CH661631A5

CH661631A5 - EQUIPMENT INCLUDING A MEMORY WITH THERMAL PROTECTION.

Info

Publication number: CH661631A5
Application number: CH4216/84A
Authority: CH
Inventors: Johannes B Groenewegen
Original assignee: Sundstrand Data Control
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1987-07-31
Also published as: SE8404322L; ES535708A0; AU3170284A; GB8422647D0; GB2151410A; NZ209234A; JPS6078084A; BE900539A; IL72680A0; IT1208693B; IT8448795A0; FI843467A0; ES8606716A1; NL8402741A; SE8404322D0; DE3432789A1; IL72680A; HK19688A; CA1222557A; AU551038B2

Description

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura comprendente una memoria con protezione termica atta al funzionamento entro un intervallo predeterminato di temperature in modo da conservare sostanzialmente tutti i dati in essa memorizzati ed anche in funzionamento oltre detto intervallo di temperature, includente uno o più dispositivi di memoria per memorizzare detti dati al di sotto di una temperatura massima accettabile di picco e una custodia esterna avente una cavità interna per contenere detto dispositivo o dispositivi di memoria. The present invention relates to an apparatus comprising a memory with thermal protection suitable for operation within a predetermined temperature range so as to substantially preserve all the data stored therein and also in operation beyond said temperature range, including one or more memory devices for storing said data below a maximum acceptable peak temperature and an external case having an internal cavity for containing said device or memory devices.

Anche se vi sono numerose situazioni in cui è necessario o desiderabile proteggere un oggetto, dispositivo od assieme dalla distruttiva esposizione ad un ambiente ad alta temperatura, la protezione del dispositivo di memoria di un sistema di registratore di volo d'aereo durante Io-schianto ed .un incendio presenta «' 0,5~oré e l'unità'di memoria viene lasciata indisturbata per oltre vincoli di progettazione di estrema esigenza. A"queste» proposi-". 4 ore. In queste realizzazioni, il materiale fusibile normalmente to, al fine di conservare dati di volo forniti all'unità di memoria preferito è una cera organica sintetica chimicamente definita dalla unità di acquisizione di dati per registratore di dati di volo durante un predeterminato intervallo di tempo immediatamente prima di un disastro aereo, l'unità di memoria deve essere realizzata e sistemata per resistere a temperature oltre 1100°C che si verificano durante l'incendio, oltre ad essere al tempo stesso costruita per resistere a forze di frantumazione e di penetrazione che si verificano sia nello impatto sia durante l'impatto secondario con altre porzioni o pezzi dell'aereo. Inoltre, l'unità di memoria di un sistema di registratore di dati di volo è sottoposta ad altri vincoli di progettazione imposti da considerazioni in genere applicabili allo equipaggiamento ed ai sistemi dell'aereo, compresi vincoli che si riferiscono a dimensione, peso, costo, prestazione ed affidabilità. Although there are numerous situations in which it is necessary or desirable to protect an object, device or assembly from destructive exposure to a high temperature environment, the protection of the memory device of an airplane flight recorder system during the crash and .a fire presents "0.5" hours and the memory unit is left undisturbed due to extremely demanding design constraints. To "these» propositions ". 4 hours. In these embodiments, the normally fusible material, in order to preserve flight data supplied to the preferred memory unit, is a synthetic organic wax chemically defined by the data acquisition unit for flight data recorder during a predetermined time interval immediately before an air disaster, the memory unit must be built and positioned to withstand temperatures over 1100 ° C that occur during the fire, as well as being built to withstand crushing and penetration forces that occur occur both in the impact and during the secondary impact with other portions or pieces of the plane. Furthermore, the memory unit of a flight data recorder system is subjected to other design constraints imposed by considerations generally applicable to aircraft equipment and systems, including constraints that refer to size, weight, cost, performance and reliability.

