ООО НПО Рубикон-Инновация

Колодки

Развитие авиации и космонавтики привело к необходимости разработки бортовой аппаратуры нового поколения со сложной схемотехникой, конструктивное исполнение которой во многом определяется следующими требованиями:

• увеличение требуемого числа магистральных каналов и необходимость выведения их через ограниченную поверхность прибора;

• уменьшение веса устройства за счет высокой степени упаковки электронных схем;

• минимизация межмодульных соединений и уменьшение доли трудоемкого объемного монтажа;

• увеличение потребляемой мощности при минимизации габаритов устройства.

Перспективной базовой моделью, полностью удовлетворяющей этим требованиям, является блок пакетной конструкции, приведенный на рисунке ниже:

Схема компоновки прибора пакетной конструкции

Схема компоновки прибора пакетной конструкции: 1. – модуль вторичного питания; 2. – соединители НУС; 3. – функциональные модули; 4. – коммутационные модули с внешними соединителями; 5. – крышки; 6. – шпильки.

Основные элементы пакетной конструкции приборов были предложены русскими изобретателями А.В. Богдановым и Ю.А. Богдановым в 80-х годах прошлого века. Конструкторы и технологи  ООО НПО «Рубикон-Инновация» внесли свой вклад в развитие идеи пакетной конструкции. Был предложен ряд принципиальных нововведений, как в конструкцию, так и в технологию, подтвержденных авторскими свидетельствами и патентами.

В основу базовой модели положены следующие оригинальные решения:

• применение рельефных плат с алюминиевым теплостоком;

• применение соединителей нажимного типа (далее - колодки) для межмодульных соединений;

• бескорпусная компоновка устройства.

Базовым элементом конструкции является модуль, состоящий из рельефной платы с поверхностно-монтируемыми ЭРИ и расположенными по периферии контактными площадками и рамки с вставленными в нее колодками

Алюминиевая пластина, приклеенная к рельефной плате, обеспечивает эффективный теплоотвод и увеличивает ее жесткость. Использование, наряду с колодками, низкопрофильных поверхностно-монтируемых электрорадиоизделий, позволяет собирать модули в пакет с шагом 6-7 мм.

Модули, равномерно стянутые в пакет шпильками, образуют блок, в котором корпусом являются внешние поверхности модульных рамок и торцевые стенки. Отказ от корпусной компоновки привел к улучшению габаритно-массовых и тепловых характеристик прибора.

Модуль в сборе с рамкой и НУС

Прибор пакетной конструкции в сборе

Применение пакетной конструкции позволяет:

• повысить надежность прибора за счет уменьшения числа внешних стыковок;
• увеличить жесткость конструкции;
• улучшить съем тепла при конлуктивном и конвективном способах охлаждения;
• обеспечить более высокую помехозащищенность;
• уменьшить вес и габариты изделия за счет отказа от плиты-основания;
• повысить радиационную стойкость.

Принятые конструктивно-технические решения обеспечивают улучшенные технические характеристики при малой массе изделия:

• перегрев корпуса ЭРИ относительно температуры посадочного места не более от 5 до 10^оС (в зависимости от  мощности потребления )
• защита от радиационного излучения – 2-4 г/см ²
• количество магистральных каналов на один модуль - до 400
• рекомендуемое число модулей в приборе – до 40
• рассеиваемая мощность 10…60 Вт

Приборы, выполненные в данном конструктиве, по стойкости к внешним воздействующим факторам соответствуют требованиям, предъявляемым к изделиям космического назначения.

Применение изложенной выше концепции проектирования бортовых приборов позволило создать целый ряд приборов (около 10 типов), предназначенных для бортовых комплексов управления космическими аппаратами. Приборы, изготовленные в НПО «Рубикон-Инновация», успешно эксплуатируются в составе бортовых комплексов управления международной космической станции в модулях «Заря», «Звезда», «Пирс», а так же на спутниках связи.

Плата модуля с присоединённым теплостоком

Пример пакетной конструкции

Пакетная конструкция в сборе