Состав комплекта КД. Наряду со сложным творческим, мыслительным процессом в работе конструктора присутствует трудоемкая исполнительская часть - выполнение КД по строго регламентированным правилам. Конструкторские решения могут быть переданы в производство только после документального оформления, т. е. создания комплекта конструкторской документации. Состав комплекта, а также правила его оформления, выпуска и обращения с ним, включая коррекцию для внесения изменений, исправлений и дополнений, строго канонизированы. Это необходимо, чтобы исключить разночтения в документах и избежать больших затрат труда и материалов, которые неизбежны при ошибках и браке в случае не согласованных друг с другом и содержащих ошибки чертежей.
Различают следующие типы конструкторских документов: текстовой (содержащий в основном текст) и графический, содержащий изображение изделия (или его составных частей) и принципа его работы. Кроме того, к типам конструкторских документов относят единичный документ, содержащий данные об одном изделии, и групповой, содержащий данные о нескольких изделиях однотипного исполнения (ГОСТ 2,113-70).
В зависимости от способа выполнения и характера использования конструкторские документы имеют различные наименования: оригинал, подлинник, дубликат и копия.
Оригиналом называют первичный документ (так называемый белок), предназначенный для изготовления по нему подлинника и заверенный подписями лиц, ответственных за выпуск документа. Нормоконтролер ставит свою подпись на левом поле листа.
Подлинником называют документ, выполненный на материале, позволяющем многократное воспроизведение копий и компактное хранение в архиве, и воспроизведенный с оригинала. Воспроизведение осуществляется со всеми подписями, заверяющими оригинал. Нормоконтролер сличает подлинник с оригиналом во избежание технических дефектов, которые могли возникнуть при воспроизведении, и ставит свою подпись тушью в соответствующей графе основной надписи документа (помимо той, которая стояла на поле оригинала). После сдачи подлинника в архив оригинал может быть уничтожен.
Дубликат представляет собой копию подлинника, обеспечивающую идентичное воспроизведение подлинника и пригодную для снятия копий.
Копией называют документы, воспроизведенные с подлинника (дубликата) и предназначенные для непосредственного использования при разработке, в производстве, при эксплуатации и ремонте изделий. Копии существуют учтенные и неучтенные. Учтенными копиями называют документы, которые находятся на учете на предприятии - держателе подлинников, что обеспечивает отражение в них всех изменений, вносимых в подлинник.
Группа конструкторских графических документов обычно в себя включает: чертежи деталей, сборочные чертежи, чертеж общего вида, габаритный чертеж и электрические схемы - функциональную, принципиальную и схему соединений. Чертежом детали называют документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля. Сборочный чертеж (СБ) содержит изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для ее сборки и контроля. Чертеж, содержащий данные, определяющие конструкцию изделия в целом, взаимодействие его основных составных частей и поясняющий принцип работы изделия, называют чертежом общего вида (ВО). Габаритный чертеж (ГЧ) содержит упрощенное контурное изображение изделия (обводы) с габаритными, установочными и присоединительными размерами.
Схемы как конструкторские документы. Схемой называют графический конструкторский документ, содержащий условные изображения или обозначения частей изделия и связей между ними. Схемы по ГОСТ 2.701-76 обозначают шифром из двух знаков (цифра и буква). В зависимости от видов элементов и связей, входящих в состав конструкции, схемы подразделяются на следующие виды (с указанием первого знака шифра): электрические (Э), гидравлические (Г), пневматические (П), кинематические (К). В практике конструкторского проектирования РЭА в зависимости от основного назначения схемы подразделяют на типы (с указанием второго знака шифра): структурные (1), функциональные (2), принципиальные (3), соединений (4).
Наименование схемы определяется ее видом и типом. Например, схема ЭЗ называется «схема электрическая принципиальная», схема Э4 - «схема электрическая соединений» и т. д.
Структурной называют схему, определяющую основные функциональные части конструкции, их назначение и взаимосвязи. Эти схемы разрабатывают первыми, обычно на стадии технического предложения. Внешне похожая на нее функциональная схема разъясняет определенные процессы, протекающие в конструкции в целом или в отдельных ее функциональных цепях. Функциональные схемы применяют преимущественно для изучения принципов работы, а также при наладке, регулировке, контроле и ремонте.
Особое значение для конструкции РЭА имеет принципиальная схема, определяющая полный состав элементов и связей между ними, дающая детальное представление о принципе работы изделия. Согласно ГОСТ 2.702-75 на принципиальной схеме изображают все электрические элементы, необходимые для осуществления и контроля в изделии заданных электрических процессов, и все электрические связи между ними, а также электрические элементы (соединители, зажимы, колодки и другие соединительные устройства), которыми заканчиваются входные и выходные цепи.
На принципиальной схеме допускается изображать и другие соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые в изделии по конструктивным соображениям. На принципиальной схеме должны быть однозначно определены все элементы, входящие в состав изделия и изображенные на схеме, данные об элементах должны быть записаны в перечень элементов. При этом связь перечня с условными графическими обозначениями элементов должна осуществляться через позиционные обозначения. Перечень элементов помещают на первом листе схемы, над основной надписью или выполняют в виде отдельного документа, имеющего свое собственное обозначение. В обоих случаях перечень элементов оформляют в виде таблицы, заполняемой сверху вниз.