Progressi tecnici nelle diverse apparecchiature elettroniche a stato solido hanno portato a dispositivi di memoria elettronica di elevata potenzialità per memorizzare in modo permanente dati codificati digitalmente con dispositivi programmabili di so- Technical advances in various solid-state electronic equipment have led to high-capacity electronic memory devices for permanently storing digitally encoded data with programmable devices

come N,N'-etilenbisstearammide (oppure con il suo sinonimo N,N'-distearoiletilendiammina) avente la formula chimica 50 H35C17COHNC2H4NH4NHCOC17H35 in cui radicali alchidici si estendono linearmente dai legami ammidici su entrambi i lati della molecola. like N, N'-ethylenbisstearamide (or with its synonym N, N'-distearoylethylenediamine) having the chemical formula 50 H35C17COHNC2H4NH4NHCOC17H35 in which alkyd radicals extend linearly from the amide bonds on both sides of the molecule.

Relativamente alla configurazione fisica, l'unità di memoria per registratore di dati di volo, qui illustrata, comprende una 55 custodia esterna fatta di metallo che presenta una elevata conduttività termica ed una elevata resistenza a frantumazione e perforazione. Per ulteriore isolamento termico, alle superfici esterne della custodia esterna viene in genere applicata una vernice 0 pittura intumescente. Uno strato isolante di materiale so-60 lido, che presenta una conduttività termica relativamente bassa, è attiguo a ciascuna superfìcie interna della custodia esterna formando una cavità rettangolare che è disposta centralmente entro la custodia esterna. Uno o più pannelli di circuiti stampati, che comprendono i dispositivi di memoria elettronica a stato la lettura con transistor ad effetto di campo e dispositivi di me- 65 solido da proteggere, sono montati entro una custodia interme-moria a bolle magnetiche i quali rappresentano due tipi di que- dia metallica, che si inserisce entro la cavità centrale con il ma-sta memoria. Poiché questi dispositivi sono piccoli e di peso esi- teriale di cera sintetica che circonda ed incapsula i pannelli di guo e presentano elevata affidabilità vi è stata una decisa corsa circuiti stampati. La connessione elettrica tra i dispositivi di With regard to the physical configuration, the memory unit for flight data recorder, illustrated here, comprises an external case made of metal which has a high thermal conductivity and a high resistance to crushing and perforation. For additional thermal insulation, intumescent paint or paint is generally applied to the external surfaces of the external housing. An insulating layer of solid material, which has a relatively low thermal conductivity, is adjacent to each internal surface of the external enclosure forming a rectangular cavity which is arranged centrally within the external enclosure. One or more printed circuit boards, which comprise read-state electronic memory devices with field-effect transistors and solid-medium devices to be protected, are mounted within an intermediate magnetic bubble housing which represent two types of this metal, which fits into the central cavity with the memory. Since these devices are small and of a synthetic wax weight which surrounds and encapsulates the guo panels and have high reliability, there has been a marked race of printed circuits. The electrical connection between the devices

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memoria elettronica a stato solido ed una unità di acquisizione di dati per registratore di dati di volo collocata distante, viene facilitata da un cavo multiconduttore flessibile del tipo a nastro che intercollega in pannello di circuiti stampati con un connettore elettrico che è montato fuori dalla custodia esterna. solid state electronic memory and a distant data acquisition unit for flight data recorder, is facilitated by a flexible ribbon-type multi-conductor cable that interconnects in a printed circuit board with an electrical connector that is mounted outside the external housing .

I diversi aspetti della presente invenzione verranno meglio compresi leggendo la descrizione in appresso unicamente con il disegno annesso in cui: The different aspects of the present invention will be better understood by reading the description below only with the attached drawing in which:

la fig. 1 è una vista in parte staccate dell'apparecchiatura secondo la presente invenzione; fig. 1 is a partially detached view of the apparatus according to the present invention;

la fig. è una vista in pianta in sezione parziale trasversale dell'apparecchiatura della fig. 1; fig. is a partial cross-sectional plan view of the apparatus of fig. 1;

la fig. 3 illustra un diagramma di fase della cera organica sintetica di incapsulazione utilizzata nella realizzazione delle figure 1 e 2; e la fig. 4 illustra graficamente le caratteristiche temperatura/tempo di una realizzazione della invenzione nonché le caratteristiche tempo/temperatura di un'apparecchiatura della stessa dimensione ma che impiegano soltanto convenzionale materiale isolante solido. fig. 3 illustrates a phase diagram of the synthetic organic encapsulation wax used in the realization of figures 1 and 2; and fig. 4 graphically illustrates the temperature / time characteristics of an embodiment of the invention as well as the time / temperature characteristics of an apparatus of the same size but which use only conventional solid insulating material.

