2.4. Разработка предварительных вариантов эскизной компоновки устройства (четвертый этап)

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 

Данный этап конструирования — компоновка слож­ного устройства в наименьшей степени поддается логи­ческому анализу. Правда, сделанные выше допущения о формировании компоновки устройства в результате перебора сочетаний подвариантов частей вводят и эту сугубо творческую часть работы конструктора в неко­торое логическое русло. Следуя такому руслу можно составить понятие о подготовке к решающей конструк­тивной комбинации, так же как и о ее дальнейшей реа­лизации, но, конечно, не о механизме ее возникновения. Перебор сочетаний подвариантов частей является лишь одним из узлов этого сложного творческого механизма, находящегося в сфере изучения психологии мышления. Не задаваясь целью вторгаться в эту сферу, попыта­емся тем не менее сформулировать несколько существен­ных для начинающего конструктора рекомендаций.

Отметим прежде всего, что рождающиеся в голове конструктора комбинации несут на себе печать его знаний, наблюдений, повседневного и профессионально­го опыта. Поэтому раньше всего возникают варианты, связанные с более привычными, чаще встречающимися конструктивными решениями. Приведенный на рис. 2.11 элементарный пример служит наглядной иллюстрацией сказанному.

При конструировании привода для дистанционного поворота телескопа оптической головки вариант а с неподвижным электродвигателем обычно приходит на­чинающему в голову прежде, нежели вариант б с не­подвижным сектором, даже если второй вариант для данного конкретного случая рациональнее первого. (В варианте а сектор при повороте на максимальный угол может выйти за пределы располагаемого простран­ства.) Причина заключается в большей распространен­ности привода с неподвижным электродвигателем.

Для конструктора-прибориста вариант б достаточно привычен для того, чтобы возникнуть одновременно или почти одновременно с вариантом а. Если к тому же конструктор во время вспомнит, что ограниченный угол поворота телескопа облегчает задачу токоподвода к

подвижному электродвигателю, го выбор между ва­риантом а и б будет произведен своевременно.


В методических пособиях по изобретательству при­водится немало примеров своеобразных «порогов мыш­ления», стоящих на пути изобретателя, которому при­ходится пробираться к оригинальному варианту через множество тривиальных. Ту же работу приходится про­делывать и конструктору. Он испытывает на себе «поро­говый эффект» всякий раз, когда следует отойти от при-

вычных конструктивных вариантов и далеко не сразу замечает выгодные возможности, если это связано с на­хождением следующих, например, решений:

а)         с переходом от привычного плоскостного рассмот-
рения задачи к пространственному;

б)         с отказом от ортогональных осей вращения для
поворота какого-либо конструктивного узла в пользу
осей, направленных под косым углом друг к другу;

в)         с непривычным использованием в конструкциях
сил тяжести,, инерции, реактивных, трения и других;

г)         с выбором непривычно ориентированных плоскос-
тей разъема базовых поверхностей;

д)         с изменением «естественной» последовательности
операций технологического процесса изготовления или
сборки устройства.

Можно без преувеличения сказать, что вся работа сознательного конструирования пронизана непрерыв­ным стремлением освободиться от плена привычных представлений как в крупном, так и в малом.

Говоря о конструкторском поиске мы упоминали о важности пополнения профессионального багажа кон­структора. Варианты, необходимые для материализа­ции технических требований, должны быть не в книгах

и справочниках, а в памяти конструктора. Багаж этот должен быть «мобильным», подобно словарному запасу опытного переводчика. Конструктивные варианты долж­ны «идти навстречу» формирующимся требованиям. Но тут-то и возникает опасность появления привычных, тривиальных решений, которые с коварной услужли­востью «подсовывает» память. Необходим самоконтроль, если не над механизмом формирования вариантов, то во всяком случае при их отборе.

Ход мыслей и действий конструктора при сравнении и выборе вариантов может быть примерно таким:

«Этот кинематический узел достаточно распростра­нен, апробирован и надежен. Весьма и весьма соблаз­нительно приспособить его целиком, ничего не меняя. Изготовление устройства сразу резко удешевится ..., не говоря уже о директивном сроке, в который можно будет теперь уложиться . . .

