Теоретические основы конструирования, технологии и надежности (стр. 5 )

РЭУ как система "человек-машина". Художественное конструирование.

Функции и роль человека, управляющего применением РЭУ и осуществляющего техническое обслуживание и ремонт. Эргономические основы проектирования лицевых панелей. Строение анализаторов человека и разновидности его сенсорных каналов.

Разработка лицевой панели. Расчет светотехнических характеристик индикаторных устройств. Алгоритм работы оператора. Структурирование лицевой панели. Композиционная проработка лицевой панели. Цветовая проработка лицевой панели.

Тема 2.12. Вопросы патентности при конструировании РЭУ

Патентоспособность и патентная чистота. Рационализаторское предложение. Открытие. Изобретение. Патенты. Изобретение на способ. Изобретение на конструкцию (устройство). Льготы и вознаграждения за изобретения.

Раздел 3. Особенности конструирования РЭУ

различного назначения

Тема 3.1. МИКРОМИНИАТЮРИЗАЦИИ РЭУ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Универсализация и специализация РЭУ, влияние микроэлектроники. Причины специализации РЭУ, достоинства и недостатки специализированной РЭУ.

Основные понятия об особенностях разработки конструкций РЭУ различного назначения и принципа функционирования. Наземные, бортовые и носимые РЭУ. Специфика конструирования цифровых, аналоговых, комбинированных узлов и блоков. Конструкции РЭУ с использованием микропроцессоров и микроЭВМ. Мощные РЭУ и источники вторичного электропитания.

Тема 3.2. Бортовая РЭУ

Общая характеристика воздушных и ракетно-космических объектов. Дестабилизирующие факторы для штатной и аварийной самолетной, вертолетной, ракетной и космической РЭУ.

Тема 3.3. Самолетная и вертолетная РЭУ

Компоновочные схемы самолетной и вертолетной РЭУ. Особенности размещения и эксплуатации самолетного радиооборудования. Обеспечение удобства обслуживания и ремонтопригодности. Размещение органов отсчета и управления в самолетной аппаратуре. Компоновка РЭУ на приборных досках. Конструирование указателей, шкал, обеспечение их подсчета. Обеспечение устойчивости ремонтной РЭУ к пониженным давлениям и резкому перепаду температур. Амортизаторы и амортизационные устройства. Компоновка и конструирование антенн и антенных систем. Обеспечение выполнения требований аэродинамики летательных аппаратов. Сокращение длины волноводных трактов. Обеспечение электромагнитной совместимости самолетных радиотехнических систем.

Некоторые особенности конструирования радиооборудования беспилотных самолетов и воздушных шаров.

Аварийная авиационная аппаратура. Компоновочные схемы аппаратуры записи переговоров экипажа и аварийно-спасательных раций метрового и короткометрового диапазонов. Конструктивные особенности наземной и контрольно-проверочной аппаратуры.

Тема 3.4. Ракетная аппаратура

Особенности компоновки ракетной аппаратуры в зависимости от класса и размеров ракеты-носителя. Обеспечение требований высокой безотказности в работе, ремонтопригодности в предстартовый период, длительной сохранности при многолетнем хранении, больших ударных нагрузках, резких колебаниях температуры окружающей среды, особой ограниченности объема и массы из-за минимизации стартового веса носителя.

Обеспечение работы ракетной РЭУ в автономном режиме, дистанционного контроля управления, конструкции системы самонаведения и радиовзрывателей. Обеспечение работоспособности ракет класса «воздух-воздух» и «воздух-земля». Особенности конструирования антенн ракетной РЭУ.

Тема 3.5. Радиоэлектронное оборудование космических

летательных аппаратов

Виды космических летательных аппаратов (КЛА) и их влияние на конструкцию РЭУ. Анализ механо-климатических требований к РЭУ, размещаемой на КЛА. Особенности теплообмена в космической РЭУ и обеспечение ее работоспособности в этих условиях. Требования к надежности. Компоновка РЭУ на исследовательских спутниках. Оборудование автоматических межпланетных станций. Особенности конструирования РЭУ для спутников хозяйственного назначения (связных, метеорологических, навигационных, геофизических, разведывательных). Конструирование солнечных фотоэлектрических элементов и батарей. Компоновка и конструирование антенных систем КЛА. Радиоэлектронное оборудование системы жизнеобеспечения обитаемых КЛА. Влияние микроминиатюризации РЭУ на характеристики КЛА. Сравнительный анализ конструкций самолетной, ракетной и космической РЭУ.

Тема 3.6. Морская аппаратура

Характеристика дестабилизирующих факторов, действующих на морскую аппаратуру. Классификация морских самоходных судов. Особенности защитных и защитно-декоративных покрытий морской РЭУ.