На принципиальной схеме около условных графических обозначений элементов, назначение или использование которых в условиях эксплуатации требует пояснения (переключатели, контрольные гнезда и т. п.), должны быть помещены соответствующие надписи. Надписи, предназначенные для нанесения на изделие, на схеме заключают в кавычки. Рекомендуется указывать технические требования к схемам: характеристики входных и выходных цепей изделия (частота, напряжение и т. д.), а также параметры, подлежащие измерению на контрольных гнездах. Эти требования помещают между основной надписью (штампом) и перечнем элементов на поле чертежа.
При проектировании изделия, в состав которого входит согласно структурной схеме несколько устройств (совокупность элементов, представляющая собой единую конструкцию, например блок, шкаф, модуль), для каждого устройства следует выполнять отдельную принципиальную схему. Это требование имеет особое значение в связи с вероятностью применения данного устройства в других изделиях.
Если в состав изделия входят устройства, имеющие собственные принципиальные схемы, то такие устройства в схеме изделия следует рассматривать как элементы. В этом случае детальный принцип работы изделия определяется совокупностью его принципиальной схемы и принципиальных схем устройств.
Схемой соединений называют схему, показывающую соединения составных частей изделия и определяющую провода, жгуты, кабели или трубопроводы (в гидравлических и пневматических схемах), которыми осуществляются эти соединения, а также места их присоединения и ввода (зажимы, разъемы, сальники, проходные изоляторы, гермовводы и т. п.). Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме соединений должно давать примерное представление об их действительном расположении в изделии. Должны быть указаны марки, сечения, расцветка проводов, марки кабелей, число, сечение и занятость жил. При большом количестве электрических соединений данные о проводах и кабелях, адреса их присоединения должны быть сведены в таблицу соединений, которую помещают на первом листе схемы над основной надписью или в виде отдельного документа по ГОСТ 2.701-76 или 2.702-75.
Комплект разрабатываемых схем для данного изделия определяется его особенностями. Число схем на конструкцию должно быть минимальным, но в совокупности они должны содержать сведения в объеме, достаточном для проектирования на данной стадии, изготовления, настройки, регулировки, эксплуатации и ремонта изделия. На стадиях технического предложения, эскизного и технического проектов номенклатура схем определяется необходимостью обеспечить последующую стадию проектирования достаточными исходными данными.
Текстовые конструкторские документы. В группе конструкторских текстовых документов содержится семь наименований: спецификация, ведомости, пояснительная записка (ПЗ), технические условия (ТУ), программа и методика испытаний (ПМ), патентный формуляр (ПФ), карта технического уровня и качества изделия (КУ).
Текстовые документы подразделяются на содержащие в основном сплошной текст (ПЗ, ТУ, ПМ, большинство эксплуатационных и ремонтных документов) и содержащие текст, разбитый на графы (ПФ, КУ, спецификация, ведомости и др.).
Спецификация (ГОСТ 2.108-68) является документом, определяющим состав сборочной единицы, комплекса или комплекта. Она необходима для изготовления и комплектования конструкторских документов, для планирования запуска изделия в производство. В ней в определенном порядке записаны: составляющие документы, комплексы, сборочные единицы и детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты (монтажных, сменных, запасных частей, инструмента, тары и т. д.).
Ведомости (восемь наименований) представляют собой выписки из комплекта конструкторских документов по выбранному признаку, для того чтобы можно было судить об изделии (и комплекте документов) именно по этому признаку. Ведомость спецификаций (ВС) есть документ, содержащий перечень всех спецификаций составных частей изделия с указанием их числа и входимости (ГОСТ 2.106-68). Ведомость ссылочных документов (ВД) содержит перечень документов, на которые имеются ссылки в конструкторских документах. Ведомость покупных изделий (ВП) содержит перечень покупных изделий, используемых в разрабатываемом изделии; ведомость согласования, применения покупных изделий (ВИ) содержит перечень тех покупных изделий, применение которых согласовано с разработчиком с целью обеспечения правильности их использования для достижения высокого качества разрабатываемых конструкций, как правило - при отклонениях от требований, указанных в ТУ на эти покупные изделия (ГОСТ 2.117-71).
Пояснительная записка (ГОСТ 2.106-68) есть документ, содержащий описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия, обоснование принятых при его разработке технических и технико-экономических решений. В общем случае пояснительная записка должна содержать разделы: введение, назначение, техническую характеристику, описание и обоснование конструкции, расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность конструкции, ожидаемые технико-экономические показатели, уровень унификации.
Технические условия (ГОСТ 2.114-70) должны содержать все требования (совокупность показателей, норм, правил и положений) к качеству изделия, методы контроля, правила приемки и поставки. В ТУ концентрируются и некоторые основные данные, изложенные в других технических документах, для того чтобы можно было рассматривать технические условия как главный официальный документ, согласованный с заказчиком, предприятием-изготовителем и утвержденный министерством. ТУ должны содержать вводную часть, технические требования, правила приемки, методы контроля, правила транспортирования и хранения, указания по эксплуатации, гарантии поставщика.