Посмотрим, однако, как возник этот узел ..., какие функции он выполняет в существующих устройствах и какие будет выполнять в том, которое создается? Какие требования предъявлялись к нему прежде? Какие предъявляются теперь? Выпишем прежние и будущие требования в виде двух списков. Сравним эти списки. Все ли здесь выявлено? Нет ли чего-нибудь завуалиро­ванного? Есть ли во втором списке требования, кото­рых нет в первом? Существенны ли эти новые требова­ния? Как им удовлетворить? Есть ли в первом, списке требования, которых нет во втором? Как повлияло на конструкцию узла наличие именно этих требований? Стал ли он тяжелее? Стал ли он больше по габаритам? Много ли мы проиграем по весу, приспособив этот узел для наших целей? Не усложнится ли схема компоновки из-за включения в нее узла с заданной конфигурацией? Не выгоднее ли некоторые функции узла возложить на другие части устройства, а сам узел, сильно упростив его, все-таки сделать заново?»

Важно, чтобы профессиональный багаж конструкто­ра пополнялся схемами оригинальных механизмов, не­стандартными технологическими решениями, конструк­тивными узлами, которые созданы как противопостав­ление обычным. Чем шире «круг знакомств» начинающе­го с необычными конструктивными комбинациями, тем легче ему вырваться из рамок распространенных вариан­тов.

Особенности графики на этапе эскизной компоновки

Поиск вариантов компоновки как основных частей, так и устройства в целом сопровождается эскизирова-нием. Эскизы состоят из небольшого числа линий, изображающих лишенную подробностей конструктивную схему и лишь иногда те ее части, которые поясняют и развивают основную конструктивную идею. Несовер­шенство эскизирования искупается быстротой вычерчи­вания. Быстрота необходима, так как конструктор дол: жен рассмотреть множество вариантов, и трудности гра­фической реализации не должны, особенно на первых порах, замедлять поиска.

Отобранные варианты нуждаются в проверке посред­ством масштабного вычерчивания. Это не значит, что чертеж, выполненный в масштабе, должен быть подроб­ным. Трудоемкость прочерчивания подробностей несов­местима ни с необходимой широтой поиска компоно­вочных решений, ни с большим числом сочетаний подвариантов частей устройства в процессе перебора. Чем раньше совершается окончательный переход от эскизирования к строгому масштабному вычерчиванию компоновки, тем больше опасность, что наивыгодней­ший вариант останется необнаруженным.

Конструктор должен владеть обоими методами — и эскизированием, и вычерчиванием в масштабе. От эскиз­ного наброска он должен уметь легко перейти к элемен­тарным масштабным прикидкам (сопровождаемым расчетом), а от них, если это нужно, к новым эскизным вариантам. Искусство компоновщика заключается в уменьи видеть на создаваемом компоновочном чертеже не только то, что там изображено, но также и то, что будет нанесено на этот чертеж впоследствии. Проверка безмасштабных эскизов масштабными прикидками по­могает в выработке такого уменья.

0 месте установки устройства

Полнота информации о «месте» является чрезвы­чайно важным условием успешного решения задачи компоновки. Не беда, если по ряду причин конструктору не ставят никаких ограничений, связанных с «местом». Наоборот, он чувствует себя свободнее, а следователь-

НО, может искать более оптимальные решения. Так бы­вает при небольших габаритах бортового устройства (сравнительно с габаритами летательного аппарата).

Дело обстоит значительно сложнее, если данные о месте установки безусловно важны, но конструктор не располагает ими. Подобная ситуация может возник­нуть при создании аппаратуры для еще не спроектиро­ванных объектов. Начинающего конструктора такая неопределенность обескураживает, заставляя оценивать постановку задачи как нереальную, и нередко является непреодолимым препятствием.