Тема 3.7. Корабельная и судовая аппаратура

Компоновочные схемы корабельной и судовой аппаратуры в зависимости от класса судов и кораблей. Конструктивные способы обеспечения электромагнитной совместимости, работоспособности и ремонтопригодности корабельной и судовой РЭУ в эксплуатации. Защита РЭУ от влаги с морской солью и в условиях тропического климата. Обеспечение повышенной ударопрочности РЭУ, устанавливаемой на боевых кораблях. Аппаратура больших кораблей. Конструирование антенн и антенных систем. Компоновка антенн на кораблях, выполняющих радиотехнические задачи. Конструирование РЭУ для малых судов, торпедных и ракетных катеров. Особенности конструирования корабельной аппаратуры для подводных лодок.

Тема 3.8. Аварийно-спасательная и буйковая РЭУ

Конструирование специальных аварийных радиостанций. Особенности системы питания. Дополнительные механо-климатические требования, вызванные особенностями эксплуатации рассматриваемой РЭУ.

Характеристика буйковой РЭУ. Обеспечение продолжительного функционирования в автономном режиме. Конструктивное обеспечение работоспособности РЭУ при больших избыточных давлениях на корпус буя.

Тема 3.9. Наземная аппаратура. Наземная переносная

и стационарная РЭУ

Классификация наземной переносной и стационарной РЭУ. Особенности переносной аппаратуры и ее отличие от стационарной. Требования к аппаратуре, работающей в отапливаемых наземных и подземных сооружениях; характеристика различных климатических зон. Анализ механо-климатических требований к наземной переносной и стационарной аппаратуре обеих групп.

Требования к помещениям, где размещается РЭУ. Компоновочные схемы наземной стационарной РЭУ. Конструкции стоек, шкафов, блоков и субблоков. Обеспечение удобства и безопасной эксплуатации, обслуживания и ремонта. Выполнение требований антропометрии, эргономики и технической эстетики при размещении органов управления и индикации отдельных блоков. Правила компоновки отдельных блоков в зависимости от их габаритов, массы, тепловыделения. Конструирование пультов управления и отображения информации. Конструирование лицевых панелей. Требования к несущей конструкции. Конструктивные и монтажные соединения сборочных единиц.

Особенности компоновки сложных радиотехнических систем.

Конструирование лабораторной и контрольно-измерительной аппаратуры.

Требования по точности, удобству эксплуатации, технической эстетике, надежности, ремонтопригодности. Несущие конструкции. Стандартизация и унификация приборов и измерительных стоек. Точностные характеристики. Перспективы развития.

Тема 3.10. Стационарные радиопередатчики

Классификация радиопередатчиков по мощности и диапазону частот. Особенности конструирования мощных радиопередатчиков. Особенности конструирования колебательных контуров и переключателей высокочастотных цепей. Конструкция устройств настройки и установки частот. Особенности конструкции элементов управления, блокировки и сигнализации. Система охлаждения мощных радиопередатчиков. Обеспечение работоспособности радиопередатчиков при воздействии дестабилизирующих факторов. Обеспечение защиты обслуживающего персонала от излучения мощных передатчиков.

Тема 3.11. Конструирование вычислительных устройств

Классификация вычислительных устройств. Особенности конструкции аналоговых и цифровых электронно-вычислительных машин. Вопросы унификации при конструировании ЭВМ. Конструирование мини–ЭВМ. Особенности конструирования периферийных устройств. Запоминающие устройства. Применение в конструкциях ЭВМ многослойных печатных плат и больших интегральных схем. Микропроцессоры и микроЭВМ на их основе и перспективы их внедрения во многие типы РЭУ. Влияние элементной базы на перспективы развития электронно-вычислительной техники.

Тема 3.12. Наземная подвижная РЭУ

Особенности эксплуатации и требования к наземной подвижной РЭУ. Характеристика транспортных средств. Влияние объекта установки и дестабилизирующих факторов на конструкцию подвижной РЭУ. Компоновочные схемы подвижной аппаратуры различного класса. Конструкторские методы обеспечения удобства эксплуатации и обслуживания. Конструирование подвижных радиотехнических систем (РТС): контрольно-измерительных, геолого-разведочных лабораторий, штабных машин, радиолокационных станций, подвижных пусковых установок и т. п. Обеспечение электропитания РТС. Пути микроминиатюризации наземной подвижной аппаратуры.

Тема 3.13. Носимая РЭУ

Характеристика носимой аппаратуры. Анализ компоновочных схем с учетом физических возможностей оператора. Области применения и анализ типичных конструкций носимой РЭУ. Требования к органам управления и индикации, габаритам и весу, источникам питания. Сверхминиатюрная аппаратура, влияние на ее характеристики микроэлектронной элементной базы и микрокомпонентов. Носимая РЭУ с последующим развертыванием на местности. Конструирование футляров и укладочных ящиков.