Программа и методика испытаний (ГОСТ 2.106-68) есть текстовой документ, содержащий данные, подлежащие проверке при испытании изделия, порядок и методы контроля. Этот документ должен предусматривать проверку соответствия изделия чертежам, техническим требованиям, паспортным данным и метрологическим нормам, определение показателей качества и надежности изделия, проверку обеспечения стабильности работы, удобства обслуживания и проведения ремонта, проверку комплектности изделия, соответствия требованиям техники безопасности, устанавливать продолжительность и режим испытаний, необходимые замеры, схемы и средства контроля, значения предельных отклонений.
Патентный формуляр - ПФ (ГОСТ 2.110-68) содержит сведения о патентной чистоте изделия, а также о созданных и использованных при его разработке отечественных изобретениях. ПФ составляют на рабочих стадиях для оценки патентной чистоты и охраноспособности.
Эксплуатационные и ремонтные документы. Эксплуатационные документы (ГОСТ 2.601-68) предназначены для использования во время эксплуатации РЭА, при обслуживании и ремонте в условиях эксплуатации (т. е. не на специализированном ремонтном заводе). Эти документы включают в себя пять наименований: техническое описание, инструкцию по эксплуатации, формуляр, паспорт, ведомости ЗИП.
Техническое описание (ТО) предназначено для изучения изделия и должно содержать сведения об устройстве, принципе действия, технические характеристики и другие данные, необходимые для изучения и обеспечения полного использования технических возможностей изделия при правильной эксплуатации. Инструкция по эксплуатации (ИЭ) содержит правила обращения с изделием при хранении, транспортировании, подготовке к работе и использовании по прямому назначению. Кроме того, ИЭ содержит дополнительные сведения для поддержания изделия в постоянной готовности к действию. Начало эксплуатации изделия отсчитывается с момента отправки изделия потребителю с предприятия-изготовителя. В указаниях по разборке, настройке, проверке изделия смысловой глагол в повелительном наклонении должен стоять на первом месте: «Включите», «Смажьте» и т. д. Документ ИЭ может объединяться с ТО. Объединенный документ выпускается под наименованием «Техническое описание и инструкция по эксплуатации» (шифр ТО).
Формуляр (ФО) составляют на изделия, для которых необходимо вести учет их технического состояния (время работы, неисправности, виды ремонта и др.). ФО удостоверяет гарантированные предприятием-изготовителем основные показатели качества и технические характеристики изделия и включает в себя разделы для внесения сведений о техническом состоянии данного изделия в течение срока службы.
Паспорт (ПС) является документом, удостоверяющим гарантированные предприятием основные показатели качества и характеристики изделия, а также гарантийные обязательства и сведения о рекламациях. Ряд разделов паспорта по содержанию совпадает с разделами ФО, но в паспорте нет сведений о текущем состоянии изделия на данный момент, что есть в ФО. ФО и ПС никогда не объединяют, так как у этих документов разные задачи. Для не очень сложных изделий паспорт часто объединяют с ТО и ИЭ, выпуская объединенный документ под шифром ПС. В этом случае содержание ПС разбивают на разделы: назначение изделия, технические характеристики, состав изделия и комплект поставки, устройство и принцип работы, указания мер безопасности, подготовка к работе и порядок работы, техническое обслуживание, характерные неисправности и их устранение, свидетельство о приемке, гарантийные обязательства, сведения о консервации и упаковке.
Ведомость ЗИП устанавливает номенклатуру, назначение, количество и место укладки ЗИП. ЗИП предназначен для эксплуатации и ремонта данного изделия. Различают три вида основного комплекта ЗИП в зависимости от их значения и особенностей использования: одиночный, групповой и ремонтный. Одиночный комплект поставляют с каждым изделием для использования на месте эксплуатации. Групповой комплект поставляется самостоятельно, отдельно от изделий. Он предназначен для обеспечения нескольких изделий (группы), его хранят на базе или складе. Ремонтный комплект также поставляют самостоятельно, как и групповой, но он предназначен для среднего и капитального ремонта. Документ ЗИП должен состоять из разделов: запасные части, инструмент, принадлежности, материалы. В разделе «Запасные части» выделяется подраздел «Крепежные детали», в разделе «Принадлежности» - подраздел «Контрольно-измерительная аппаратура». В пределах каждого раздела наименования составных частей записываются в алфавитном порядке.
Ремонтные документы (ГОСТ 2.602-68) выпускают только для среднего и капитального ремонта. Текущий ремонт производят по эксплуатационным документам на основе рабочей конструкторской документации, так же как изделия единичного и опытного производства. Средний и капитальный ремонт производят на специализированных предприятиях, поэтому ремонтные документы предназначены для этих случаев. Основным ремонтным документом является общее руководство по ремонту, составляемое для класса или группы однотипных изделий. Оно имеет шифр СО для среднего ремонта и КО - для капитального.