Недостаточная информация о месте установки тре­бует уменья представить его себе обобщенно, а кон­струкции придать качества, обеспечивающие возмож­ность установки устройства на любом объекте. Иногда удается обеспечить подобную приспособляемость устройства к разным объектам за счет небольшого ко­личества переходных крепежных деталей, выполняемых каждый раз по-новому. Гибкий валик для передачи вра­щательного движения от одного бортового устройства к другому можно рассматривать, как конструктивный элемент, учитывающий неполноту информации о месте установки устройства на объекте.

Как правило, чем больше габариты и вес бортового устройства сравнительно с габаритами объекта, тем сложнее «привязка» первого ко второму, в особенности если ее понимать не только чисто геометрически, но и более широко. В представлении компоновщика борто­вого устройства последнее должно быть частью объек­та, выполняющей некоторую долю возложенных на объект функций. При таком подходе можно говорить, в частности, и о «жесткостной» привязке устройства к объекту. Распространенная ошибка начинающего кон­структора— чрезмерное увеличение жесткости борто­вого устройства без учета малой жесткости объекта. Такая несогласованность ведет иногда к ухудшению ха­рактеристик комплексной жесткостной модели из-за из­лишнего перетяжеления устройства.

Предварительная эскизная компоновка сложного устройства

Принципиальная основа компоновки реального тех­нического устройства может быть самой различной: иногда   это   удачно найденный физический принцип,

иногда рациональное технологическое решение или да­же способ удешевления устройства. На рис. 2.12 изобра­жена схема создания компоновки рассматриваемого на­ми гиростабилизатора с астрокоррекцией.

В основу компоновки гиростабилизатора положен процесс перебора сочетаний подвариантов частей, сопро­вождающийся подгонкой этих частей друг к другу. Каж­дый из трех вариантов эскизной компоновки, изображен­ных схематически, построен на различных сочетаниях подвариантов конструкций карданова подвеса, опти­ческой головки, узла гироскопов и акселерометров, астро­купола. Пунктирная стрелка а говорит об особом, кос­венном характере реализации большей части требований в конструкции на этапе эскизной компоновки. Процесс отбора технических требований, наиболее существен­ных для компоновки, уже позади. Сейчас конструктор оперирует не самими требованиями, а теми конструк­тивными подвариантами, в которых они уже реализо­ваны. Здесь конструктор в значительной степени «мыс­лит вариантами».

Взамен технических требований, к рассматриваемо­му моменту уже реализованных конструктивно, появ­ляются связи между частями устройства. Рационально обеспечить эти связи — значит отыскать наилучшее сочетание подвариантов. Перебирать сочетания подва­риантов без какого-либо плана или метода нерацио­нально. Огромное число сочетаний исключает такой под­ход к компоновке. Но планомерный подход вырабаты­вается не сразу. На первых порах перебор обычно носит беспорядочный характер и лишь постепенно приобре­тает направленность.

Процесс подгонки частей друг к другу начинается с поисков удачного сочетания каких-либо двух частей. Некоторые варианты отбрасываются немедленно. Так, вариант а оптической головки явно нерационально со­четается с простейшим вариантом астрокупола, выпол­ненного в виде плоского круглого астроокна (рис. 2.13). Зато вариант б оптической головки сочетается с плос­ким круглым стеклом весьма удачно. Этому способствует не только совпадение оси вращения Y — У головки с пер­пендикуляром к центру стекла (с вертикалью), но и смещение центра вращения телескопа от вертикали на расстояние Выгоды смещения становятся очевидными при сравнении обоих вариантов. В варианте б полное пе-

Надпись:


рекрытие телесного угла т = 90° достигается поворотом на 360° дуги с минимальным раствором в 45°. Очевидно, что минимальный раствор дуги в сочетании со смещением телескопа позволяет добиться минимально возможного диаметра астроокна. При этом последнее используется наиболее полно, так как при визировании телесного уг­ла т=90° оптическая ось полностью ометает стекло (гео-

метрическое место точек пересечения оптической оси с плоскостью стекла при визировании телесного угла в 90° есть круг).

