RU43681U1

RU43681U1 - ON-BOARD DEVICE FOR PROTECTION OF MICROELECTRONIC RECORDER

Info

Publication number: RU43681U1
Application number: RU2004129069/22U
Authority: RU
Inventors: Е.Ф. Фурмаков; О.Ф. Петров; Ю.В. Маслов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Техприбор"
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Полезная модель относится к средствам защиты микроэлектронных регистраторов информации и может быть использовано в защищенных бортовых накопителях полетной информации самолетов и вертолетов. Бортовое устройство для защиты микроэлектронного регистратора позволяет обеспечить сохранность микроэлектронного регистратора при комплексном воздействии на него внешних разрушающих факторов: механических ударов, перегрузок, вибровоздействий, статических давлений, а также огневых факторов с временем воздействия до 1 часа при всестороннем охвате пламенем с температурой до 1100°С. Помимо этого, полезная модель обеспечивает сохранность накопленной информации после длительного, до 10 часов, воздействия тлеющего горения с температурой до 260°С. Защита микроэлектронного оборудования от разрушающих факторов, согласно полезной модели, осуществляется посредством многослойной оболочки, содержащей последовательно расположенные вглубь защитные слои: наружный, промежуточный и внутренний, причем каждый слой выполняет определенную защитную функцию. Наружный слой предназначен для обеспечения ударожаропрочности защитной оболочки за счет высокой механической и тепловой стойкости металлов, из которых изготовлен наружный слой. Промежуточный слой, предназначенный для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора, выполняет функции теплоизолятора за счет низкой теплопроводности огнеупорного сухого пористого материала, формирующего этот слой. Внутренний слой обеспечивает активную теплозащиту микроэлектронного регистратора.The utility model relates to the means of protecting microelectronic information recorders and can be used in protected airborne flight information storage devices for aircraft and helicopters. The on-board device for protecting the microelectronic recorder allows you to ensure the safety of the microelectronic recorder when exposed to external destructive factors: mechanical shocks, overloads, vibration, static pressures, as well as fire factors with exposure time up to 1 hour with comprehensive flame coverage with temperatures up to 1100 ° С . In addition, the utility model ensures the safety of the accumulated information after a long, up to 10 hours, exposure to smoldering combustion with a temperature of up to 260 ° C. Protection of microelectronic equipment from destructive factors, according to the utility model, is carried out by means of a multilayer shell containing protective layers successively located in depth: outer, intermediate and inner, each layer having a specific protective function. The outer layer is designed to provide shock and heat resistance of the protective shell due to the high mechanical and thermal resistance of the metals of which the outer layer is made. The intermediate layer, designed for passive thermal protection of the stored microelectronic recorder, acts as a heat insulator due to the low thermal conductivity of the refractory dry porous material forming this layer. The inner layer provides active thermal protection of the microelectronic recorder.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к средствам защиты микроэлектронного оборудования от внешних разрушающих факторов, таких, как высокотемпературные огневые воздействия, ударные перегрузки, статические давления, а также от длительного воздействия повышенной температуры, и может быть использовано, например, при создании защищенных бортовых накопителей полетной информации для самолетов и вертолетов, а также защищенных накопителей информации для других транспортных средств: тепловозов, судов, автомобилей и пр.The proposed utility model relates to the protection of microelectronic equipment from external destructive factors, such as high-temperature fire, shock overload, static pressure, and also from prolonged exposure to elevated temperature, and can be used, for example, to create protected on-board flight information storage devices for airplanes and helicopters, as well as secure storage devices for other vehicles: diesel locomotives, ships, cars, etc.

Известно устройство для защиты микроэлектронного оборудования от воздействия высокой температуры (см. патент РФ №2042294, Н 05 К 7/20, 1995 г.).A device is known for protecting microelectronic equipment from high temperatures (see RF patent No. 2042294, H 05 K 7/20, 1995).