Un'apparecchiatura termicamente protetta di sistema di registratore di dati di volo, realizzata secondo la presente invenzione, è illustrata dalle figure 1 e 2. Come noto nella tecnica, questa apparecchiatura è realizzata per avere una registrazione di diversi importanti parametri di prestazione dell'aereo per un predeterminato intervallo di tempo che si verifica immediatamente prima che ogni volta il registratore di dati di volo viene disattivato (compresa la disattivazione che si verifica se l'aereo . si schianta). In funzionamento, le informazioni memorizzate entro una memoria vengono continuamente alimentate da altri componenti del sistema di registrazione di dati di volo come ad esempio una unità di acquisizione di dati che riceve i segnali di entrata da vari sensori e sistemi dell'aereo ed elabora questi segnali per produrre segnali compatibili con il mezzo di registrazione o di memorizzazione impiegato dalla memoria del registratore di volo. Nel caso della illustrata realizzazione dell'invenzione, che utilizza come mezzo di memorizzazione di informazioni un dispositivo elettronico a stato solido, per esempio circuiti di memoria di sola lettura a semiconduttori programma- A thermally protected equipment of flight data recorder system, made according to the present invention, is illustrated by figures 1 and 2. As known in the art, this equipment is made to have a recording of several important aircraft performance parameters for a predetermined time interval which occurs immediately before each time the flight data recorder is deactivated (including deactivation which occurs if the plane crashes). In operation, the information stored in a memory is continuously fed by other components of the flight data recording system such as a data acquisition unit which receives the input signals from various sensors and systems of the aircraft and processes these signals to produce signals compatible with the recording or storage medium used by the flight recorder memory. In the case of the illustrated embodiment of the invention, which uses a solid-state electronic device as an information storage medium, for example program-read semiconductor read-only memory circuits

esterna 12 essendo dimensionate in modo di resistere a frantumazione e penetrazione qualora l'aereo dovesse schiantarsi. Un rivestimento termico 18 a forma di guscio, innestato entro la cavità 16 del guscio esterno 12, fornisce una prima barriera ter-5 mica per proteggere i componenti, che sono sistemati nelle zone interne dell'apparecchiatura, da incendi ad alta temperatura che possono verificarsi durante detto disastro aereo. Il rivestimento termico 18 è praticamente rettangolare in sezione trasversale rispetto a ciascuno dei suoi assi principali e costituisce una cavità io 20, che si estende verso l'interno, che è disposta coassialmente con la cavità 16 della custodia esterna 12. Il rivestimento termico 18 è di preferenza una struttura unitaria che è costituita dal materiale solido che è un buon isolatore termico (cioè ha una bassa conduttività termica, K) e densità relativamente bassa. 15 Materiali adatti sono isolatori termici che sono combinazioni speciali di materiale fibroso e di sostanza in particelle molto fini con MIN-K 2000 e MICROTHERM che sono due marchi di fabbrica per due materiali soddisfacenti fabbricati da Johns-Manville Co. di Denver, Colorado e rispettivamente da Micro-20 pore Insulation, Ltd., di Upton-Willar Merseyside, Inghilterra. Poiché presenta bassima conduttività termica, per esempio K = 0,146 a 170°C, K = 0,27 a 1100°C, il materiale messo in commercio sotto il marchio MICROTHERM è di solito il materiale preferito per il rivestimento termico 18. external 12 being sized to resist crushing and penetration should the plane crash. A shell-shaped thermal coating 18, grafted within the cavity 16 of the outer shell 12, provides a first thermal barrier to protect the components, which are located in the internal areas of the apparatus, from high temperature fires that may occur during that plane crash. The thermal coating 18 is practically rectangular in cross section with respect to each of its main axes and constitutes a cavity 10, which extends inwards, which is arranged coaxially with the cavity 16 of the external housing 12. The thermal coating 18 is preferably a unitary structure which is constituted by the solid material which is a good thermal insulator (i.e. it has a low thermal conductivity, K) and relatively low density. 15 Suitable materials are thermal insulators which are special combinations of fibrous material and very fine particulate matter with MIN-K 2000 and MICROTHERM which are two trademarks for two satisfactory materials manufactured by Johns-Manville Co. of Denver, Colorado and respectively from Micro-20 pore Insulation, Ltd., of Upton-Willar Merseyside, England. Since it has very low thermal conductivity, for example K = 0.146 at 170 ° C, K = 0.27 at 1100 ° C, the material marketed under the MICROTHERM brand is usually the preferred material for the thermal coating 18.

