Совершенствование учебной системы охлаждения

ультракоротковолновая радиостанция с частотной модуляцией, введенная в стрелковых и артиллерийских полках. Также были созданы кварцевые приставки к КВ радиостанциям для обеспечения помехоустойчивой буквопечатающей связи. Так же надо сказать, что разрабатывали не только радиостанции, но и устройства специального назначения, благодаря которому было возможно вести среди населения Германии контрпропаганду о неудачах Гитлеровских войск.

Совершенствование технической оснащенности и организационной структуры позволило выполнять сложные задачи по обеспечению непрерывности управления войсками. За время войны штат военных связистов увеличился в два раза. Они внесли весомый вклад в победу нашей страны. О том, насколько масштабно начала использоваться радиосвязь, говорят следующие факты: в Сталинградской битве использовалось более 9 тыс. радиостанций различного назначения, при прорыве блокады Ленинграда более 4 тыс., а при проведении Белорусской стратегической операции - несколько десятков тысяч. Число радиостанций в стрелковой дивизии за годы войны увеличилось с 22 до 130.

В ходе войны всеми подразделениями был получен практический опыт по организации связи в условиях постоянных боевых действий. Также были усовершенствованы техническое обеспечение подразделений и принципы их взаимодействия. В дальнейшем этот опыт стал фундаментом для возведения и совершенствования военной связи во второй половине 20 века.

В первые послевоенные годы началась разработка и внедрение принципиально нового вида связи - радиорелейных линий, а также комплексов частотного уплотнения и каналообразования.

В начале 50-х годов произошел прорыв в области дальней связи - был открыт способ распространения радиосигнала с помощью тропосферного

рассеяния. В СССР первая система связи, использующая этот принцип, появилась в 1963 году. Для обеспечения связи с отдаленными регионами страны была построена ТРРЛ «Север». Ее протяженность составляла 13 200 км.

Поскольку в это время шло активное освоение космического пространства, то стали появляться и разрабатываться идеи по размещению ретранслятора за пределами нашей планеты. Первые эксперименты относятся к 1964 году, когда совершались попытки поймать сигнал, отраженный от естественного и искусственных спутников Земли. После успешного окончания испытаний было подготовлено несколько проектов спутниковой связи «Молния-1». Запуск был произведен 23 апреля 1965 года. Спутник соединил радиомостом Москву и Владивосток.

За прошедшие полвека инженеры сильно продвинули те области, которые связаны с радиотехникой. Выросла оперативность связи и ее мобильность в различных звеньях управления. Разрабатывалось много нового оборудования. Сменилось несколько поколений техники. Дальнейшие радиосредства начали создавать с применением в них транзисторов, а после и интегральные схемы. Сигнал стал преимущественно цифровым. Появились оптоволоконные линии, увеличились объемы обрабатываемой и передаваемой информации. Для оперирования такими объемами понадобились автоматизированные системы.

Сейчас система военной связи представляет собой централизованную иерархическую систему с широким использованием средств автоматизации и современных технологий. Эта система успешно функционирует и уже успела показать себя в вооруженных конфликтах, доказывая свою эффективность и успешно справляясь с возложенными на нее задачами по обеспечению устойчивого управления Вооруженными Силами, войсками и оружием для эффективного противостояния внутренним и внешним врагам нашей страны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев П.Г. Формирование эффективной системы радиосвязи на основе геоинформационного анализа рельефа местности / Гришко А.К., Приказчиков А.В., Андреев П.Г., Приказчикова О.Ф., Мазанов А.М. // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии: журнал, 2017. № 1. С. 483-486.

2. Андреев П.Г. Вопрос повышения эффективности декаметровой связи / Гришко А.К., Прошин А.А., Андреев П.Г., Куатов Е.Ж., Трусов В.А. // Современные информационные технологии: журнал, 2017. № 26(26). С. 34-39.

3. Андреев П.Г. Надежность и качество радиоэлектронной аппаратуры / Власова А.М., Андреев П.Г., Наумова И.Ю. // Надежность и качество: Труды международного симпозиума. Том 1 / Под ред. Н.К. Юркова. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2016. - С. 313-314.

4. Великая Отечественная война 1941-1945: энциклопедия. / Гл. ред. М. М. Козлов. Редколлегия: Ю. Я. Барабаш, П. А. Жилин (зам. гл. ред.), В. И. Канатов (отв. секретарь) и др. — М.: Сов. энциклопедия, 1985. — 832 с..

5. На земле, в небесах и на море сборник 5-й / - М.: Воениздат, -1983. -366c.

6. Связь в Сталинграде в годы Великой Отечественной/Сост.: Н.А. Борисова, Н.И. Лосич, О.В. Фролова и др.— СПб.: Центральный музей связи имени А.С. Попова, 2012. 224 с.