В известном устройстве защищаемый микроэлектронный регистратор размещен в герметичном контейнере, соединенном с системой подачи и циркуляции охлаждающей диэлектрической жидкости, испарение которой на внутренних поверхностях стенок герметичного контейнера и наружных поверхностях микроэлектронного регистратора приводит к охлаждению последнего и защищает его от перегрева.In the known device, the protected microelectronic recorder is placed in an airtight container connected to the supply and circulation system of a cooling dielectric fluid, the evaporation of which on the inner surfaces of the walls of the sealed container and the outer surfaces of the microelectronic recorder leads to cooling of the latter and protects it from overheating.

Недостатком известного устройства является необходимость использования дополнительной системы подачи и циркуляции охлаждающей жидкости, что увеличивает размеры защитного устройства, снижает его надежность и затрудняет использование в качестве бортовой аппаратуры транспортного средства.A disadvantage of the known device is the need to use an additional system for supplying and circulating coolant, which increases the size of the protective device, reduces its reliability and makes it difficult to use the vehicle as on-board equipment.

Также известно устройство для механической и тепловой защиты микроэлектронного оборудования, представляющее собой блок накопления информации БНИ, входящий в состав системы диагностики и контроля СДК-8, предназначенной для регистрации полетной информации вертолетов (см. Руководство по технической эксплуатации 6Т1.412.001РЭ. Система диагностики A device for mechanical and thermal protection of microelectronic equipment is also known, which is a BNI information storage unit that is part of the SDK-8 diagnostic and control system for recording flight information of helicopters (see Technical Manual 6T1.412.001RE. Diagnostic System

и контроля СДК-8, с.32. Изд. ОАО «Техприбор», СПб, 2001 г.).and control SDK-8, p.32. Ed. JSC Techpribor, St. Petersburg, 2001).

Указанное устройство представляет собой защитную слоистую оболочку, окружающую защищаемый объем, в котором размещен сохраняемый микроэлектронный регистратор - твердотельная карта памяти, предназначенная для регистрации полетной информации вертолета.The specified device is a protective layered shell surrounding the protected volume, in which the stored microelectronic recorder is located - a solid-state memory card designed to record helicopter flight information.

Защитная слоистая оболочка состоит из внешнего кожуха блока и двух защитных слоев: наружного и внутреннего, каждый из которых выполняет определенную защитную функцию. Наружный слой защитной оболочки, выполненный из огнестойкого теплоизолирующего пористого материала, предназначен для пассивной теплозащиты сохраняемого регистратора после аварии вертолета, сопровождаемой пожаром, при воздействии на блок внешнего одностороннего теплового потока с температурой пламени до 1100°С.The protective laminate consists of an outer casing of the block and two protective layers: outer and inner, each of which performs a specific protective function. The outer layer of the protective shell made of flame-retardant heat-insulating porous material is intended for passive heat protection of the stored recorder after a helicopter accident accompanied by a fire when an external one-way heat flow with a flame temperature of up to 1100 ° C is exposed to the unit.

Наружный слой защитной оболочки обеспечивает пассивную теплозащиту сохраняемого регистратора путем создания на толщине слоя теплоизолирующего материала перепада температуры, позволяющего поддерживать в течение 30 минут температуру внутренней поверхности слоя, не превышающую 150°С, при температуре внешней поверхности слоя 1100°С.The outer layer of the protective shell provides passive thermal protection of the stored recorder by creating a temperature difference on the thickness of the layer of heat-insulating material, which allows maintaining for 30 minutes the temperature of the inner surface of the layer, not exceeding 150 ° C, at a temperature of the outer surface of the layer of 1100 ° C.

Внутренний слой защитной оболочки представляет собой массивный металлический корпус, выполненный из ударожаропрочных металлических сплавов, и предназначенный для защиты сохраняемого регистратора в момент аварии от внешних разрушающих механических факторов.The inner layer of the protective shell is a massive metal case made of impact-resistant metal alloys and designed to protect the stored recorder at the time of the accident from external destructive mechanical factors.