Внесение изменений в конструкторскую документацию. Общие условия внесения изменений. В процессе внедрения, освоения и производства изделий возникает необходимость внести изменения в КД. Под изменением КД понимают любое исправление, исключение или добавление данных без изменения обозначения документа. Внесение изменений в графические и текстовые документы регламентировано ГОСТ 2.503-74, в документы на перфоносителях - ГОСТ 2.034-77. Вся сложность методики внесения изменений вызвана тем фактом, что конструкторские, документы существуют не в одном экземпляре (подлинники, дубликаты и копии) и надо обеспечить внесение изменений заведомо во все экземпляры.
Изменения должны вноситься в графическую, текстовую конструкторскую документацию при обнаружении любой ошибки.
Изменения в КД нельзя вносить, если: 1) после изменения не сохраняется взаимозаменяемость с этим же изделием, выпущенным ранее; 2) изменяемый документ заимствован для других изделий и вносимые в него изменения недопустимы для этих изделий. В таких случаях выпускают КД под новым номером и с новым обозначением. Изменения должны вноситься во все взаимосвязанные документы.
Следует вносить изменения, вызванные изменением стандартов и технических условий на материалы и комплектующие изделия. К сожалению, изменений такого характера очень много. Чтобы снизить трудоемкость внесения изменений, допускается такие изменения не вносить до тех пор, пока подлинники не подвергнутся переизданию. Но это допускается в тех случаях, когда сохраняется марка материала, а измененная характеристика качества и параметры, определяющие взаимозаменяемость, отвечают требованиям.
Изменение и аннулирование КД производятся на всех рабочих стадиях. Изменения вносят путем выпуска извещений, составляемых по известным правилам, что само по себе трудоемко, но необходимо для обеспечения порядка и полного охвата всех взаимосвязанных документов. Как исключение, для сокращения цикла разработка - внедрение и снижения трудоемкости конструкторских работ на стадии опытного образца допускается вносить изменения без выпуска извещений. При этом принимается во внимание, что КД на опытный образец имеет узкоцелевое назначение (для изготовления образца с целью проверки работоспособности конструкции), не подлежит заимствованию на этой стадии отработки конструкции и хранится не в бюро (отделе) технической документации (главном архиве), а в промежуточном архиве конструкторского подразделения, разрабатывающего опытный образец.
Два вида извещений. Предусмотрено применение извещений двух видов: извещений об изменении (основной вид документа) и предварительных извещений.
Извещением об изменении называют документ, содержащий сведения, необходимые для внесения изменений в КД, для замены или аннулирования КД. В этом документе должны быть указаны причины и сроки внесения изменений и даны сведения об использовании задела в производстве. Извещение об изменении выпускается предприятием - держателем подлинников (ГОСТ 2.503-74). На бланке извещения, если изменение можно понять неоднозначно или его вносят подчисткой (смывкой), приводят содержание изменяемого участка документа до и после внесения изменений с указанием: «Имеется» и «Должно быть».
Предварительное извещение об изменении (ПИ) является временным документом для внесения изменений в копии, находящиеся в производстве. ПИ действует до погашения его извещением об изменении. Из самого названия ПИ следует временность действия (до трех месяцев). Их направляют на предприятие - держатель подлинников для оформления этим предприятием (если оно будет с этим согласно) извещения об изменении. Извещения об изменении может оформлять только предприятие - держатель подлинников, и только ему разрешено вносить изменения в подлинники, тогда как в копии, находящиеся в производстве, изменения может вносить сам конструктор - разработчик этой детали или узла. Это личное право предоставляется конструктору при обнаружении ошибки, чтобы сократить непроизводительные затраты. Конструктор вносит исправления за своей подписью с записью в журнале замечаний, который ведут на производстве по данному изделию, с последующим выпуском извещения об изменении. Следует подчеркнуть, что такие изменения может вносить только лично разработчик, подписавший в свое время данный чертеж, а не какое-либо другое лицо. Это необходимо, чтобы устранить безответственность.
Правила внесения изменений в подлинники. Изменения в подлинниках должны выполняться зачеркиванием тонкими линиями размеров, слов, знаков так, чтобы можно было прочесть зачеркнутое. Рядом с зачеркнутым проставляют новые данные. Если изменению подлежит графическое изображение, то изменяемую часть обводят тонкой замкнутой линией и крестообразно перечеркивают. Измененный участок изображения выполняют на свободном поле чертежа (ГОСТ 2.503-74, п. 3.4). Над измененным участком делают надпись «Взамен перечеркнутого». Если изменяется все изображение, то его перечеркивают и выполняют заново.
Около каждого изменения, в том числе около места, исправленного меткой (смывкой), за пределами изображения наносят порядковый Номер изменения в кружке диаметром 6 мм и соединяют этот кружок сплошными линиями с изменяемыми участками. При внесении изменений в текст линий от кружков не проводят, а в каждой изменяемой строке проставляют в кружке на поле номер изменения.
