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[CURIOSITA'] Avionica per alte temperature


ilclod
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Non ho trovato nulla di così specifico sul forum, per cui mi sono permesso di iniziare un nuovo topic.

Probabilmente è un argomento "inutile", ma stuzzica la mia curiosità e, mi auguro, anche quella di qualcun altro.

Stavo pensando a velivoli molto sollecitati termicamente (esempi abbastanza ovvii: il Valkyrie, il Blackbird, il Foxbat, l'X-15, l'X-43)

 

Da curioso, presumo che la temperatura di esercizio dei sistemi avionici (nav, comm, FCS, ECU, tiro+armi, servizi vari, etc...) su questo tipo di velivoli sia sensibilmente più alta rispetto a velivoli convenzionali.

 

Non sapendo che temperature si possono raggiungere nella stiva sistemi avionici, ma sapendo che la maggior parte del sistemi a stato solido (Silicio, Germanio, Arseniuro di Gallio) attuale difficilmente supera i 150~175°C per limiti intrinseci e di derating degli apparati stessi (più la temperatura è alta, meno potenza possono dissipare, se no "fondono" le giunzioni dei chip), mi domando:

 

- Che margine di progetto ci dovrebbe essere?

- Che tecnologia si usava all'epoca? (avevo letto qui che per il foxbat si usavano le valvole, ma per gli altri?) E adesso, per i veicoli ipersonici?

- Qualcuno vorrebbe discuterne? O, meglio ancora, riuscirebbe a chiarire questa curiosità?

- Dato che alcuni esempi di questi velivoli sono stati decommissionati, dove si potrebbe reperire del materiale utile allo scopo?

 

grazie in anticipo a chiunque vorrà dire la sua.

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Suppongo che vengano tenuti a bassa tempertatura nello stesso modo in cui viene tenuta soppportabile la temperatura nall'abitacolo del pilota.

La maggior sopportazione di alte e basse temperaure della componentistica elettronica militare in generale, è necessaria non tanto durante l'esercizio ma bensi quando il mezzo è esposto a temperature torride e glaciali. (nel senso che quando l'aereo è in volo i sistemi vengono climatizzati, quando invece l'aereo è parcheggiato i motori sono spenti non c'è niente che fornisce enrgia e quindi non si possono climatizzare gli apparati elettronici, che quindi possono raggiungere temperature tipo 60 gradi se l'aereo è schierato nel deserto o -30 se l'aereo si trova in Alaska). Prendi questi miei discorsi con le pinze perche non posso fornirti fonti che confermino il mio ragionamento.

 

Nel periodo in cui il foxbat usava le valvole, in occidente si usavano i transistor.

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Suppongo che vengano tenuti a bassa tempertatura nello stesso modo in cui viene tenuta soppportabile la temperatura nall'abitacolo del pilota.

La maggior sopportazione di alte e basse temperaure della componentistica elettronica militare in generale, è necessaria non tanto durante l'esercizio ma bensi quando il mezzo è esposto a temperature torride e glaciali. (nel senso che quando l'aereo è in volo i sistemi vengono climatizzati, quando invece l'aereo è parcheggiato i motori sono spenti non c'è niente che fornisce enrgia e quindi non si possono climatizzare gli apparati elettronici, che quindi possono raggiungere temperature tipo 60 gradi se l'aereo è schierato nel deserto o -30 se l'aereo si trova in Alaska).

 

Ok.

E' anche vero che, di solito, la temperatura di stoccaggio e quella di utilizzo sono spesso differenti.

Nel senso che, normalmente, se un componente, anche se montato su un apparato, non viene utilizzato (ergo: spento), resiste fino a certe temperature (es.: -55...+150/175°) che sono caratteristiche del contenitore, delle dimensioni del chip etc. Mentre funziona (ergo: acceso) il range di temperature ammissibili deve essere per forza più ristretto, dato che c'è anche il contributo del chip stesso, che, generando calore, solitamente limita in alto il range di temperature (di solito da 175 si passa a 105/125°C).

 

E poi non tutto si potrà climatizzare, almeno presumo.

Magari è fuori luogo, però mi viene da pensare ai moduli RTX che costituiscono un radar AESA. O, per estensione, a tutto ciò all'esterno della stiva avionica. Cosa ci mettono per mantenerli in temperatura, le celle di Peltier? :-)

 

Penso anche ai cablaggi (sia ottici che elettrici). Presumo che sia tutto in PTFE...

 

Prendi questi miei discorsi con le pinze perche non posso fornirti fonti che confermino il mio ragionamento.

 

Be', a me sembra sensato. Magari non esaustivo, ma sensato. :-)

 

Nel periodo in cui il foxbat usava le valvole, in occidente si usavano i transistor.

 

Anche per quello ho fatto questa domanda.

Le valvole termoioniche, per loro costituzione, sono sensibili a vibrazioni e urti (se vetrose, meno se vetro-metallo o metallo-ceramica) ma fino a 300-350°C non danno grossi problemi, a parte quello di scaldare ed essere poco efficienti in termini di bilancio energetico (si pensi al solo riscaldatore del catodo, assolutamente necessario per il funzionamento), ma, in termini elettrici, sopportano i sovraccarichi infinitamente meglio dei semiconduttori.

 

I chip, d'altro canto, hanno problemi un po' diversi...

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