Наружный и внутренний слои защитной слоистой оболочки размещены внутри внешнего тонкостенного металлического кожуха, на внешнюю поверхность которого нанесены опознавательные знаки и предупредительные надписи, облегчающие поисковые работы по обнаружению блока накопления информации (т.н. «черного The outer and inner layers of the protective laminate are placed inside the outer thin-walled metal casing, on the outer surface of which there are identification marks and warning signs that facilitate the search work to detect the information storage unit (the so-called “black”

ящика») после аварии, не сопровождаемой пожаром.box ”) after an accident not accompanied by a fire.

Известное устройство надежно выполняет защиту размещенной в защищаемом объеме твердотельной микроэлектронной карты памяти от воздействия внешних механических разрушающих факторов, а также от одностороннего, т.е. направленного только на одну из сторон внешнего кожуха, высокотемпературного воздействия, но не в состоянии обеспечить тепловую защиту при всестороннем огневом воздействии на кожух с температурой 1100°С в течение 30 минут.The known device reliably protects a solid-state microelectronic memory card located in a protected volume from external mechanical destructive factors, as well as from one-sided, i.e. aimed at only one side of the outer casing, high-temperature exposure, but not able to provide thermal protection with comprehensive fire exposure to the casing with a temperature of 1100 ° C for 30 minutes.

Указанный недостаток не позволяет использовать известное устройство на новых и модернизированных вертолетах, так как, в соответствии с отраслевым стандартом (см. ОСТ 1 01080-95. Устройства регистрации бортовые с защищенными накопителями, п.6.2.11, с.11), тепловое воздействие пламенем на защищенный накопитель информации должно быть всесторонним, т.е. направленным на блок со всех шести сторон.This drawback does not allow the use of the known device on new and modernized helicopters, since, in accordance with the industry standard (see OST 1 01080-95. On-board recording devices with protected drives, clause 6.2.11, p.11), thermal effect flame to a secure storage device must be comprehensive, i.e. aimed at the block from all six sides.

Данный недостаток преодолен в наиболее близком к заявленному и принятом за прототип устройстве, основанному на создании вокруг сохраняемого микроэлектронного регистратора защитной слоистой оболочки, предохраняющей его от воздействия внешних тепловых и механических разрушающих факторов (см. патент РФ №2162189, F 16 L 59/02, G 12 B 17/06, В 64 С 1/38, B 64 G 1/58, 2001 г.).This drawback is overcome in the closest to the claimed and adopted as a prototype device, based on the creation around the microelectronic recorder of a protective laminate, protecting it from the effects of external thermal and mechanical destructive factors (see RF patent No. 2162189, F 16 L 59/02, G 12 B 17/06, B 64 C 1/38, B 64 G 1/58, 2001).

В этом устройстве защитная оболочка сохраняемого регистратора сформирована из нескольких последовательно расположенных слоев: наружного ударожаропрочного слоя, изготовленного из жаростойких металлов, промежуточного теплозащитного слоя, выполненного из огнеупорного сухого пористоволокнистого материала, и внутреннего теплозащитного слоя, сформированного из пористого водосодержащего материала, заключенного между теплоотражающими прокладками, изготовленными из металлизированной полимерной пленки.In this device, the protective shell of the stored recorder is formed of several successive layers: an outer shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous fiber material, and an internal heat-protective layer formed of a porous water-containing material enclosed between the heat-reflecting gaskets, made of metallized polymer film.