Изменения на каждый документ оформляют, как правило, отдельным извещением, в котором, кроме существа изменения, указывается причина, срок внесения в КД и срок внедрения в производство, указывается, как поступить с имеющимся заделом в производстве (задел доработать, задел не использовать, на заделе не отражается).
Возможным причинам изменений для краткости записи присваиваются шифры:
Причина изменения Шифр
Конструктивные улучшения 1
Технологические улучшения 2
Стандартизация и унификация 3
Внедрение и изменение НТД, 4
изменение условий поставки
материалов и комплектующих изделий
Результаты испытаний 5
Изменение литерности 6
Устранение ошибок 7
Резерв 8
Требования заказчика 9
Прочие причины 10
Тема 3. Общие физические проблемы,
возникающие при конструировании РЭА.
Классификация РЭА по категориям, классам и группам. Конструкции РЭА различного назначения, устанавливаемые на различные объекты техники - так называемые носители, имеют особенности, вытекающие из специфики назначения и условий эксплуатации.
По мере развития миниатюризации происходит уменьшение габаритов и массы РЭА, приводящее к стиранию резких граней между конструкциями РЭА различного назначения, устанавливаемыми на различных объектах, т. е. к универсализации. Универсализация предполагает разработку конструкций, пригодных для работы на любых объектах и в любых условиях. Универсальная конструкция должна обладать функциональной избыточностью и соответствовать наиболее жестким условиям из всех возможных условий применения. Это может быть оправдано в тех случаях, когда достигается простыми средствами и позволяет значительно увеличить масштаб производства.
Для РЭА, функциональное назначение которой существенно связано с объектом установки, универсализация не всегда оправдана. Поэтому при конструировании РЭА наряду с универсализацией сохраняет значение специализация конструкций. Специализация РЭА обусловлена тем, что объект установки задает специальное функциональное назначение для РЭА данной категории, класса или группы.
Категории характеризуют РЭА по продолжительности работы. Различают четыре категории РЭА: многократного, однократного, непрерывного и общего применения. РЭА категории многократного применения способна выполнять свои функции несколько раз по мере необходимости, однократного — один раз за период эксплуатации. РЭА непрерывного применения предназначена для непрерывной работы все время, за исключением плановых и вынужденных перерывов в работе. РЭА общего применения работает в смешанном режиме, как, например, бытовая РЭА.
Классы подразделяют РЭА по трем глобальным зонам использования: наземная РЭА (суша), морская (океан), бортовая (воздушное и космическое пространство).
Внутри классов будем различать специализированные группы в зависимости от объекта установки.
Класс 1 — наземная РЭА. Класс наземной РЭА включает в себя три основные группы: стационарная, для подвижных объектов, носимая РЭА - и дополнительную группу бытовая РЭА.
При конструировании РЭА наземного класса возникает общая задача защиты от вибраций, ударов, пыли в условиях нормального а4тмосферного давления.
Стационарная РЭА характеризуется: 1) особой продолжительностью эксплуатации и необходимостью постепенной модернизации; 2) работой в помещении с нормальными климатическими условиями: температурой (25±10)°С, относительной влажностью (65±15)%, атмосферным давлением (1033±30) гПа; 3) отсутствием механических перегрузок во время работы; 4) транспортированием в амортизирующей упаковке; 5) хранением в складских условиях в климатических зонах изготовителя и потребителя; 6) высокой ремонтопригодностью при ремонте на месте установки.
Для стационарной РЭА имеются ограничения (ГОСТ 12863-67) на габариты и массу одной стойки или шкафа, определяемые удобством транспортирования, выгрузки, передвижения внутри помещения и т. п.
При конструировании РЭА необходимо предусматривать возможность их постепенной модернизации. Конструкция должна допускать модернизацию путем незначительного усовершенствования, замены отдельных блоков или введения приставок. Иначе говоря, конструкция должна обеспечивать на длительный период (иногда десятилетия) совместимость устаревшей, но еще работающей РЭА с новой РЭА. Однако конструирование предполагает и периоды полной смены всей РЭА, когда дальнейшее постепенное добавление модернизированных частей невозможно.
Разновидностью стационарной РЭА является подгруппа переносной РЭА, к которой относят лабораторную, медицинскую и иную РЭА. Объектом установки является поверхность стола, пола и т. п. Переносная РЭА всегда работает в комнатных условиях и не должна работать во время переноса с места на место. Перенос должен осуществляться, как правило, одним - двумя человеками.
Группа РЭА для подвижных объектов отличается тремя особенностями. Первая - повышенные требования к защите от вибраций и ударов, включая необходимость работы в условиях механических воздействий. Вторая особенность состоит в требовании к конструкции допускать погрузку и разгрузку легко расчленяемых частей силами двух человек. Третья особенность относится к усиленному воздействию абразивной дорожной пыли.
К РЭА для подвижных объектов относят мобильные связные, радиолокационные и пеленгаторные станции, диспетчерские станции строительных, сельскохозяйственных и транспортных предприятий, включая железнодорожный транспорт, передвижные телевизионные студии, автомобильные приемники и магнитофоны и пр.