25 Come meglio illustrato da fig. 1, un guscio centrale 22 a pareti relativamente sottili, che si innesta entro la cavità 20, riceve e contiene uno o più pannelli 24 a circuiti stampati e fornisce supporto fisico per una interconnessione elettrica per numerosi dispositivi 26 in memoria a stato solido. Anche se la disposizio-30 ne in fig. 1 rappresenta una disposizione convenzionale di circuiti stampati in cui ciascun dispositivo di memoria a stato solido è incapsulato per formare quello che è noto come pacchetto dual in-line, si possono adoperare altre configurazione. Per esempio in alcune realizzazioni dell'invenzione può essere van-35 taggioso fissare chip di semiconduttori, che contengono circui-teria per un certo numero di memorie di sola lettura programmabili elettronicamente cancellabili, direttamente ad un sostrato ceramico od altro supporto che include inerconnessioni elettriche depositate sotto vuoto od altrimenti su esso costituite. 25 As better illustrated by fig. 1, a relatively thin-walled central shell 22, which engages within the cavity 20, receives and contains one or more printed circuit boards 24 and provides physical support for an electrical interconnection for numerous solid state memory devices 26. Although the arrangement 30 in fig. 1 represents a conventional arrangement of printed circuits in which each solid state memory device is encapsulated to form what is known as a dual in-line package, other configurations can be used. For example, in some embodiments of the invention it may be advantageous to fix semiconductor chips, which contain circuitry for a certain number of electronically erasable programmable read-only memories, directly to a ceramic substrate or other support which includes deposited electrical interconnections. under vacuum or otherwise formed on it.

bili e cancellabili elettronicamente, l'unità di acquisizione di da- 40 Ad ogni modo, il guscio centrale 22 è di preferenza fatto di un ti alimenta periodicamente segnali digitali che vengono scritti in sequenza nei circuiti di memoria a semiconduttori in modo che i circuiti di memoria memorizzano una sequenza di parole digitali che è una rappresentazione di dati campiorfati-nel tempo della storia di ciascun parametro che viene monitörizzatö." In modo caratteristico, rispetto alle tecniche correttemente impiegate, viene generalmente adoperata la compressione di dati per consentire di memorizzare dati digitali rappresentativi di una storia nel tempo di 15-30 minuti per ciascun parametro monitorizzato. electronically erasable and erasable, the data acquisition unit 40 In any case, the central shell 22 is preferably made of a periodically supplies digital signals which are written in sequence in the semiconductor memory circuits so that the memory memorize a sequence of digital words which is a representation of data pre-programmed over time of the history of each parameter that is monitored. "Characteristically, compared to the techniques correctly used, data compression is generally used to allow the storage of digital data representative of a history in 15-30 minutes for each monitored parameter.