Однако, при попытке «подгонки» схемы б к гиро­платформе тотчас возникают трудности в возможности расположения подшипника и механизма вращения оп­тической головки вокруг вертикали. Подшипник и меха­низм вращения занимают чересчур много места. Явля­ются ли трудности взаимной подгонки оптической головки и гироплатформы столь существенными, чтобы отказаться от найденного удачного сочетания оптичес­кой головки с астроокном? Может ли это сочетание иг­рать роль того «стержня», на котором рационально строить компоновку всего устройства? Ответ на постав­ленный вопрос дает более подробная прорисовка кон­струкции.

Сочетание выбранных вариантов каких-либо двух частей, взятое за основу, выдерживает первое испыта­ние, если удается на этой основе удачно подогнать друг к другу все остальные части устройства. В даль­нейшем окончательный вариант компоновки проверя­ется более полно, в частности, на удовлетворение ряда оставшихся требований. Однако нередко случается, что по мере прорисовки устройства становится все труднее и труднее реализация в конструкции последующих тре­бований. В этих случаях следует своевременно остано­виться, с тем чтобы предпринять поиски другого «стерж­ня», другой основы компоновки устройства.

Конструктору тем труднее вовремя отказаться от не оправдавшего себя варианта, чем оригинальнее или изящнее кажется он с первого взгляда. Компоновка еще только зарождается, эскиз ее состоит из нескольких проведенных от руки линий и потому у конструктора еще не накопилось объективных данных для проверки возникшего варианта. В таких условиях эстетическое воздействие «красивой» идеи (как верной, так и не­состоятельной) может быть чрезвычайно сильным.

По мере просмотра вариантов, по мере того как без­масштабные прикидки уточняются масштабными про­рисовками, конструктору обычно удается отыскать за­кономерности, которые в состоянии играть роль первоначальных критериев оценки вариантов компо­новки. Такие критерии могут быть пригодны лишь для данного устройства, но могут носить и более общий ха­рактер.

В большинстве случаев поиск рациональной компо­новки приобретает целеустремленность с того момента, когда во всех или в большинстве вариантов выявляется труднопреодолимое «узкое место» (или несколько таких мест).

В процессе компоновки гиростабилизатора конструк­тор убеждается, что для подавляющего большинства вариантов компоновки область, примыкающая к вер­тикальной оси карданова подвеса, является как бы критической областью по сравнению с остальным, отве­денным под конструкцию пространством. Необходимость размещения ряда элементов именно в этой области дик­туется геометрическим и физическим смыслом понятия оси вращения гироплатформы. Только на оси вращения может быть размещен коллектор для токоподводов к гироплатформе; только с этой осью могут быть совме­щены оси подшипниковых узлов самой гироплатформы и укрепленной на ней оптической головки; в зоне, не­посредственно примыкающей к вертикали, должны быть

размещены индукционные датчики углов поворота гиро­платформы и головки, части механизма поворота послед­ней и ряд других элементов. Трудности размещения всех этих узлов в пределах критической области становятся первоочередными и концентрируют на себе внимание конструктора.

Результаты предыдущего этапа

Подбарианты основных частей устройства

Содержание работы рассматриваемого этапа

Формирование

вариантов

компоновки

устройства

Результаты ра доты

Варианты

эскизной компоновки устройства

Перебор сочетаний подвариантов

Отсутствие критических зон

Простота сочленений основных частей

Совмещение функций

Методическая основа работы

Специальные критерии рациональности рассматриваемых вариантов компоновки

Рис. 2. 14. Четвертый этап конструирования

На схеме рис. 2.14 в качестве предпосылок успеш­ного выполнения данной стадии компоновки фигуриру­ют такие факторы, как «отсутствие критических зон», «простота сочленений основных частей» и «совмещение функций». Под простотой сочленений можно понимать малочисленность соединительных деталей, их техноло­гическую простоту и малый вес, а также обеспечение простоты сборки и разборки основных частей, а также и другие факторы. В каждой конкретной конструкции тот или иной фактор получает большую или меньшую значимость.