Наружный слой защитной оболочки обеспечивает защиту сохраняемого регистратора от внешних разрушающих механических и огневых воздействий за счет ударожаропрочности материала слоя. Промежуточный теплозащитный слой обеспечивает пассивную теплозащиту сохраняемого регистратора за счет низкой теплопроводности сухого пористоволокнистого материала слоя. Внутренний теплозащитный слой обеспечивает активную теплозащиту сохраняемого регистратора за счет поглощения теплоты при кипении воды, находящейся в порах водосодержащего материала. Активная теплозащита позволяет поддерживать температуру защищаемого объема не выше точки кипения воды 100°С в течение всего времени выкипания. Теплоотражающие прокладки способствуют дополнительному понижению температуры защищаемого объема за счет частичного отражения внешнего теплового потока теплоотражающими поверхностями прокладок.The outer layer of the protective shell protects the stored recorder from external destructive mechanical and fire effects due to the impact resistance of the material of the layer. An intermediate heat-shielding layer provides passive heat protection of the stored recorder due to the low thermal conductivity of the dry porous fiber material of the layer. The inner heat-protective layer provides active heat protection of the stored recorder due to the absorption of heat during boiling of water located in the pores of the water-containing material. Active thermal protection allows maintaining the temperature of the protected volume not higher than the boiling point of water 100 ° C during the whole boiling time. Heat-reflecting gaskets contribute to an additional decrease in the temperature of the protected volume due to the partial reflection of the external heat flux by the heat-reflecting surfaces of the gaskets.

Известное устройство эффективно решает задачу защиты сохраняемого регистратора от разрушающих механических факторов и высокотемпературных воздействий, обеспечивая защиту микроэлектронного оборудования при внешнем всестороннем огневом воздействии с температурой до 1100°С в течение 30 минут, ударных перегрузках до 3400 g и статических давлениях до 600 атм.The known device effectively solves the problem of protecting the stored recorder from destructive mechanical factors and high temperature influences, providing protection for microelectronic equipment with external comprehensive fire exposure with temperatures up to 1100 ° C for 30 minutes, shock overloads up to 3400 g and static pressures up to 600 atm.

Однако, в соответствии с международными требованиями TSO (см. «Technical Standart Order», TSO-C124a, Washington, DC; 8/1/96) к бортовым защищенным накопителям полетной информации самолетов и вертолетов, сохраняемый регистратор, помимо вышеперечисленных разрушающих механических факторов и высокотемпературных воздействий, должен выдерживать также и длительное всестороннее воздействие повышенной температуры 260°С в течение 10 часов. Кроме того, согласно требованиям TSO, время всестороннего высокотемпературного воздействия 1100°С должно составлять не менее 1 часа.However, in accordance with the international TSO requirements (see Technical Standart Order, TSO-C124a, Washington, DC; 8/1/96) for on-board protected aircraft and helicopter flight information storage devices, a stored recorder, in addition to the above destructive mechanical factors and high-temperature effects, must also withstand long-term comprehensive exposure to elevated temperature 260 ° C for 10 hours. In addition, according to the requirements of TSO, the time of comprehensive high-temperature exposure to 1100 ° C should be at least 1 hour.

Для выполнения известным устройством требования TSO по длительности всестороннего высокотемпературного воздействия не менее 1 часа необходимо значительное увеличение толщин промежуточного и внутреннего слоев, т.е. существенное увеличение объема защитной оболочки, что приводит к недопустимому для бортового оборудования возрастанию ее габаритных размеров.To fulfill the TSO requirements for a comprehensive high-temperature exposure for at least 1 hour, a significant increase in the thicknesses of the intermediate and inner layers, i.e. a significant increase in the volume of the protective shell, which leads to an increase in its overall dimensions that is unacceptable for on-board equipment.

Для выполнения требования TSO по стойкости к длительному, до 10 часов, всестороннему воздействию повышенной температуры 260°С известное устройство малоэффективно.To meet the TSO requirements for resistance to long-term, up to 10 hours, comprehensive exposure to elevated temperatures of 260 ° C, the known device is ineffective.

В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача обеспечения защиты сохраняемого микроэлектронного регистратора при воздействии на него механических и тепловых перегрузок, в том числе - при всестороннем воздействии высокой температуры 1100°С в течение 1 часа, а также при длительном всестороннем воздействии повышенной температуры 260°С в течение 10 часов.The proposed utility model is based on the task of protecting the stored microelectronic recorder under the influence of mechanical and thermal overloads, including the comprehensive exposure to high temperature of 1100 ° C for 1 hour, as well as the long-term comprehensive exposure to elevated temperature of 260 ° C in within 10 hours.

