движения объектов использования невозможно ограничится применением какого-то универсального прибора. Этим объясняется многообразие типов и конструкций инерционных приборов. Зачастую под условия и параметры конкретного объекта применения разрабатывается определенный инерционный включатель.
ФГУП РФЯЦ-ВНИИТФ имеет значительный научно-технический задел и конструкторский опыт по разработкам инерционных предохранительных приборов. В настоящее время завершается ОКР по созданию инерционного включателя, работоспособного при воздействии высокоинтенсивных ударных и вибрационных ускорений при полете в составе объекта использования и не срабатывающего при аварийных ударных воздействиях.
При проведении ОКР созданы новые технические решения инерционных включателей, защищенные патентами РФ [1-4].
Требуемый технический результат при проведении ОКР достигнут тем, что созданы оригинальные конструкции инерционных включателей, работоспособных в составе объектов применения при жестких условиях применения и безопасных при аварийных ситуациях с объектом применения. Частично результаты ОКР представлены в ранее опубликованных статьях [5, 6] .
Конструкции вариантов исполнения инерционных включателей, защищенные патентом РФ [4], приведены на рис. 1 и 2. С конструкциями приборов и их работой можно подробно ознакомиться по описанию указанного патента, поэтому в настоящей статье эта информация не приводится.
В приборах применены эффективные магнитоин-дукционные демпферы, выполненные в виде размещенных по окружности с каждого торца инерционного механизма двух групп постоянных магнитов чередующей полярности, и размещенного между их полюсами цилиндрического кольца из материала с высокой электрической проводимостью. Данное техническое решение позволило проводить селекцию ускорений, действующих в направлении срабатывания не только по величине, но и по длительности, что исключило срабатывание инерционного включателя при аварийных ударных воздействиях и обеспечило надежное срабатывание при полете в составе объекта использования. Эффективность маг-нитоиндукционного демпфера обеспечивается так же тем, что в конструкции инерционного механизма применены направляющие пазы с наклоном в разные стороны (по и против часовой стрелки), позволившие вдвое увеличить угловую скорость вращения цилиндрического кольца, являющегося ротором маг-нитоиндукционного демпфера. Вопросы дополнительной оптимизации магнитоиндукционного демпфера прибора рассматривались ранее [5].
Поджатие инерционного тела цилиндрической винтовой пружиной обеспечило увеличение хода инерционного тела, что в свою очередь повысило стойкость инерционного включателя к ударным (кратковременным) воздействиям.
Использование в приборах шарикоподшипниковых опор позволило значительно уменьшить силы трения при перемещении инерционного груза и обеспечить работоспособность инерционных включателей при действии вибрационных и ударных ускорений в боковых направлениях. Уменьшение сил трения позволило обеспечивать настройку инерционного включателя на срабатывание, как от значительных, так и от малых линейных ускорений.
Использование в варианте конструкции прибора электромагнитного устройства блокировки в виде поляризованного электромагнита позволило исключить срабатывание инерционного включателя с малым порогом линейных ускорений при хранении и транспортировании, что повысило безопасность технического объекта, в котором применен инерционный включатель.
Вариант конструкции прибора по рис. 2, имеющий более высокий порог линейных ускорений, обеспечил требуемую безопасность без использования электромагнитного устройства блокировки.
Значительная конструкторская проработка, проведенная на начальной стадии проведения ОКР и способствующая высокому уровню разработки, полностью не исключила некоторые проблемные вопросы при изготовлении первых опытных образцов приборов. Следует отметить, что эти проблемные вопросы возникали по разным причинам.
Рисунок 1
1 Одна из причин - недостаточная проработка вносимых изменений некоторых элементов конструкции приборов уже в ходе изготовления опытных образцов приборов. Например, для реализации замечания по обеспечению дополнительной фиксации сработанного состояния контактной системы была изменена форма направляющих наклонных пазов, с которыми взаимодействует инерционное тело при перемещении. При изготовлении приборов выявлено, что при неблагоприятном сочетании допусков на размеры указанных пазов из-за сложного движения взаимодействующих элементов конструкции затрудняется ручное взведение инерционных включателей, которое в соответствии с требованиями технического задания необходимо при техническом обслуживании объекта применения. Для исключения подобных ситуаций были своевременно приняты эффективные конструкторские меры, однако их реализация все же потребовала доработку задела некоторого количества деталей приборов.
2 На предприятии-изготовителе отказы инерционных включателей при их проверках на срабатывание на центробежной установке отсутствовали, однако при входном контроле уже на предприятии-потребителе продукции часть приборов при аналогичных проверках браковалась. Выявленная причина отказов - разные технические параметры и конструкции центробежных установок, используемых на двух предприятиях. Некоторая вибрация стола центробежной установки предприятия-изготовителя «способствовала» срабатыванию приборов, в то время как более «спокойная» центробежная установка предприятия-потребителя продукции позволяла выявлять недостаточную настройку приборов. Принятые меры по увеличению момента спиральной пружины, переключающей контактную систему прибора, полностью устранили указанную проблему.
Рисунок 2
Эффективность принятых мер подтверждена положительными результатами испытаний инерционных включателей на подтверждение выполнения требований технического задания.
Данный случай свидетельствует о необходимости использования на предприятии-изготовителе и предприятии-потребителе продукции однотипного оборудования. Ранее подобные ситуации не отмечались, так как опытные образцы приборов изготавливались и использовались в опытных целях (для автономных испытаний и для отработочных комплектаций разрабатываемых объектов) традиционно только на одном предприятии.
