洪肇斌 郭黎 廖攀攀 趙玉申 崔珍珍

摘要：本文分析了SUV車載式大功率電子設備在現(xiàn)代軍事裝備中的趨勢，并就這一關鍵點創(chuàng)新地通過功能分區(qū)的方法并從人機工程學方面考慮進行了車內(nèi)布局的設計。文中還借助于熱分析軟件——ANSYS軟件分別對設備區(qū)和保障區(qū)的高熱流密度環(huán)境進行了分析。

關鍵詞：SUV車載式；功能分區(qū)；高熱流密度

中圖分類號：U469 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2015）05（c）0000-00

0 引 言

隨著科技的進步和電子設備的更新?lián)Q代，以及軍事電子設備在偵查范圍、精度和強度等方面要求越來越高，電子設備量和功率也越來越大[1-3]。則對于車載式雷達，由于車內(nèi)空間極其有限，那么如何進行合理的電子設備布局從而實現(xiàn)小車內(nèi)具有良好的散熱空間以及人機工作環(huán)境是當今車載機動式雷達亟待解決的一項關鍵技術[4]。本文基于某型車載機動式雷達，通過在有限的空間里進行工作環(huán)境與設備之間獨立分開布局、電子設備之間功能分區(qū)布局從而實現(xiàn)車內(nèi)散熱風道的合理設計以及獲得良好的人機環(huán)境。

1. 車載式雷達的內(nèi)部組成

車載式雷達車廂內(nèi)部沿車頭至車尾方向按照不同的功能進行分區(qū)，主要包括操作人員工作區(qū)、電子設備區(qū)和保障區(qū)，見圖1所示。其中操作人員工作區(qū)為駕駛員和設備操作員工作的區(qū)域；電子設備區(qū)主要是放置信號激勵、功放、信號接收和處理設備的區(qū)域；而保障區(qū)主要是放置車內(nèi)電子設備供電電源和車內(nèi)保障工具的區(qū)域。為了在電子設備區(qū)和保障區(qū)放置相關設備，需要將原車除了駕駛和副駕駛位置以外的后排座椅設備拆除，從而騰出空間進行電子設備的布局。

2. 電子設備區(qū)的散熱方案

首先三個區(qū)域之間為了防止設備熱耗之間互相干擾，同時也為了降低噪音，為操作人員工作區(qū)營造良好的環(huán)境，區(qū)域之間通過多層疊加形式的復合材料板進行隔開，具體組成形式見圖2所示。通過此種構造的隔墻可以實現(xiàn)良好的熱和噪聲隔絕。

2.1 電子設備區(qū)的熱設計

普通的SUV車長方向一般在6米以內(nèi)，車寬按照國標也不會超出2.5米，車高一般也不會高于2.3米。在如此有限的空間里，要將車內(nèi)劃分為3個區(qū)域，其中兩個要進行大功率電子設備的布置，可想而知設備區(qū)的熱流密度比較大，緊靠車內(nèi)自帶空調(diào)無法有效進行熱量的散出。接下來以某一具體的案例進行分析。設備區(qū)的設備和熱量見表1所示。

從表1可見，該案例中的設備區(qū)總熱耗為4695W，屬于高熱流密度。為了能形成一個順暢的風道，設備區(qū)通過前后隔墻進行隔離成為一獨立空間，在載車底板中間左右靠腳踏板位置各開設一個百葉窗，作為風道的進風口與出風口。在載車底盤下方對應位置增加導流板，出風口安裝風機組件，將機柜內(nèi)部的熱風抽到車外。同時為了防止風向紊亂及串流，在綜合機柜上方區(qū)域安裝一個檔風罩，采取共形設計保證與內(nèi)飾造型的一致性。風道布局見圖3所示

圖3 設備區(qū)風道布局圖

機柜內(nèi)分機自帶散熱的前提下，在進出風口處各放置6個型號為EBM7114NH的風機進行一進一出散熱，基本參數(shù)見圖4所示。依據(jù)以上設備區(qū)布局，借助于ANSYS軟件進行熱仿真分析，仿真結果見圖5所示。仿真結果表明：最高溫度約為77℃，對于軍標電子設備一般能耐熱85℃來看能滿足工作要求。

2.2保障區(qū)熱設計

保障區(qū)主要是放置車內(nèi)電子設備的供電單元以及隨車附屬件，與設備區(qū)相比熱耗比較小，具體見表2所示。

在此區(qū)域順著車行駛的方向，采用前進冷風后排熱風的散熱方式。在設備區(qū)底部開設進風口，頂部安裝風機組件，通過頂部風機將環(huán)境風抽進機柜區(qū)進行電子設備散熱。然后在設備區(qū)域外的車底板上開設出風口并安裝風機組件，把保障區(qū)熱風抽至車體外。借助于ANSYS軟件進行熱仿真分析，仿真結果見圖5所示。

仿真結果表明：最高溫度約為55℃，同樣能滿足電子設備的工作要求。

3. 結束語

本文對基于SUV載車平臺的高熱耗電子設備布局進行了分析和設計，并提出了一種對車內(nèi)設備進行功能分區(qū)的結構方案。整個結構在滿足散熱的前提下，還從人機工程的角度進行了考慮。同時針對某一具體案例借助于ANSYS軟件進行分析，驗證了文中所提結構布局方案的熱設計可行性。

參考文獻：

[1] 王俊. 某小型衛(wèi)通車結構總體設計[J]. 電子機械工

程， 2006， 22（6）： 22- 25.

[2] 白旭東. 某SUV平臺動中通結構總體設計探討[J]. 電子機械工程， 2011， 27（4）： 24- 27.

[3] 張潤逵. 雷達結構與工藝[M].北京： 電子工業(yè)出版社，2007.

[4] 張永成. 某大功率干擾車結構總體設計[J]. 電子機械工程， 2001， 5： 18-20.

作者簡介：洪肇斌（1985-），男，博士，工程師，主要從事電子設備結構設計工作。