Для эффективной защиты сохраняемого микроэлектронного регистратора предлагается следующее новое техническое решение.To effectively protect a stored microelectronic recorder, the following new technical solution is proposed.

В полезной модели предлагается новое техническое решение, направленное на дальнейшее повышение теплозащитных функций устройства.The utility model proposes a new technical solution aimed at further improving the heat-shielding functions of the device.

Так например, в предлагаемом устройстве для обеспечения эффективного режима охлаждения промежуточного теплозащитного слоя водяным паром, предлагается перфорировать в наружном ударожаропрочном слое дренажные отверстия с определенным соотношением длины и диаметра каждого отверстия, обеспечивающим эффективное охлаждение внутреннего теплозащитного слоя водяным паром за счет создания внутри защитной слоистой оболочки избыточного давления водяного пара.So, for example, in the proposed device for providing an effective cooling mode for the intermediate heat-protective layer with water vapor, it is proposed to perforate drainage holes in the outer shock-resistant layer with a certain ratio of the length and diameter of each hole, which ensures effective cooling of the internal heat-protective layer with water vapor by creating excess layer inside the protective laminate shell water vapor pressure.

С целью выполнения поставленной задачи, в бортовом устройстве для защиты In order to fulfill the task, in the on-board device for protection

микроэлектронного регистратора, состоящем из последовательно расположенных слоев: наружного ударожаропрочного слоя, изготовленного из жаростойких металлов, промежуточного теплозащитного слоя, выполненного из огнеупорного сухого пористого материала, и внутреннего теплозащитного слоя, сформированного из водосодержащего материала, новым, согласно полезной модели является то, что наружный ударожаропрочный слой равномерно перфорирован сквозными дренажными отверстиями, диаметр каждого из которых равен не менее 0,1 и не более 0,5 толщины наружного ударожаропрочного слоя, а относительное число дренажных отверстий составляет от одного до двух отверстий на 1 см² поверхности этого слоя.of a microelectronic recorder, consisting of successively arranged layers: an external shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous material, and an internal heat-protective layer formed of water-containing material, new, according to a utility model, is that the external shock-resistant the layer is uniformly perforated through the drainage holes, the diameter of each of which is not less than 0.1 and not more than 0.5 thickness n external shock-resistant layer, and the relative number of drainage holes is from one to two holes per 1 cm ^{2 the} surface of this layer.

Для более полного раскрытия сущности полезной модели на Фигуре представлено сечение предложенного устройства.For a more complete disclosure of the essence of the utility model, the Figure shows a cross section of the proposed device.

Сохраняемый микроэлектронный регистратор 1 размещен в защищаемом объеме 2, расположенном внутри защитной слоистой оболочки, включающей:The stored microelectronic recorder 1 is placed in a protected volume 2 located inside the protective laminate, including:

- наружный ударожаропрочный слой 3, изготовленный из жаростойких металлов и перфорированный дренажными отверстиями 4, диаметр каждого из которых выбран не превышающим половины толщины наружного ударожаропрочного слоя 3, а относительное число дренажных отверстий составляет от одного до двух отверстий на 1 см² поверхности этого слоя;- outer shock-resistant layer 3 made of heat-resistant metals and perforated by drainage holes 4, the diameter of each of which is chosen not to exceed half the thickness of the outer shock-resistant layer 3, and the relative number of drainage holes is from one to two holes per 1 cm ^{2 of the} surface of this layer;

- промежуточный теплозащитный слой 5, предназначенный для пассивной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора 1 и выполненный из огнеупорного сухого пористого материала;- an intermediate heat-protective layer 5, designed for passive heat protection of the stored microelectronic recorder 1 and made of refractory dry porous material;

- внутренний теплозащитный слой 6, предназначенный для активной теплозащиты сохраняемого микроэлектронного регистратора 1 и образованный из водосодержащего материала.- the inner heat-protective layer 6, intended for active thermal protection of the stored microelectronic recorder 1 and formed from a water-containing material.