Тема 3.14. Бытовая РЭУ

Общие требования к бытовой РЭУ. Классификация телевизионной, радиоприемной аппаратуры, аппаратуры магнитной записи и воспроизведения, электрофонов. Музыкальные центры, аппаратура высшего класса. Требования к эстетике и эргономике. Взаимосвязь технических параметров бытовой аппаратуры и стоимости. Функционально-узловой метод конструирования бытовой РЭУ. Акустические устройства и акустические системы бортовой РЭУ. Компоновочные схемы бытовой РЭУ. Обеспечение простоты и удобства использования и обслуживания бытовой РЭУ. Значение технологичности бытовой РЭУ и конструктивное обеспечение технологичности. Проектирование контрольно-испытательного оборудования. Комплексная механизация производства бытовой РЭУ. Пути микроминиатюризации бытовой РЭУ. Тенденции развития бытовой аппаратуры.

Классификация источников первичного электропитания (ИПЭ). Основные электрические параметры ИПЭ. Области использования различных ИПЭ. Электрические сети и генераторы. Гальванические элементы и батареи. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи. Полупроводниковые элементы и батареи. Обоснование и оценка выбора ИПЭ.

Тема 3.16. Источники вторичного электропитания

Классификация вторичных источников питания (ВИП). Система электропитания и схема источников вторичного электропитания. Функциональные узлы источников электропитания.

Компоновка блоков электропитания. Конструирование шин электропитания. Пути комплексной миниатюризации источников питания. Конструктивные способы обеспечения тепловых режимов ВИП.

Тема 3.17. Перспективы развития новых конструкций

Дальнейшее развитие конструкций РЭУ. Применение микропроцессоров и создание на их основе многофункциональных, однородных по конструкции узлов. Конструкции РЭУ, использующих принципы обработки, передачи и отображения информации на основе явлений оптоэлектроники и функциональной электроники. Обеспечение гибкости в проектировании и производстве при повышении степени интеграции микросхем. Использование принципов физической интеграции при конструктивной реализации РЭУ. Дальнейшее развитие повышения уровня интеграции, новые решения (монтаж на поверхности, крупноформатные подложки, интеграция на целой пластине). Возрастание роли конструктора-технолога в развитии радиотехнических систем, расширение комплексного многогранного применения вычислительной техники.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Правила установки электрорадиоэлементов.

2. Расчет собственной частоты конструкции.

3. Расчет собственной частоты печатной платы.

4. Расчет системы виброизоляции.

5. Расчет тепловых режимов блоков РЭУ.

6. Расчеты печатных плат.

7. Расчеты системы экранирования.

8. Расчет влагозащиты.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Исследование тепловой характеристики герметичного блока РЭУ.

2. Исследование тепловой характеристики перфорированного блока РЭУ.

3. Исследование радиаторов полупроводниковых приборов.

4. Исследование термостабилизации усилительного каскада.

5. Исследование собственной частоты печатной платы.

6. Исследование процесса передачи вибраций в системе «виброизолятор – кожух – узел».

7. Исследование влияния индустриальных электромагнитных помех на работоспособность модулей РЭУ.

8. Исследование компоновки вторичных источников питания.

9. Конструкторский анализ устройства. Разработка схемной документации и перечня элементов.

10. Разработка и оптимизация типового элемента замены.

11. Разработка чертежа печатной платы устройства РЭУ.

12. Разработка сборочного чертежа функционального узла.

13. Разработка сборочного чертежа устройства РЭУ.

14. Разработка передней панели устройства РЭУ.

15. Разработка несущей конструкции устройства РЭУ.

16. Исследование технологичности конструкции РЭУ.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ РАБОТ

1. Разработка конструкции узла в микроэлектронном исполнении (датчик, усилитель, компаратор и т. д.);

2. Разработка конструкции блока (приемник, передатчик, излучатель, пульт и др.).

3. Разработка конструкции контрольно-измерительной аппаратуры, контактирующего устройства.

4. Разработка конструкции узла обработки аналоговой или цифровой информации.

5. НИР по комплексной микроминиатюризации устройств различного назначения и др.

Примерный объем курсового проекта –страниц текста и 4 листа графического материала (формат А1). На выполнение курсового проекта необходимо до 60 часов самостоятельной работы студентов.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

1.  AutoCAD.

2.  PCAD.

3. SolidWorks.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Ненашев радиоэлектронных средств: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1990.

2. Куземин и микроминиатюризация электронно-вычислительной аппаратуры: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1985.

3. , Иванов-Есипович и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд

4. Боровиков основы конструирования и надежности РЭУ. - Мн.: Берлита, 1998.

5. Конструирование и расчет больших гибридных интегральных схем, микросборок и аппаратуры на их основе: Учеб. пособие для вузов/ и др.; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1981.