Общая масса комплекса РЭА для одной грузовой автомашины должна составлять примерно 2/3 ее грузоподъемности; остальная 1/3 идет на запас для проезда по плохим дорогам, на ЗИП и бытовое оборудование операторов. Масса каждого моноблока не должна превышать 60 кг для осуществления демонтажа с автомашины в аварийных условиях.
В отличие от сложных комплексов, устанавливаемых на подвижных наземных объектах и не рассчитанных на работу во время движения объекта, связные радиостанции диспетчерской службы на транспортных средствах должны работать во время движения, т. е. при усиленном воздействии ударов и вибраций, обильной пыли и избыточной влажности.
Носимая РЭА характеризуется размещением ее на человеке и необходимостью защиты от случайных значительных ударов, неизбежных в полевых условиях (геологоразведка или другое применение). К носимой РЭА относятся станции ближней связи, портативные радиопеленгаторы, некоторые виды медицинской аппаратуры. Требование пространственной совместимости совпадает с эргономическими требованиями. Один человек может носить продолжительное время за плечами 10 кг, на ремне через плечо 3 кг, в кармане 0,7 кг. Важность миниатюризации в этом случае проявляется наиболее весомо. Кроме общих климатических требований, при работе носимой РЭА добавляются усложненные условия в холодное время года, связанные с конденсацией росы в результате отпотевания при внесении с холодного воздуха в теплое помещение. Характерным для носимой РЭА является большая зависимость конструкции от габаритов и массы источников питания. Носимую РЭА для полевых условий выполняют в герметичном корпусе.
Бытовая РЭА отличается следующими тремя особенностями: повышенным эстетическим значением внешнего вида и акустических данных, приспособленностью к эксплуатации совершенно неподготовленным человеком, массовостью производства и определяющим значением стоимости. Для поддержания спроса у населения используют три главных пути в развитии конструкций бытовой РЭА: 1) создание принципиально новой РЭА, вызывающее новые потребности у населения, не зависящее от наличия у потенциальных покупателей старых конструкций РЭА; 2) совершенствование ранее выпускавшихся конструкций с целью максимальной автоматизации управления и улучшения характеристик; 3) повышение технологичности с целью снижения стоимости.
Особое значение имеют вопросы технической эстетики. Мода, вкусы людей меняются часто, иногда раньше, чем РЭА стареет по своим техническим показателям. Поэтому наблюдается тенденция к конструированию бытовой РЭА в максимально скромном, профессиональном исполнении, а также в виде взаимодополняющих конструктивно и эстетически согласованных устройств - модулей. В таком случае потребитель может докупать аппаратуру постепенно и не дублируя ее. Например, потребителю во многих случаях достаточно иметь один общий высококачественный акустический агрегат для проигрывания пластинок, для магнитофона, радиоприемника и телевизора. Тогда модуль акустического агрегата должен сопрягаться (электрически и конструктивно) с модулем проигрывателя (рекордера), модулем приемника, магнитофона, телевизора, которые могут не содержать акустической части, что дешевле.
Комплексная миниатюризация способствует развитию модульного построения бытовых радиоэлектронных систем с одновременным отказом от выполнения аппаратуры в виде «радиомебели» и переходом на настенное размещение. Проигрыватель, магнитофон, шкалу приемника устанавливают на книжных полках. Акустические излучатели размещают под потолком, плоский телевизор - на стене.
Класс 2 — морская РЭА. Этот класс включает в себя три основные группы: судовую, корабельную и буйковую РЭА - и отличается тремя особенностями:
1) комплексное воздействие климатических и механических факторов: 100 %-ная влажность при повышенной температуре и солевом тумане в сочетании с непрерывной вибрацией от двигателей, ударными перегрузками и линейными ускорениями;
2) длительное автономное плаванье с отрывом от ремонтных баз;
3) акустические, магнитные и радиационные воздействия.
Морская среда, окружающая судно, является постоянно действующим фактором, опасным для РЭА, Соленость океанской воды велика, достигает 35 г солей на 1 л. Это обстоятельство активизирует разрушительные физико-химические процессы, протекающие при воздействии влаги на металлические и изоляционные материалы, входящие в состав РЭА. Морская РЭА должна разрабатываться в тропическом исполнении, предусматривать коррозионную стойкость и плеснестойкость. Кроме того, на случай прямого попадания воды должна обеспечиваться водозащищенность и брызгозащищенность. Прямое воздействие воды наблюдается во время штормов, в аварийных ситуациях, при противопожарном и противорадиоактивном самоорошении помещений. В ряде случаев морская РЭА предназначается для работы в погруженном в воду состоянии. Судовая и корабельная РЭА обладает следующими классобразующими признаками:
1) высоким уровнем типизации в целях упрощения материально-технического снабжения судов запасными узлами;
2) возможностью ремонта на месте установки при минимальном количестве персонала и ограниченных контрольно-измерительных и ремонтных средствах без захода на ремонтную базу;
3) необходимостью учета ограниченности размеров люков и проходов на судне;
4) защищенностью от сильных высокочастотных и низкочастотных (работа гидроакустических станций) электромагнитных полей;
5) вибростойкостью (работа механизмов) и ударостойкостью при ударах волн и при стрельбах (для корабельной РЭА, имеющей ракетное, торпедное, артиллерийское вооружение), стойкостью к ускорениям, возникающим при качке.