Геометрическая форма предлагаемого устройства может быть сферической, The geometric shape of the proposed device may be spherical,

цилиндрической, призматической и т.п. Представленное на Фигуре устройство со сферической геометрией является наиболее компактным и теплоударостойким из перечисленных.cylindrical, prismatic, etc. The device with spherical geometry shown in the Figure is the most compact and heat-shock resistant of those listed.

Наружный ударожаропрочный слой 3 защитной сферической оболочки может быть составлен из полусфер 7, соединенных между собой, например, посредством сварного шва 8, допускающего возможность разъединения полусфер 7 для доступа к сохраняемому микроэлектронному регистратору 1 после аварии, например, путем удаления шва 8.The outer shock-resistant layer 3 of the protective spherical shell can be composed of hemispheres 7, interconnected, for example, by means of a weld 8, allowing the hemispheres 7 to be separated to access the stored microelectronic recorder 1 after an accident, for example, by removing the seam 8.

В случае, когда в результате аварии возникает пожар, возможны предусмотренные нормативами TSO, аварийные ситуации: ситуация с активным всесторонним огневым воздействием на сохраняемый микроэлектронный регистратор пламени с температурой 1100°С в течение 1 часа, и ситуация с тлеющим всесторонним огневым воздействием на сохраняемый микроэлектронный регистратор при температуре тления 260°С в течение 10 часов.In the event that a fire occurs as a result of an accident, emergency situations stipulated by TSO standards are possible: emergencies: a situation with active comprehensive fire exposure to a stored microelectronic flame recorder with a temperature of 1100 ° C for 1 hour, and a situation with smoldering comprehensive fire exposure to a stored microelectronic recorder at a smoldering temperature of 260 ° C for 10 hours.

При высокотемпературном воздействии на наружный ударожаропрочный слой 4 внешнего теплового потока с температурой 1100°С, происходит постепенное нагревание промежуточного теплозащитного слоя 5, сформированного из огнеупорного сухого пористого материала с высокими теплоизоляционными свойствами.When a high-temperature impact on the external shock-resistant layer 4 of the external heat flux with a temperature of 1100 ° C, a gradual heating of the intermediate heat-protective layer 5, formed from a refractory dry porous material with high thermal insulation properties.

Из-за низкой теплопроводности материала промежуточного теплозащитного слоя 5, его прогревание до температуры 120°С происходит в течение 5-10 минут.Due to the low thermal conductivity of the material of the intermediate heat-protective layer 5, it is heated to a temperature of 120 ° C for 5-10 minutes.

Таким образом, примерно через 30 минут после аварии, сопровождаемой внешним всесторонним воздействием пламенем с температурой 1100°С, температура наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 6 может достигнуть Thus, approximately 30 minutes after the accident, accompanied by an external comprehensive exposure to a flame with a temperature of 1100 ° C, the temperature of the outer surface of the inner heat-protective layer 6 can reach

критического значения 120°С.critical value of 120 ° C.

При дальнейшем воздействии на наружный ударожаропрочный слой 4 внешнего теплового потока с температурой 260°С происходит постепенное нагревание промежуточного теплозащитного слоя 5 в течение 25-35 минут до температуры 120°С.With further exposure to the external shock-resistant layer 4 of the external heat flux with a temperature of 260 ° C, the intermediate heat-protective layer 5 is gradually heated to a temperature of 120 ° C for 25-35 minutes.

Таким образом, примерно через 2,5 часа после аварии, сопровождаемой тлеющим огневым воздействием с температурой 260°С, температура на наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 6 может достигнуть значения 120°С.Thus, approximately 2.5 hours after the accident, accompanied by smoldering fire with a temperature of 260 ° C, the temperature on the outer surface of the inner heat-shielding layer 6 can reach 120 ° C.

