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06-18
摘要：提出了一种舰载军用加固计算机散热设计解决方案。
该方案具有设计简单、可靠、经济的特点。
关键词：军用加固型计算机；自然散热；强制风冷；热设计 前言 ---计算机作为信息系统的“枢纽”，在信息战场上发挥着越来越突出的作用和地位。
为了保证计算机在复杂恶劣的战场环境下正常稳定工作，通用商用计算机需要进行专门的加固，以提高系统的稳定性和安全性。
---舰载军用加固计算机由主机和显示器组成。
考虑到防震、抗冲击的需要，均采用铝合金加固。
由于显示器发热量较少，自然散热可以保证其正常工作。
因此，散热设计的重点是对计算机主机壳进行加固。
计算机主机箱为19英寸标准机箱，采用浮动螺母固定在工作舱通讯指挥台下方。
机箱内的电源、CPU等部件焊接在不同的单盘上，并分别按照一定的顺序插入机箱背板。
所有信号线均从后面板引出并连接到显示器，形成军用加固计算机。
舰载军用加固计算机需要抗电磁干扰、防震、抗冲击、防水、耐盐雾，因此主机必须采用全密封机箱。
主机箱内有电源、CPU等高热器件，因此主机箱的散热设计成为加固计算机正常运行的关键。
主机箱热设计 ● 加固电脑主机箱热分析 ---计算机正常工作时，主机箱功率约为W。
由于加固计算机主要工作在专业舱内军舰的工作环境条件如表1所示。
---从上述设计和工作参数可以看出，虽然主机架的功率不大，但由于主机架完全是一个密封腔体，腔体内各单盘的热量分布不均匀。
长时间运行后，机箱内部的温度会迅速升高。
另外，考虑到主机箱和通讯指挥台的安装和维护，主机箱的外表面没有设计成自然散热效果好的翅片形状。
实际工作环境比较恶劣，因此热设计按照最恶劣的环境条件进行计算。
，需要采用自然散热和强制风冷两种方法来保证电子设备的正常工作。
●自然散热 ---在满足强度、刚度和良好加工性能的条件下，尽量选择导热系数较高的金属材料，以提高箱体的散热能力。
该机箱采用LY12铝合金制成。
底盘为整体式，壁厚20mm。
---在机箱中，电子元件通常是热源，一般是腔体内最热点。
热量总是从热的区域流向冷的区域，因此机箱内传热的基本问题是在热源和终端散热器之间提供良好的热流路径，以散发内部产生的热量。
---加固电脑单盘插入主机箱后，PCB板上下边缘与导轨之间有较大间隙。
由于空气的导热系数很低，因此实际上起到了隔热作用。
因此，在PCB板的上下边缘安装铝楔块，如图1所示。
---如图1所示，楔块由螺钉、前滑块、固定块、后滑块，铝合金导轨。
固定块与铝合金导轨一体固定在PCB板的上下边缘。
前后滑块与固定块的接触段设计成斜坡，中间有中空的螺孔，螺孔内安装有螺钉。
当单盘插入机箱后，松开螺钉。
此时，前后滑块左表面与柜体导轨之间有间隙；当单盘插入机箱后面板时，拧紧螺钉，前后滑块将沿固定斜面向左移动，与箱内导轨紧密接触。
---另外，确定单盘中产生大量热量的器件后，将导热双面胶带的一面平贴在芯片（元件）上，另一面平贴在芯片（元件）上。
散热片表面，然后通过导热双面胶带与楔形块连接，可有效降低PCB板与箱体之间的热阻，增大导热面积，提高自然散热主机架的散热效率。
●强制风冷 ---由于加固计算机主机箱固定在工作舱内通信指挥台下方，其强制风冷方式无法与机柜架下的普通民用通信设备一起使用。
如何安装轴流风扇冷却装置。
因此，加固型计算机主机箱内必须安装风扇，并形成合理的风道，以达到散热的目的，如图2所示。
---因为鼓风机具有以下特点：风压大、风量集中，特别适用于机组内热量分布不均匀、风阻大的场合，故采用整机鼓风冷却方式。
风机根据主机箱结构采用圆筒形轴流风机。
主机箱的上下盖壁内构造有风道，风道的横截面设计为多个互不相同的圆形小孔。
这样，环境温度的冷空气在鼓风机的带动下从进风口沿着风道流动，带走上下盖的热量，并通过风道出口将热量排出机箱，完成强化计算机的强制风冷。
散热。
虽然风阻较大，但选择合适功率的风扇可以保证加固后的电脑具有良好的抗冲击和散热能力。
根据热平衡方程和环境条件参数，可确定风机型号和风道结构尺寸。
热试验和冲击试验 ---为了验证热设计的效果，根据GJB.2-82的规定，对舰载军用加固计算机进行高低温环境试验，确保加固计算机的可靠性。
性能要求，其中高温测试是最重要的。
高温热测试的具体结果如表2所示。
测试结果表明，计算机的热设计满足GJB的要求，设备能够长期稳定可靠地工作。
---由于风道设计在加固电脑上下盖的内壁上，一定程度上破坏了加固电脑的强度，可能削弱其抗冲击能力。
因此，还必须按照GJB.2-82中项的规定，对计算机进行冲击性能和振动性能测试。
通过冲击和振动测试，证明加固后的计算机满足要求。
结论 ---热设计是电子设备设计中必须考虑的重要问题，但良好的散热与电磁兼容往往是难以解决的矛盾。
采用上述热设计方法可以较好地解决这个问题。
该方法具有设计简单、可靠性高、维护方便、研发和生产成本低等特点，在舰载军用电子设备的热设计中具有一定的作用。
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