УДК 61.616-71

Горячев Н.В., Наумова И.Ю., Юрков Н.К.

ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный университет», Пенза, Россия

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЧЕБНОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Предложена аэрогенная учебная система охлаждения, предназначенная для изучения процесса тепломассообмена при обеспечении нормального теплового режима электрорадиоизделий Ключевые слова:

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, АЭРОГЕННАЯ, ОХЛАЖДЕНИЕ, ОТВОД ТЕПЛА, ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ, ПЕЛЬТЬЕ

Процесс обеспечения теплового режима (радиоэлектронных средств) является трудноформализуе-мой задачей. Вследствие этого при подготовке инженеров конструкторов необходимо уделять большое внимание практическому аспекту подготовки в области теплофизического конструирования РЭС. При этом особое внимание необходимо уделять исследованию особенностей функционирования реальных конструкций, применяемых для отвода тепла от теплонагруженных элементов РЭС, в т.ч. электрорадиоизделий. Так, в работах [1-3] предложена и практически реализована учебная система охлаждения электрорадиоизделий (рисунок 1).

Известная учебная система охлаждения предназначена для изучения работы системы воздушного

(аэрогенного) охлаждения с принудительной конвекцией. Выбор данное типа системы охлаждения для изучения оправдан их широким распространением в следствии простоты реализации (рисунок 2).

Данные системы охлаждения активно применяются в вычислительных системах в т.ч. в настольных персональных электронных вычислительных системах (ПЭВМ).

Между тем для охлаждения процессоров ПЭВМ, в связи с большой удельной выделяемой мощностью, применяют не простые воздушные системы охлаждения, а системы охлаждения, использующие в своей работе как принудительную конвекцию, так и дополнительный элемент - замкнутую тепловую трубу (рисунок 3). При этом перенос тепла происходит

за счет того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения, и конденсируется на холодном, откуда перемещается обратно на горячий конец. Системы охлаждения на тепловых трубах сегодня применяются повсеместно - в ПЭВМ, как стационарных, так и носимых (ноутбуках), в оптических устройствах для отвода тепла от осветительных светодиодов.

Рисунок 2 - Распространенность систем охлаждения ЭРИ

Рисунок 3 - Современная система охлаждения центрального процессора ПЭВМ

При этом перенос тепла происходит за счет того, что жидкость испаряется на горячем конце трубки, поглощая теплоту испарения, и конденсируется на холодном, откуда перемещается обратно на горячий конец. Системы охлаждения на тепловых трубах сегодня применяются повсеместно - в ПЭВМ, как стационарных, так и носимых (ноутбуках), в оптических системах для отвода. Также тепловые

трубки находят применение в различных технических устройствах альтернативной энергетики. Так в солнечной энергетике тепловые трубы повышают эффективность нагрева воды в солнечных коллекторах. Однако из-за того, что тепловые трубки имеют узкий диапазон применения, который связан с тем фактом, что при превышении расчетной температуры, вся охлаждающая жидкость, находящаяся в тепловой трубке может перейти в пар, что приведет к резкому снижению эффективности тепловой трубки, необходимо крайне детально подходить к проектированию систем охлаждения, использующих их в своей работе.

Вследствие этого предложено усовершенствовать учебную систему охлаждения [1] путем применения полноценной системы на тепловых трубах, реализующих замкнутый испарительный процесс теплопе-реноса.

В среде твердотельного проектирования разработана модель системы охлаждения рисунок 4.

Термоэлектрический элемент

Рисунок 4 - Усовершенствованная аэрогенная система охлаждения

Усовершенствованная система предназначена для изучения и исследования процессов тепломассообмена при отведении тепла от теплонагруженных элементов РЭС. Такими элементами помимо центральных процессоров ПЭВМ, могут быть полупроводниковые силовые изделия электронной техники.

В состав усовершенствованной системы охлаждения входят:

Ребристый теплоотвод из алюминиевого деформируемого сплава АД31 изготавливаемого по ГОСТ 4784-97/

Вентилятор размером 80х80мм, предназначен для принудительной конвекции.

Тепловые трубы для обеспечения эффективного отвода тепла и передачи его на ребра теплоот-вода.

Термоэлектрический элемент.

Термоэлектрический элемент (элемент Пельтье) является еще одним элементом, который все чаще сегодня применяется для увеличения эффективности аэрогенных систем охлаждения. При этом одним из ограничений применения термоэлектрического элемента является максимально допустимая температура «горячей» стороны, так у изделий производимых отечественной компанией «Криотерм», она может доходить до уровня 150°С [4]. Это обстоятельство, как и максимально допустимый перепад температур между сторонами термоэлектрического элемента необходимо учитывать при разработке систем охлаждения.