6. , Сватикова вибропрочности конструкции РЭУ. - М.: МИРЭУ, 1983.

7. , , Шамгин воздействия и защита РЭУ. Учеб. пособие для вузов. - Мн.: Выш. шк., 1989.

8. , Спокойный тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Сов. радио, 1976.

9. Варламов радиоэлектронной аппаратуры. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Сов. радио, 1975.

10. , Несвижский В. Б., Фефер и посадки деталей радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Под ред. . - М.: Радио и связь, 1984.

11. , Шахнов электронных вычислительных машин и систем. - М.: Высш. шк., 1986.

12. Справочник конструктора РЭУ: Компоненты, механизмы, надежность/ , , и др.; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1985.

Дополнительная

1. Полупроводниковые приборы: Транзисторы: Справочник/ , , и др.; Под общ. ред. - 2‑е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

2. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: Справочник/ , и др.; Под общ. ред. . 2-е изд, перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Справочник по интегральным микросхемам/ , , и др.; Под ред. . - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980.

4. Справочник по электрическим конденсаторам/ , , и др.; Под ред. . - М.: Радио и связь, 1983.

5. Резисторы: Справочник/ и др. Под ред. . - М.: Энергоатомиздат, 1981.

6. и др. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник/ Под общ. ред. . - М.: Энергия, 19с.

7. Разработка и оформление конструкторской документации РЭУ: Справочник./ , , и др. - М.: Радио и связь, 1989.

8. Справочник по радиотехническим материалам. В 2 т. Т.2 / Под ред. и др. 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

9. Улинич обеспечение надежности РЭУ при проектировании. - М.: Радио и связь, 1985.

10. ГОСТ 2.105-95. Общие требования к текстовым документам.

11. Справочник конструктора РЭУ: Общие принципы конструирования/ Под ред. . - М.: Сов. радио, 1980.

12. ГОСТ 2.310-68. ЕСКД. Нанесение на чертежах обозначений, покрытий, термической и других видов обработки.

13. ГОСТ 2.401-68 - ГОСТ 2.427-75. ЕСКД. Правила выполнения чертежей различных изделий.

14. ГОСТ 9.303-84. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору.

15. Пестряков радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Сов. радио, 1975.

16. ГОСТ 9.104-78. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации.

17. ГОСТ . Разъемы печатных плат.

18. ГОСТ . Лепестки печатные. Основные параметры конструкции.

19. , , Левин , методические указания и контрольные задания по курсу "Конструирование и микроминиатюризация РЭУ". - М., 1980.

20. ГОСТ 2.103-68. ЕСКД. Стадии разработки конструкторской документации.

21. ГОСТ . Резисторы переменные проволочные. Корпуса. Основные параметры.

22. ГОСТ . Платы печатные.

23. ГОСТ . Платы печатные. Общие технические условия.

24. ГОСТ . Лепестки четырехсекционные, закрепляемые витками или опрессовкой. Конструкция и размеры.

25. ГОСТ . Резонаторы кварцевые. Общие технические условия.

26. ОСТ 4ГО.010.027. Отверстия вентиляционные. Конструкция и размеры.

27. ОСТ 4ГО.010.010-81. Установка навесных элементов на печатные платы.

28. ОСТ 4ГО.010.036. Узлы и блоки на микросхемах. Методика обоснования и выбора типовых конструктивно-технологических решений.

29. ОСТ 4ГО.014.000. Покрытия металлические и неметаллические. Область применения.

30. ОСТ 4ГО.070.019. Скобы, ленты, хомуты для крепления кабелей; жгутов, проводов. Руководство по выбору.

31. ОСТ 4ГО.364.004. Гнезда и штепсели однополюсные контрольные.

32. ОСТ 4ГО.812.00. Детали крепления радиоэлементов на печатной плате. Технические условия.

33. ОСТ 4.447.001-79. Контуры и катушки индуктивности малогабаритные для печатного монтажа.

34. ОСТ 7. Флюсы и припои.

35. ОСТ 1 1ПО.775.009. Наконечники кабельные для неизолированных проводов.

36. , Шошин по машиностроительному черчению. - Л.: Машиностроение, 1972.

37. , , Юдовин конструктора-приборостроителя. - Мн.: Выш. школа, 1983.

38. Шерстнев и микроминиатюризация ЭВА. - М.: Радио и связь, 1984.

39. и др. Система стандартов в электросвязи и радиоэлектронике. - М.: Радио и связь, 1986.

40. Шило цифровые микросхемы: Учебник. - М.: Металлургия, 1988.

41. Варламов радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Сов. радио, 1975.

42. Павловский технологических процессов РЭУ. - Л.: Энергия, 1984.

43. и др. Разработка КД. Сборочные чертежи. - Мн.: БГУИР, 1996.