Come mostrato nelle figure 1 e 2, la presente realizzazione dell'apparecchiatura di sistema di registratore di dati di volo secondo la presente invenzione comprende una custodia metallica esterna 12 di sezione sostanzialmente rettangolare quando osservata perpendicolarmente a ciascuno dei suoi assi principali. Flange 14 si estendono ortogonalmente dai bordi opposti della base della custodia esterna 12 per facilitare il montaggio dell'apparecchio in una posizione opportuna nell'aereo a mezzo di bulloni od altri dispositivi convenzionali di fissaggio. Una cavità praticamente rettangolare 16 si estende nell'interno da una faccia nella custodia esterna 12 verso la base dell'apparecchiatura in modo che la porzione principale della custodia esterna 12 viene realizzata come un guscio praticamente rettangolare. Una custodia esterna 12 è costruita in lega di titanio od altro materiale che presenta densità relativamente bassa, conducibilità termica relativamente elevata e resistenza relativamente elevata a frantumazione e penetrazione con le zone di parete che sono definite tra cavità 16 e superfici esterne della custodia materiale, come ad esempio acciaio inossidabile od altro metallo, che presenta un ragionevole compromesso densità/capacità termica (cioè il-prodotto della" densità "di materiale per la capacità-termica è relativamente elevato) e che viene pure facilmente 45 lavorato o modellato. Inoltre ogni pannello 24 a circuiti stampati è montato entro il guscio centrale 22 in modo che ciascun dispositivo 26 di memoria a stato solido è distanziato dalle superfici interne del guscio centrale 22. As shown in Figures 1 and 2, the present embodiment of the flight data recorder system apparatus according to the present invention comprises an external metal case 12 of substantially rectangular section when viewed perpendicularly to each of its main axes. Flanges 14 extend orthogonally from the opposite edges of the base of the external housing 12 to facilitate assembly of the apparatus in a suitable position in the plane by means of bolts or other conventional fixing devices. A practically rectangular cavity 16 extends internally from a face in the external housing 12 towards the base of the apparatus so that the main portion of the external housing 12 is made as a practically rectangular shell. An external housing 12 is constructed of titanium alloy or other material which has relatively low density, relatively high thermal conductivity and relatively high resistance to crushing and penetration with the wall areas which are defined between cavities 16 and external surfaces of the material housing, such as for example stainless steel or other metal, which has a reasonable density / heat capacity compromise (i.e. the product of the "density" of material for the heat capacity is relatively high) and which is also easily worked or modeled. Furthermore, each printed circuit board 24 is mounted within the central shell 22 so that each solid state memory device 26 is spaced from the internal surfaces of the central shell 22.

Per ottenere il grado elevato di protezione termica realizzato jo con la presente invenzione, le zone aperte tra le pareti interne del guscio centrale 22, i pannelli 24 a circuiti stampati e le adiacenti memorie 26 a stato solido, sono riempite di un isolatore fusibile (28 in fig. 2) che presenta una transizione di fase solido/liquido ai limite desiderato di temperatura, oppure al di sot-55 to di questo, per le memorie 26 a stato solido. Come è graficamente illustrato in fig. 3, questo materiale è caratterizzato da un primo intervallo di temperatura in cui un aumento nella energia termica fornita al materiale dà luogo ad un corrispondente aumento lineare nella temperatura del materiale (materia-60 le al di sotto del suo punto di fusione, Tm in fig. 3) ed è inoltre caratterizzato da una zona a temperatura relativamente costante in cui un aumento nella energia termica fornita fa fondere il materiale. Come è schematicamente illustrato in fig. 3, lo aumento continuo nell'energia termica fornita a questo materiale, 65 dopo che esso ha raggiunto lo stato fuso, farà sì generalmente che il materiale vaporizzi e che ulteriori aumenti nell'energia termica fornita provocano un aumento di temperatura nel vapore prodotto. Quest'ultima caratteristica è importante per la To obtain the high degree of thermal protection achieved with the present invention, the open areas between the internal walls of the central shell 22, the printed circuit panels 24 and the adjacent solid-state memories 26 are filled with a fuse insulator (28 in Fig. 2) which has a solid / liquid phase transition at the desired temperature limit, or below it, for the solid state memories 26. As is graphically illustrated in fig. 3, this material is characterized by a first temperature range in which an increase in the thermal energy supplied to the material gives rise to a corresponding linear increase in the temperature of the material (matter-60 l below its melting point, Tm in fig 3) and is also characterized by a relatively constant temperature zone in which an increase in the thermal energy supplied causes the material to melt. As is schematically illustrated in fig. 3, the continuous increase in the thermal energy supplied to this material, 65 after it has reached the molten state, will generally cause the material to vaporize and that further increases in the thermal energy supplied cause an increase in temperature in the vapor produced. The latter characteristic is important for the