О совмещении функций. При проработке ва­риантов компоновки и переходе от одних вариантов к другим, не следует забывать о принятом первоначально распределении функций между основными частями. С изменением конструкции частей меняется до некото­рой степени и характер распределения функций между ними. Из-за частого перераспределения та или иная

функция, то или иное требование легко могут быть упу­щены из виду. Поэтому очень важно выработать при­вычку к периодической проверке компоновки устрой­ства в целом на соответствие техническим требова­ниям.

Выше говорилось о слиянии (интеграции) частей и попытках уплотнения функциональной нагрузки на эта­пе изучения принципиальной схемы устройства.

То, что не удавалось конструктору при первом зна­комстве со схемой, может увенчаться успехом либо на настоящем этапе в процессе перебора вариантов эски-зированием и масштабными прикидками, либо в даль­нейшем, при более подробных масштабных прорисовках. Поэтому уплотнение функциональной нагрузки пред­ставлено на поэтапной схеме в качестве постоянно дей­ствующего критерия. Этот критерий всегда принимается во внимание, но далеко не всегда и не полностью реали­зуется.

Логическая последовательность компоновки, при ко­торой конструктор вначале расчленяет принципиальную схему на части, а затем все-таки находит возможности к их интеграции, может считаться характерной для слу­чаев глубокой конструкторской проработки сложных устройств. Для простых устройств с небольшим числом деталей предварительное расчленение на обособленные части в ходе компоновки конечно не столь характерно.

Цена реализации параметров технических требований

Реализация различных параметров осуществляется посредством неодинаковых «затрат» веса и распола­гаемого пространства, различной степенью усложнения отдельных деталей и всего устройства в целом, ценой появления больших или меньших технологических труд­ностей. Поэтому такое понятие, как «цена конструктив­ной реализации параметров», приобретает вполне оп­ределенный смысл, хотя и остается весьма обобщен­ным понятием. Та или иная конкретизация этого понятия для определенного класса устройств может приобрести чрезвычайную практическую важность. Так, например, иногда удается выразить отдельные параметры техни­ческих требований в единицах веса создаваемого устрой­ства. В этом случае конструктор или проектировщик получает важную для него возможность количествен­ной оценки наиболее существенных параметров. Поня­тие «цены конструктивной реализации» может оказать­ся для конструктора полезным и при менее конкретном его выражении.

На этапе разработки (дополнения и уточнения) тех­нических требований конструктор имеет еще очень сла­бое представление о том, ценой какого веса и каких га­баритов может быть реализован тот или иной параметр. Предварительное конструирование частей устройства и изучение «семейств» подвариантов сопровождается уточ­нением упомянутой «цены», знание которой приобретает особую важность при компоновке.

В плотно компонуемых устройствах почти любые ло­кальные изменения веса и размеров отдельных деталей распространяются на все устройство в целом. В этих условиях от степени полноты реализации одного како­го-либо требования могут зависеть, и существенно, как габариты и вес всего устройства, так и прочие его ха­рактеристики. Например, увеличение точности отработ­ки (или точности отсчета) углов поворота телескопа оп­тической головки может быть достигнуто увеличением диаметра зубчатого сектора (см. рис. 2.11). Но от диа­метра зубчатого сектора существенно зависят габариты всей оптической головки, поэтому цена реализации тре­бования точности отсчета углов, выраженная в габари­тах, весьма велика. Реализация требования точности по нижнему пределу позволяет значительно уменьшить га­бариты оптической головки, а следовательно, и всего гиростабилизатора с астрокоррекцией.

Обычно начинающий конструктор нерешительно и с запозданием решается на подобный компромисс, т. е. на ухудшение какой-либо одной технической характери­стики устройства ради значительного выигрыша в целом, даже если такое решение является необходимым. Отча­сти это происходит потому, что выгоды от местных кон­структивных изменений, направленных к снижению га­баритов и веса, при предварительных компоновочных безмасштабных прикидках трудноразличимы.

Между тем влияние степени полноты реализации от­дельных параметров (по верхнему и нижнему пределам) на компоновку устройства в целом должно быть проана­лизировано уже на рассматриваемом этапе. Начинать

такой анализ нужно с тех параметров, цена кон­структивной реализации которых сравнительно высо­ка, а величина задана в достаточно широких пределах.