3 При изготовлении сборочных единиц первых опытных образцов инерционных включателей выявлено последовательное увеличение линейного ускорения, необходимого для срабатывания инерционного механизма приборов в каждой последующей сборочной единице. Увеличение линейного ускорения не могло быть полностью вызвано только ростом трения от устанавливаемых в сборочную единицу дополнительных деталей. По результатам проведенного тщательного визуального осмотра сборочных единиц приборов выявлено у части используемых в приборах подшипников выступание за пределы внутренних колец сепараторов, выполненных из специального фторопласто-графитового материала. Это выступание, не указанное в технических условиях на подшипники, соответственно не было учтено в проведенном размерном расчете на разрабатываемый инерционный включатель. Для устранения указанной проблемы требовалась разработка специализированным предприятием варианта исполнения подшипника с обычным латунным сепаратором, однако для этого были необходимы дополнительные финансовые затраты предприятия. Разработчикам найден был менее затратный путь с использованием
специальных шайб, компенсирующих возможное вы-ступание сепаратора. Реализация данной конструкторской меры незначительно увеличило временные затраты на сборку инерционных включателей.
Внедренное в конструкцию подшипника его разработчиком улучшение, не оговоренное в доступной предприятию-потребителю документации, привело к дополнительным временным и финансовым затратам потребителя.
4 Для определенности углового положения устройства ручного взведения в приборе использовалась фиксирующая плоская пружина, жесткость которой, как в последствие выяснилось, оказалась недостаточной. При ошибочных действиях исполнителя, не ознакомившегося в требуемом объеме с документацией, при выполнении ручного срабатывания и взведения, существовала вероятность установки устройство ручного взведения в угловое положение, смещенное от номинального. Проведенные изменения формы плоской пружины увеличили ее жесткость, в результате чего значительно улучшилась фиксация устройства взведения в исходном угловом положении. Внедрением указанных конструктивны:': мер, отмеченная проблема была
Рисунок 3
успешно решена. Вероятность ошибок исполнителя при ручном срабатывании и взведении прибора практически исключается.
Выявленные в процессе изготовления и опытной отработки инерционного включателя проблемные вопросы, а также пути и особенности их эффективного решения, приведенные в настоящей статье, могут быть полезны разработчикам подобных электромеханических приборов в их работе.
Эффективное решение вопросов, возникающих при изготовлении инерционных включателей, свидетельствует о том, что творческая часть разработки приборов не завершается после выпуска конструкторской документации. Оптимизация конструкции прибора сопровождает весь ход ОКР, то есть работа разработчика является творческой от разработки технического задания до изготовления партии приборов для зачетных испытаний, (в нашем случае испытаний на надежность), а иногда вплоть до передачи конструкторской документации серийному конструкторскому бюро и серийного освоения.
Фотографии опытных образцов инерционных включателей, разработанных при выполнении ОКР, приведены на рис.3 и 4.
I /11 /1 М|II111111111111111111111111111
1В 79 ЕО с? 7
Рисунок 4
Таким образом, в ходе проводимой предприятием ОКР созданы технологичные при изготовлении, надежные при применении инерционные включатели, работоспособные при жестких внешних воздейству-
ющих факторах, безопасные - сохраняющие с требуемой вероятностью исходное состояние контактов контактной системы, при аварийных ситуациях в составе объекта использования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Инерционный включатель. Патент РФ №25210 0 0 от 27. . 07. 2012, Н01Н 35/14, опубликовано
06 2014.
2. Инерционный включатель. Патент РФ №252 05 9 6 от 24. . 05. 2012, Н01Н 35/14, опубликовано
06 2014.
3. Инерционный включатель. Патент РФ №2542336 от 09. . 07. 2013, Н01Н 35/14, опубликовано
02 2015.
4. Инерционный включатель. Патент РФ №2562057 от 30, . 12, 2013, Н01Н 35/14, опубликовано
10.09.2015.
5. Китаев В.Н., Китаева Е.Н., Бабушкин В.И., Клитеник О.В. Оптимизация индукционного демпфера инерционного включателя. Труды Международного симпозиума «НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО»: в 2 т./ под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: ПГУ, 2016. - 1 т. - 326 с., с. 111-113.
6. Китаев В.Н., Китаева Е.Н. Совершенствование базовых конструкций - эффективный путь разработки новых электромеханических приборов системы автоматики. НАДЕЖНОСТЬ И КАЧЕСТВО - 2013: тр. Международного симпозиума: в 2 т.\ под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. - 2 т. - 418 с., с. 126-128.
УДК 621.396.6.001:004.4
Литвинов1 А.Н., Юрков1 Н.К., Хади2 О.Ш.
1ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
2Багдадский технологический университет, Багдад, Ирак
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ МИКРОСБОРОК РЭС ПРИ ТЕПЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Целью работы является повышение надежности и обеспечение требуемых тактико-технических характеристик радиоэлектронных средств (РЭС) конструкторско-технологическими способами. Рассмотрена замкнутая микросборка прямоугольного типа, содержащая слоистые гетерогенные структуры и находящаяся под действием эксплуатационного теплового режима. Предложены кон-структорско-технологические способы по снижению термомеханических напряжений и повышению надежности конструкции. Предложенные модель и комплекс программ позволяют на ранних этапах проектирования микросборок теоретически моделировать их состояние при действии тепловых нагрузок и научно обоснованно принимать конструкторско-технологические решения по обеспечению их надежности в эксплуатационных режимах. Это позволяет существенно сократить сроки и экономические затраты на разработку современных изделий РЭС
Ключевые слова:
микросборка, многослойная плата, прямоугольный корпус, тепловое воздействие, напряженно-деформированное состояние