При воздействии на защитную оболочку всестороннего теплового потока с температурой 1100°С температура наружной поверхности внутреннего теплозащитного слоя 6 приблизительно через 30 минут после начала воздействия достигает значения T_o1=120°С.When exposed to a protective shell of a comprehensive heat flux with a temperature of 1100 ° C, the temperature of the outer surface of the inner heat-protective layer 6 approximately 30 minutes after the start of exposure reaches a value of T _o1 = 120 ° C.

В процессе теплового обезвоживания материала внутреннего теплозащитного слоя 6 в этом слое поддерживается температура не выше 120°С, причем по мере прогревания внутреннего теплозащитного слоя 6 граница обезвоживания постепенно смещается внутрь внутреннего теплозащитного слоя 6, достигая защищаемого объема не менее, чем через 50 минут после начала внешнего воздействия пламенем с температурой 1100°С. Это дает возможность в течение 50-60 минут с момента аварии поддерживать в защищаемом объеме температуру не выше 150°С, что позволяет полностью сохранить работоспособность сохраняемого микроэлектронного регистратора.In the process of thermal dehydration of the material of the inner heat-shielding layer 6, the temperature in this layer is maintained at a temperature not exceeding 120 ° C, and as the inner heat-shielding layer 6 is heated, the dewatering boundary gradually shifts inside the inner heat-shielding layer 6, reaching the protected volume not less than 50 minutes after the external exposure to a flame with a temperature of 1100 ° C. This makes it possible for 50-60 minutes from the time of the accident to maintain the temperature in the protected volume not higher than 150 ° C, which allows you to fully maintain the health of the stored microelectronic recorder.

При воздействии на защитную оболочку всестороннего теплового потока с температурой 260°С температура внешней поверхности внутреннего теплозащитного слоя 6 приблизительно через 2,5 часа после начала воздействия When exposed to a protective shell of a comprehensive heat flux with a temperature of 260 ° C, the temperature of the outer surface of the inner heat-protective layer 6 approximately 2.5 hours after the start of exposure

достигает значения T_o1=120°С.reaches a value of T _o1 = 120 ° C.

В процессе прогревания внутреннего теплозащитного слоя 6 температура обезвоживаемой области слоя не превосходит T_o1=120°С, а температура области, где уже произошло тепловое разложение, не превышает 260°С.In the process of heating the inner heat-shielding layer 6, the temperature of the dehydrated region of the layer does not exceed T _o1 = 120 ° C, and the temperature of the region where thermal decomposition has already occurred does not exceed 260 ° C.

Приблизительно в течение 10 часов после начала тлеющего огневого воздействия с температурой 260°С температура внутри защищаемого объема не превышает 150°С.For approximately 10 hours after the start of smoldering fire with a temperature of 260 ° C, the temperature inside the protected volume does not exceed 150 ° C.

Это дает возможность в течение 10 часов с момента аварии обеспечивать полную работоспособность сохраняемого микроэлектронного регистратора.This makes it possible within 10 hours from the time of the accident to ensure the full operability of the stored microelectronic recorder.

Как в первой (при внешней температуре 1100°С), так и во второй (при внешней температуре 260°С) предусмотренных TSO аварийных ситуациях, пары воды, образующиеся во внутреннем теплозащитном слое 6 в результате ее испарения проходят сквозь поры в материале промежуточного теплозащитного слоя 5, охлаждая этот материал до температуры водяного пара, и далее, через дренажные отверстия 4 в наружном ударожаропрочном слое 3 поступают за пределы устройства.Both in the first (at an external temperature of 1100 ° С) and in the second (at an external temperature of 260 ° С) emergency situations provided by TSO, water vapor generated in the inner heat-shielding layer 6 as a result of its evaporation passes through the pores in the material of the intermediate heat-shielding layer 5, cooling this material to the temperature of water vapor, and then, through the drainage holes 4 in the outer shock-resistant layer 3 go outside the device.