Диаметр входного зрачка телескопа оптической го­ловки гиростабилизатора может оказаться тем парамет­ром, цена конструктивной реализации которого наиболее высока. Даже небольшое уменьшение диаметра вход­ного зрачка телескопа сопровождается значительным снижением веса и габаритов оптической головки, а сле­довательно, — уменьшением момента инерции гироплат­формы. Последнее дает возможность перейти на облег­ченные малогабаритные гироблоки. Переход на такие гироблоки, в свою очередь, ведет к дальнейшему значи­тельному уменьшению момента инерции гироплатфор­мы, ее веса и габаритов. Вслед за гироплатформой могут быть сжаты, уменьшены в диаметре, рамки кар­данова подвеса. Весь гиростабилизатор существенно уменьшается и становится легче.

Бывает полезно обратить внимание на те исходные технические характеристики устройства, которые улуч­шаются при том или ином уменьшении размеров отдель­ных узлов или снижении их веса. Нахождение таких «нетипичных» характеристик и ясное понимание их при­роды помогает определить важные направления ком­поновки.

Итак, знание цены конструктивной реализации ос­новных технических параметров позволяет конструк­тору в ходе компоновки осуществлять рациональное их перераспределение (в допустимых пределах). Критерий «цена конструктивной реализации» является одним из основных движущих факторов обратного воздействия на технические требования со стороны формирующейся конструкции.

О технологических факторах

На рассматриваемом этапе конструктору приходится думать уже не столько об общей технологичности устройства, сколько о технологических возможностях того или иного конструктивного варианта. Конструктор решает вопросы сравнительной сложности изготовле­ния применительно не ко всему устройству в целом, а к отдельным узлам и даже деталям. Общие соображения, касающиеся, например, возможностей производствен­ной базы, уступают место более конкретным техноло­гическим знаниям процессов изготовления деталей, сбор­ки, регулировки, юстировки и т. п. К требованию уметь мысленно воспроизвести картину эксплуатации устрой­ства присоединяется необходимость столь же нагляд­ного представления прохождения устройства через за­водские цеха. Пробелы в области технологии на этапе компоновки неизбежно ощущаются самим конструкто­ром, как слабости, мешающие ему в полной мере исполь­зовать выгоды оригинальных с технологической точки зрения конструктивных вариантов.

Содержание подлежащих решению технологических вопросов, так же как и удельный вес технологических факторов, на этапе компоновки могут быть самыми раз­нообразными. Иногда принципиальная схема устрой­ства строится на основе использования некоторых весь­ма трудных в изготовлении деталей. В этих случаях конструктору приходится прояснять производственные и технологические возможности в отношении таких де­талей уже при первом знакомстве с принципиальной схемой. В приборостроении к таким деталям относятся всякого рода чувствительные элементы (мембраны, силь-фоны), подвижные части электроизмерительных прибо­ров, специальные подшипники и др.

Нередки случаи, когда компоновка устройства в це­лом основывается на необычном технологическом реше­нии, на применении новых материалов, новых способов обработки. Особенно это касается новых видов литья, открывающих широкие возможности формообразова­ния деталей. В этих случаях технологическая подготов­ка конструктора решает успех компоновки.

Обеспечение надежности на этапе компоновки

Расположение основных частей устройства, установ­ленное при компоновке, в дальнейшем уже не может подвергаться существенным изменениям. В соответствии с этим трудноустранимы и причины ненадежности устройства, связанные с расположением частей.

Существенным недостатком компоновки является ее «рыхлость», неплотное заполнение деталями всего рас­полагаемого объема. Если даже «рыхлость» и не является непосредственной причиной снижения надежности данного устройства, то косвенно она может способство­вать снижению надежности той сложной системы, в кото­рую данное устройство входит как составное. Это в осо­бенности касается бортовых систем летательных аппа­ратов, поскольку надежность систем сильно зависит от располагаемых объемов, приведенных в техническом задании. Неоправданное увеличение габаритов одного из устройств данной системы может вызвать необходи­мость появления чрезмерно жестких габаритных огра­ничений для другого устройства.