Таким образом, усовершенствованная учебная система охлаждения содержит все основные элементы, применяющиеся сегодня для отвода тепла от теплонагруженных изделий электронной техники. Система предназначена для практической работы студентов-бакалавров по дисциплине «Конструкторское проектирование радиоэлектронных средств» и студентов магистрантов по дисциплине «Проектирование радиоэлектронных средств для жестких условий эксплуатации». Также усовершенствованная система охлаждения применяется при проведении научно-исследовательской работы в области надежностно-ориентированного проектирования РЭС [5].

37339521

ЛИТЕРАТУРА

1. Горячев Н.В. Тепловая модель учебной системы охлаждения / Н.В. Горячев, Д.Л. Петрянин // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2014. № 2. С. 197-209.

2. Горячев Н.В. Тепловая модель сменного блока исследуемого объекта / Н.В. Горячев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2012. Т. 1. С. 263-263.

3. Горячев Н.В. Уточнение тепловой модели сменного блока исследуемого объекта / Н.В. Горячев, И.Д. Граб, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2013. Т. 1. С. 169171.

4. Термоэлектричесике модули, элементы Пельтье. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://kryothermtec.com/ru/

5. Фролов С.И. О некоторых проблемах надежностно-ориентированного проектирования бортовых РЭС / С.И. Фролов, Н.В. Горячев, Г.В. Таньков и др. // Надежность и качество сложных систем. 2017. № 2 (18). С. 3-8. DOI: 10.21685/2307-4205-2017-2-1

УДК 61.616-71

Геращенко М.С., Геращенко С.И., Янкина Н.Н.

ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный университет», Пенза, Россия

ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ГИДРОМАНЖЕТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Разработан виртуальный прибор в среде графического программирования Labview для определения гемодинамических параметров с помощью гидроманжетной технологии. Прибор позволяет рассчитывать пульсовое давление, длительность систолы, диастолы и сердечного цикла, скорость распространения пульсовой волны по аорте, ударный объем, сердечный выброс, сердечный индекс, площадь поверхности тела, ударный индекс, площадь поперечного сечения аорты, частоту сердечных сокращений на основе измеренных сигналов давления с запястной и плечевой манжет. Прибор позволяет вычислять гемодинамические параметры в реальном масштабе времени.

Ключевые слова:

ВИРТУАЛЬНЫЙ ПРИБОР, ГИДРОМАНЖЕТНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, ПУЛЬСОВОЕ ДАВЛЕНИЕ, СЕРДЕЧНЫЙ ВЫБРОС, СЕРДЕЧНЫЙ ИНДЕКС, ЧАСТОТА СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

В настоящее время оценка гемодинамических параметров является одной из важных задач при диагностике сердечнососудистых заболеваний и оценки состояния пациентов [1]. Но их точное определения достигается в основном инвазивными методами диагностики. Поскольку этот процесс является весьма травматичным и практически невозможным при использовании в бытовых условиях разработка методов определения гемодинамических параметров, основанных на неинвазивной технологии, позволяющих достигать высокую точность, является актуальной задачей [2,3].

В этой связи особую значимость приобретает разработка виртуального прибора, позволяющего

вычислить гемодинамические показатели непосредственно при измерении артериального давления, при использовании неинвазивного гидроманжетного метода [4,5].

Гемодинамические показатели определяться на основе получения данных из записанных сигналов давления в плечевой и запястной манжетах и рассчитываться в программе Labview [6].

Лицевая часть данного виртуального прибора состоит из семи панелей. Графики давления в плечевой и запястной манжетах представлены на первой лицевой панели виртуального прибора и приведены на рисунке 1. Также на первой панели виртуального прибора представлены индикаторы значений верхнего и нижнего давления.

Рисунок 1 - Первая лицевая панель виртуального прибора (графики давления в плечевой и запястной манжетах) график давления в запястной манжете; 2 - график давления в плечевой манжете

Результаты расчетов гемодинамических показателей представлены на второй лицевой панели виртуального прибора (рисунок 2).

На данной лицевой панели представлены элементы контроля для задания входных параметров, участвующих в формулах гемодинамических показателей, таких как, рост, вес, 1333 — множитель для перевода давления в дины, Z — фактор поправки, х - расстояние от верхней (плечевой) манжеты до нижней (запястной) манжеты, и выходные индикаторы для отображения рассчитываемых гемодинамических показателей (ПД — пульсовое давление, S, D, Т — соответственно длительность

систолы, диастолы и сердечного цикла, СРПВ -скорость распространения пульсовой волны по аорте, УО - ударный объем, СВ - сердечный выброс, СИ - сердечный индекс, ППТ - площадь поверхности тела, УИ - ударный индекс, 0 — площадь поперечного сечения аорты, ЧСС - частота сердечных сокращений) [7].

На данной лицевой панели также представлены графики полного сердечного цикла в отсчетах и в реальном масштабе времени, которые были использованы для определения S, D, T — соответственно длительность систолы, диастолы и сердечного цикла.