Для создания условий наиболее эффективного охлаждения промежуточного теплозащитного слоя 5 парами воды необходимо поддерживать избыточное давление паров внутри наружного ударожаропрочного слоя 3, что обеспечивается выбором определенного соотношения между диаметром дренажного отверстия 4 и толщиной наружного ударожаропрочного слоя 3, а относительное число дренажных отверстий составляет от одного до двух отверстий на 1 см² поверхности наружного ударожаропрочного слоя 4.To create conditions for the most efficient cooling of the intermediate heat-shielding layer with 5 water vapor, it is necessary to maintain an excessive vapor pressure inside the outer shock-resistant layer 3, which is ensured by choosing a certain ratio between the diameter of the drainage hole 4 and the thickness of the outer shock-resistant layer 3, and the relative number of drainage holes is from one to two holes per 1 cm ^{2 of the} surface of the outer shock-resistant layer 4.

При отношении диаметра дренажного отверстия 4 к толщине наружного ударожаропрочного слоя 3, превышающем величину 0,5, происходит свободное истечение водяного пара сквозь дренажные отверстия 4, и внутри наружного ударожаропрочного слоя 3 не создается избыточное давление. В случае, когда When the ratio of the diameter of the drainage hole 4 to the thickness of the outer shockproof layer 3 exceeds 0.5, free flow of water vapor through the drainage holes 4 occurs, and no excess pressure is created inside the outer shockproof layer 3. In the case when

указанное отношение не превышает значения 0,5, наблюдается эффект дросселирования водяного пара сквозь дренажные отверстия 4, вызывающий внутри наружного ударожаропрочного слоя 3 избыточное давление, тем большее, чем меньше значение указанного отношения.the specified ratio does not exceed a value of 0.5, the effect of throttling of water vapor through the drainage holes 4 is observed, causing excessive pressure inside the outer shockproof layer 3, the greater the lower the value of the specified ratio.

Однако при существенном уменьшении отношения до значения 0,1 возможно закупоривание дренажных отверстий 4 продуктами теплового разрушения промежуточного теплозащитного слоя 6, внутреннего теплозащитного слоя 6 и, как следствие, - понижение эффективности охлаждения промежуточного теплозащитного слоя 5 водяным паром. Поэтому отношение диаметра дренажного отверстия 4 к толщине наружного ударожаропрочного слоя 3 выбрано большим значения 0,1 и не превышающим значения 0,5.However, with a significant decrease in the ratio to a value of 0.1, it is possible to clog the drainage holes 4 with the products of thermal destruction of the intermediate heat-protective layer 6, the internal heat-protective layer 6 and, as a result, decrease the cooling efficiency of the intermediate heat-protective layer 5 with water vapor. Therefore, the ratio of the diameter of the drainage hole 4 to the thickness of the outer shock-resistant layer 3 is chosen to be greater than 0.1 and not exceeding 0.5.

Таким образом, новый существенный признак обеспечивает защиту сохраняемого микроэлектронного регистратора при воздействии на него механических и тепловых перегрузок, в том числе - при всестороннем воздействии высокой температуры 1100°С в течение 1 часа, а также при длительном всестороннем воздействии повышенной температуры 260°С в течение 10 часов.Thus, a new essential feature provides protection for the stored microelectronic recorder when exposed to mechanical and thermal overloads, including the comprehensive exposure to high temperature of 1100 ° C for 1 hour, as well as long-term comprehensive exposure to elevated temperature of 260 ° C for 10 hours.

Claims

An on-board device for protecting a microelectronic recorder, consisting of sequentially arranged layers: an external shock-resistant layer made of heat-resistant metals, an intermediate heat-protective layer made of refractory dry porous material, and an internal heat-protective layer formed of water-containing material, characterized in that the outer shock-resistant layer uniformly perforated through drainage holes, the diameter of each of which is not less than 0.1 and not more than 0.5 thicknesses the outer shock-resistant layer, and the relative number of drainage holes is from one to two holes per 1 cm ^{2 the} surface of this layer.