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presente invenzione soltanto per il fatto che l'isolatore fusibile gistratore di dati di volo. Anche se questa circuiteria di control! 28, che viene impiegato nella realizzazione dell'invenzione, vie- non ha bisogno di sopravvivere ad un incendio per conservare i ne scelto in modo che si verifichi minima o nessuna evaporazio- dati memorizzati nei dispositivi 26 di memoria a stato solido, e: ne quando l'apparecchiatura di fig. 1 è sottoposta ad un am- sa è di preferenza montata entro unità 10 di memoria al fine di biente ad alta temperatura associato con un aereo che sta bru- s eliminare errori di dati che potrebbero altrimenti venire provoca dando. ti da interferenza elettromagnetica e diversi altri transienti di se il materiale isolante termico fusibile normalmente impiegato gnale che verificano nei sistemi elettrici di un aereo. present invention only in that the flight data recorder fuse isolator. Although this control circuitry! 28, which is used in the realization of the invention, does not need to survive a fire in order to keep the chosen ones so that there is minimal or no evaporation stored in the solid state memory devices 26, and: ne when the apparatus of fig. 1 is subjected to an ammo and is preferably mounted within memory units 10 for the purpose of high temperature environment associated with an airplane which is brus s to eliminate data errors which could otherwise be caused. it gives you electromagnetic interference and several other transients of itself, the normally used fusible thermal insulating material that occurs in the electrical systems of an airplane.

nella realizzazione dell'invenzione è una cera organica sintetica Per completare l'apparecchiatura e fornire connessione elet chimicamente definita come N,N'etilen-bis- stearammide (op- trica tra l'unità di acquisizione di dati del sistema ed i pannelli pure con il sinonimo N,N'-distearoiletilendiammina) avente una io 52 a circuiti stampati, l'apparecchiatura comprende un connet-formula chimica H35C17COHNC2H4NH4NHCOC17H35 in cui i tore elettrico 54 che attraversa la faccia principale dì una flan-radicali alchidici si estendono linearmente dai legami ammidici già 56 sostanzialmente a forma di U. Come indicato in fig. 1, ! su entrambi i lati della molecola. Questa cera sintetica è otteni- flangia 56 è montata sulla custodia esterna 12 con connettore bile dalla Glyco, Inc. di Greenwich, Connecticut con il marchio 54 distanziato dal pannello 52 dei circuiti. Un assieme 58, rea-commerciale ACRAWAX C e viene normalmente adoperata in 15 lizzato in maniera adeguata, di cavo del tipo a nastro fornisce numerose applicazioni commerciali che non hanno a che fare interconnessione elettrica tra il connettore 54 ed il pannello 52 . con la presente invenzione. circuiti stampati. in the embodiment of the invention is a synthetic organic wax. To complete the equipment and provide an electrically defined connection as N, N'ethylene bisastearamide (optic between the data acquisition unit of the system and the panels also with the synonym N, N'-distearoylethylenediamine) having an io 52 with printed circuits, the apparatus comprises a chemical connec- already 56 substantially U-shaped. As indicated in fig. 1,! on both sides of the molecule. This synthetic wax is obtained - flange 56 is mounted on the external housing 12 with bile connector from Glyco, Inc. of Greenwich, Connecticut with the mark 54 spaced from the panel 52 of the circuits. An assembly 58, rea-commercial ACRAWAX C and is normally used in 15 suitably, of ribbon-type cable provides numerous commercial applications which do not have to do with electrical interconnection between connector 54 and panel 52. with the present invention. printed circuits.