Судовая РЭА устанавливается на пассажирские, грузовые суда (сухогрузные, наливные, промысловые, буксиры, ледоколы и др.), корабельная - на надводные корабли и подводные лодки. Кроме РЭА связи, на судах, надводных кораблях и подводных лодках размещены радиотехнические средства кораблевождения, к которым относятся средства коррекции корабельных навигационных систем' (радионавигационные и радиолокационные станции, радиомаяки), навигационные гидроакустические и телевизионные средства наблюдения (эхолоты, гидроакустические станции) и т. д. Разнообразие РЭА, сосредоточенной на судне или корабле, затрудняет снабжение запасными узлами. Особое внимание при конструировании судовой и корабельной РЭА должно уделяться стойкости при ударах. Радиолокационные установки, устройства передачи сигналов бедствия и т. д. должны сохранять работоспособность в случае повреждения самого судна или корабля в результате столкновения или других аварийных ситуаций.
Ограниченные габариты рубок, предназначенных для размещения РЭА, должны учитываться конструктором при обеспечении требуемой ремонтопригодности на месте установки РЭА.
В благоприятных условиях находится связная РЭА, размещаемая в радиорубке. Согласно международным правилам, в радиорубке должна быть вентиляция, обеспечивающая 20 обменов воздуха в час, и должна поддерживаться температура от 18 до 23 °С.
Автоматизированную РЭА устанавливают в необитаемых помещениях (отсеки, трюмы), где климатические условия тяжелые. Часть специальной корабельной РЭА размещается на открытой палубе или за бортом ниже ватерлинии.
Обеспечение электромагнитной совместимости является одной из сложных задач, возникающих при размещении судовой и корабельной РЭА. Эффективно обеспечить совместимость можно только принятием мер при конструировании самого судна. Для соединений между стойками должен применяться экранированный кабель. Броня кабеля заземляется через небольшие интервалы по всей длине. Радиорубка должна представлять собой тщательно экранированное помещение.
Буйковая РЭА служит навигационным и другим целям и характеризуется: 1) особой продолжительностью необслуживаемой эксплуатации; 2) воздействием сильных ударов, связанных с волнением моря и с постановкой буя способом сбрасывания.
Температурные условия для буйковой РЭА считаются хорошими благодаря интенсивному теплоотводу от корпуса. К группе буйковой РЭА следует относить переносные радиостанции спасательных средств. Спасательная РЭА должна выполняться в легком герметическом корпусе, стойком к соленой воде, обладать дополнительной плавучестью и выдерживать без повреждения удар о воду при сбрасывании с высоты 10 м.
Класс 3 - бортовая РЭА. Этот класс включает в себя группы авиационной, космической и ракетной техники. Бортовой называют РЭА, устанавливаемую на летательных объектах. Постоянная потребность в усложнении функций РЭА бортового класса ограничивается возможностями летательных объектов по массогабаритным показателям, поэтому уменьшение габаритов и массы бортовой РЭА принято считать первой задачей при конструировании. Вторая задача связана с необходимостью для бортовой РЭА, располагаемой вне гермоотсека, работать в условиях разреженной атмосферы. На большой высоте воздух разрежен (на высоте 26 км—до 2 кПа), что приводит к снижению его электрической прочности. На участках конструкции, имеющих острые углы и находящихся под высоким потенциалом, возможно коронирование. Герметизированная РЭА, расположенная вне гермоотсека, испытывает внутренние разрывающие усилия. Томимо названных двух общих задач, стоящих при конструировании бортовой РЭА и являющихся классобразующими признаками, каждая группа имеет особенности.
Вертолетная и самолетная РЭА характеризуется относительной кратковременностью непрерывной работы, измеряемой часами. В остальное время РЭА находится под контролем персонала ремонтной базы: подвергается периодическому осмотру и контролю, перед каждым вылетом производится предполетная проверка. Конструкция такой РЭА должна обеспечивать свободный доступ к внутренним частям для уменьшения времени на поиск неисправности. Чем меньше времени расходуется на предполетную проверку, тем больше экономический эффект от эксплуатации самолетов гражданского воздушного флота. Отсюда вытекает требование высокой контролепригодности и ремонтопригодности конструкции.
Температура корпуса самолета изменяется в широких приделах. Летом на аэродроме в южных районах корпус нагревается более чем до 50° С. При взлете и подъеме температура резко падает, достигая -500 С на высоте 10 км. На сверхзвуковых самолетах при полете в плотных слоях атмосферы корпус может нагреваться до 150° С. В результате РЭА, расположенная вне гермоотсека, испытывает тепловые удары.
Вибрационные ударные и линейные перегрузки для конструкций РЭА самолетной группы значительны.
