М а т е р и а л ы X В с е р о с с и й с к о й н а у ч н о - п р а к т и ч е с к о й к о н ф е р е н ц и и
П о с в я щ а е т с я 1 0 0 - л е т и ю Р о с т и с л а в а Е в г е н ь е в и ч а А л е к с е е в а
403
Ключевые слова:
автономный источник, теплоизоляция, защита от
отрицательных температур, нестационарный тепловой режим.
Введение
Для обеспечения питания переносной пультовой аппаратуры необходим
автономный источник питания (ИП) с длительной сохранностью энергии и
работоспособностью в жестких режимах разряда в широком диапазоне
температур при обеспечении высокой механической прочности. Разработка ИП
велась в соответствии с техническим заданием на составную часть опытно-
конструкторской работы (ОКР). Целью выполнения составной части ОКР
являлась разработка ИП для питания переносной пультовой аппаратуры со
встроенным индикатором снятой ёмкости, взамен аккумуляторных батарей на
базе аккумуляторов КНП-А, применяемых для аналогичных целей.
Выбор способа теплоизоляции
В соответствии с ТЗ ИП должен быть работоспособным при температуре
окружающей среды от минус 50 до плюс 50 °С. АБ 23 НКМ-5, используемая в
ИП, обеспечивает электрические характеристики при температуре от 0 до плюс
50 °С. Время, в течение которого температура АБ достигнет 0 °С при
помещении ИП из среды с температурой плюс 20 °С в среду с температурой
минус 30 °С, должно быть не менее 2 ч. Срок хранения ИП должен быть не
менее 16 лет. ИП должен быть стоек к воздействию атмосферных выпадающих
осадков с интенсивностью от 3 до 7 мм/мин, быть работоспособным после
воздействия многократных механических ударов с ускорением 39 м/с
2
и после
падения с высоты 0,5 м. Для выполнения этих требований ТЗ АБ должна быть
помещена в кожух-корпус, имеющий соответствующую тепловую
проводимость, герметичность и достаточную прочность.
Для теплоизоляции АБ от внешней среды рассматривались как
материалы, разрешённые к применению отраслевым стандартом: пенопласт
ППС, полистирол ПСВ, пенополиуретан ППУ, войлок АТИМ, так и
применение готового корпуса - кейса «Корсар». Рабочая температура
пенополиуретана ППУ от минус 40 до плюс 100 °С и срок хранения не более
10 лет. Войлок имеет высокое водопоглощение, низкую стойкость к
воздействию плесневелых грибов, а также плотность 90 кг/м
3
(плотность
ППС17 равна 17 кг/м
3
). Кейс «Корсар» требовал значительных доработок для
установки индикатора снятой ёмкости. Выбор был сделан в пользу
полистирола вспенивающегося ПСВ-С, с формообразованием непосредственно
в металлический кожух. Как материал–заменитель выбран пенопласт
полистирольный плиточный ППС17 и ПС-1- 100 в виде пластин,
приклеиваемых к стенкам кожуха. Выбранные материалы имеют коэффициент
теплопроводности λ = 0,04 Вт/м·К.
В процессе проектирования рассматривались различные варианты
компоновки ИП. В результате был выбран вариант конструкции,
представленный на рисунке 1. Тепловая схема ИП представлена на рисунке 2. В