«Рыхлость» — наиболее просто обнаруживаемый де­фект компоновки, связанный так или иначе с надеж­ностью. Но существуют вызывающие ненадежность факторы, источники которых хотя и связаны с располо­жением частей, однако таятся глубоко и нелегко обна­руживаются. Вспомним, что компоновка устройства соз­давалась на основе технических требований, которые давали возможность отвлечься, абстрагироваться от пов­торного рассмотрения породивших эти требования кон­кретных обстоятельств. Наличие технических требова­ний позволяет конструктору создать систему опорных точек для компоновки. Однако проверка компоновки по техническим требованиям не может служить проверкой ее на надежность. Чтобы осуществить такую проверку, нужно вновь обратиться к анализу взаимосвязей устрой­ства с окружением, но уже на иной, уточненной, основе.

Раньше при рассмотрении картины взаимосвязей мы относили их к еще не реализованной конструктивно принципиальной схеме устройства, теперь ее место дол­жен занимать тот или иной вариант эскизной компонов­ки. В таком рассмотрении анализируемые связи приоб­ретают существенно иное содержание. Если, например, прежде мы могли рассматривать тепловое воздействие среды на устройство лишь с общих позиций (так как знали лишь принципиальную схему будущего устрой­ства), то теперь появляются возможности более полного и глубокого рассмотрения тех же воздействий. В част­ности, может оказаться необходимым произвести учет тепловыделения элементов, находящихся внутри устрой­ства и уже предусмотренных компоновкой.

Точно так же следует рассмотреть условия работы предусмотренных компоновкой элементов, особо чувствительных к температурным воздействиям, т. е. элемен­тов, нуждающихся в обогреве, охлаждении или в стаби­лизации температурного режима. Необходимо далее выяснить, к каким последствиям может привести вре­менное отсутствие обогрева, охлаждения, стабилизации температуры этих элементов при различных условиях эксплуатации и на различных режимах. О тепловых воз­действиях при компоновке в свете требований надеж­ности можно было бы написать очень много, но и ска­занного достаточно, чтобы дать понятие о сложности их учета.

Вопросы герметизации и связь их с надежностью также принадлежат к числу тех, которые должны рас­сматриваться на этапе компоновки. Помещая аппара­туру в герметичные кожухи, можно, казалось бы, наилуч­шим способом защититься от вредных внешних воздей­ствий, но при этом нельзя забывать о целом ряде вы­зываемых герметизацией отрицательных факторов.

При тех или иных сочетаниях условий могут иметь место следующие отрицательные факторы гермети­зации:

ухудшение условий охлаждения;

усложнение защиты от вредных веществ, выде­ляющихся внутри самой аппаратуры;

усложнение и удорожание конструкции;

увеличение веса и габаритов;

трудности герметизации выводов (например, штеп­сельных разъемов).

О многих тонкостях, касающихся герметизации, мо­жет не подозревать даже опытный конструктор. Для иллюстрации можно привести следующий пример [1].

Уплотнительные прокладки, прижимаемые друг к другу крепежными деталями, обладают способностью «насасывать» наружный воздух внутрь герметизируемо­го объема (при хранении устройств в условиях перемен­ных температур). При повышении температуры давле­ние воздуха внутри кожуха повышается и некоторое количество воздуха через неизбежные неплотности в прокладках выходит наружу. Если в дальнейшем тем­пература внутри герметизированного объема падает, в нем создается разрежение, сопровождаемое засасы­ванием влажного наружного воздуха внутрь, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Периодические прогревы и охлаждения устройств могут быть связаны

как с изменениями внешней температуры, так и с вклю­чениями аппаратуры на испытания.

Таким образом, решение, касающееся герметизации, принимается на этапе компоновки с учетом множества -факторов. Какую бы группу взаимосвязей мы не рас­смотрели, везде существуют зависящие от компоновки тонкости, влияющие на надежность устройства.