Во всех случаях задается диапазон частот вибрации. Нижние частоты возникают во время движения самолета по взлетно-посадочной полосе, а верхние связаны с работой двигателя. На взлете и посадке образуются ударные перегрузки с хаотическим чередованием ударов. При любом изменении скорости возникают линейные перегрузки.
В процессе полета летчик непрерывно поддерживает радиосвязь с диспетчерами. Он должен быть информирован о зонах грозовой облачности, местонахождении других самолетов и т. д. Весь посадочный маневр осуществляется с помощью радиотехнических систем посадки. Результаты работы РЭА используются летчиком или штурманом, для которых эти результаты - не цель действий, а только средство для выполнения другой задачи. Следовательно, РЭА должна работать автоматически, самостоятельно обрабатывать результаты и выдавать их в виде, удобном для быстрого восприятия: отклонение стрелки влево – вправо, зажигание сигнала, совмещение визиров.
Разрабатывая конструкцию самолетной РЭА, нужно иметь в виду, что заняты не только зрение, слух и руки летчика, но и ограничено место, где могут быть установлены органы управления и средства отображения информации.
Блоки самолетной РЭА приходится выносить в те места самолета, где есть удобный доступ для смены и осмотра. Поэтому характерной особенностью являются коммуникации дистанционного управления. На самолетах и вертолетах отведены радиоотсеки, где РЭА компонуется в виде стоек или на монтажных рамах.
К космической и ракетной РЭА, помимо общих требований к бортовому классу, предъявляют дополнительные требования: 1) особой ограниченности объема и массы в связи с необходимостью иметь минимальную стартовую массу ракеты-носителя; 2) чрезвычайно высокой безотказности; 3) высокой ремонтопригодности в предстартовый период; 4) совместного действия вибрационных и линейных нагрузок во время старта.
Следует особо отметить требования к безотказности во время полета и к ремонтопригодности в предстартовый период. Практически любые/затраты на повышение этих показателей будут малы по сравнению с общей стоимостью запуска космического корабля. Весь успех космической экспедиции в конечном счете определяется безотказностью работы РЭА. Поэтому функциональные узлы многих систем должны иметь резервирование. Резервирование включается как автоматически, так и экипажем. Для определения вышедшего из строя блока космонавты наблюдают за бортовыми индикаторами и принимают решение о переключении на резервный блок. Переключение должно производиться одним движением. Пульт управления в кабине космического корабля напоминает самолетный, но проектируется с учетом состояния невесомости оператора.
РЭА искусственных спутников Земли относится к группе космической, но является необслуживаемой. Эта аппаратура характеризуется:
1) особой продолжительностью эксплуатации без обслуживания (годы); 2) работой в условиях атмосферы с постоянным газовым составом низкой влажности или в вакууме; 3) циклическим изменением температуры; 4) отсутствием механических нагрузок во время работы; 5) опасностью воздействия радиации.
Спутник представляет собой контейнер, заполненный РЭА и физическими приборами, которые служат датчиками для РЭА. Источником питания являются химические элементы, работающие совместно с солнечными батареями, установленными на раскрывающихся створках большой площади.
Дополнительные отличительные черты ракетной РЭА: 1) разовость использования; 2) необходимость в особой кратковременности предстартовой проверки и высокой ремонтопригодности в предстартовых условиях; 3) работа в условиях быстрого возрастания окружающей температуры на обшивке ракеты — до нескольких сотен градусов; 4) длительная сохраняемость при многолетнем хранении; 5) большие ударные нагрузки. Для того чтобы измерять режим и производить подстройку непосредственно перед пуском, в конструкции ракетной РЭА должно быть предусмотрено дистанционное управление с выводом контрольных точек на корпус ракеты в места, удобные для доступа. Для полного использования объема отсека, выделяемого на малых ракетах, РЭА имеет вид цилиндра.
Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP) ГОСТ 14254-96 (МЭК 529)
Примеры записи в коде IP: IPXX, IPX5, IP52, IP03, IP40
X - отсутствует необходимость нормирования.
О - нет защиты.
Степени защиты от внешних твердых предметов, обозначаемые первой характеристической цифрой | Степени защиты от воды, обозначаемые с помощью второй характеристической цифрой |
1Х – защищено от внешних твердых предметов диаметром больше или равным 50 мм; | Х1 – защищено от вертикально падающих капель воды; |
2Х – то же, но 12,5 мм; | Х2 – то же, но когда оболочка отклонена на угол 15; |
3Х - то же, но 2,5 мм; | Х3 – защищено от воды, падающей в виде дождя; |
4Х - то же, но 1,0 мм; | Х4 – защищено от сплошного обрызгивания; |
5Х – пылезащищено – проникновение пыли исключено не полностью, однако пыль не должна проникать в количестве, достаточном для нарушения нормальной работы оборудования или снижения его безопасности; | Х5 – защищено от водяных струй; |
6Х – пыленепроницаемо – пыль не проникает в оболочку. | Х6 – то же, но от сильных водяных струй; |
Х7 – защищено от воздействия воды при временном (непродолжительном) погружении в воду; | |
Х8 – защищено от воздействия воды при длительном погружении в воду. |