Per quanto riguarda la presente invenzione, la N,N'-etilen- II grado di isolamento termico ottenuto realizzando la pre- As regards the present invention, the N, N'-ethylene- II degree of thermal insulation obtained by realizing the pre-

bis-stearammide è vantaggiosa in quanto sono facilmente dispo- sente invenzione è illustrato da fig. 4 la quale rappresenta le cambili diverse formulazioni che presentano diversi punti di fusio- 20 ratteristiche temperatura/tempo di un'apparecchiatura per regi ne. Inoltre il materiale è adatto per convenzionali procedimenti stratore di dati di volo costruita secondo l'invenzione (curva 6C di produzione poiché non è tossico ed è disponibile in diverse in fig, 4) e le caratteristiche temperatura/tempo di due apparec forme particellari. chiature, identiche ad essa in dimensione, le quali non com- bis-stearamide is advantageous in that an invention is readily available and is illustrated in fig. 4 which represents the various formulations which have different melting points 20 temperature / time characteristics of an equipment for regions. Furthermore, the material is suitable for conventional flight data builder processes built according to the invention (production curve 6C since it is non-toxic and available in several in fig, 4) and the temperature / time characteristics of two particle apparatuses. chiature, identical to it in size, which do not com-

Riferendosi di nuovo alle figure 1 e 2 ed alla configurazione prendono un isolatore fusibile 28 ma impiegano rivestimenti fisica dell'apparecchiatura la connessione elettrica al pennello 25 termici 18 sostanzialmente più spessi fatti del materiale in pre-24 a circuiti stampati è fornita a mezzo di un assieme flessibile cedenza menzionato che è-messo in commercio con i marchi di piatto 30 di cavi che è costituito di un nastro di poliimmide 0 di fabbrica MIN-K 2000 e MICROTHERM (curve 62 e rispettiva-altro materiale affine, il quale comprende una serie di strisce mente 64 in fig. 4). Ciascuna delle tre apparecchiature utilizzati conduttrici separate. Quando il pennello 24 a circuiti stampati per fornire i dati di fig. 4 sono alte 7,62 cm, lunghe 12,2 cm e viene disposto nel guscio centrale 22, il cavo 30 si estende attra- 30 larghe 11,4 cm, essendo lo spessore di parete della custodia verso una tacca rettangolare 32 che è costituita sul bordo limite esterna 12 di 0,32 cm. In questo modo la cavità rettangolare co del guscio centrale 22. Il guscio centrale 22 viene poi riempito stituita entro la custodia esterna delle tre apparecchiature, che con cera organica sintetica fusa per incapsulare il pannello 24 a producono i dati esposti in fig. 4, è alta all'incirca 7 cm, lunga circuiti stampati, i dispositivi 26 di memoria elettronica a stato all'incirca 11,6 cm e larga all'incirca 10,8 cm. In entrambe le solido ed il cavo 30. Un assieme 34 di coperchio interno, che 35 unità di memoria, che comprendono isolazione MIN-K 2000 comprende una lastra metallica rettangolare 36 e flange 38 che oppure MICROTHERM, senza includere un isolatore fusibile, si estendono ortogonalmente da essa per battuta contro le pare- lo spessore del rivestimento termico solido è all'incirca 2,3 cm. ti interne del guscio centrale 22, sigillano sostanzialmente il gu- A differenza di ciò, l'apparecchiatura realizzata secondo l'inscio interno 22 contenente l'isolatore fusibile 28 (la cera organi- venzione (curva 60) utilizza un isolatore MICROTHERM dello ca sintetica) che fonde durante uno schianto ed incendio di ae- 40 spessore di 1,5 cm in qualità di rivestimento termico 16 forman-reo. do in questo modo una cavità centrale (cavità 20 fig. I) che è Referring again to figures 1 and 2 and to the configuration they take a fuse insulator 28 but employ physical coatings of the apparatus the electrical connection to the brush 25 thermal 18 substantially thicker made of the pre-24 printed circuit material is provided by means of a flexible assembly mentioned above which is marketed with the cable plate brands 30 which is made of a polyimide tape 0 of the MIN-K 2000 and MICROTHERM factory (curves 62 and respective other related material, which includes a series of stripes 64 in Fig. 4). Each of the three equipment used separate conductors. When the brush 24 with printed circuit boards to supply the data of fig. 4 are 7.62 cm high, 12.2 cm long and is arranged in the central shell 22, the cable 30 extends through 30 11.4 cm wide, being the wall thickness of the housing towards a rectangular notch 32 which is constituted on the outer edge 12 of 0.32 cm. In this way, the rectangular cavity co of the central shell 22. The central shell 22 is then filled inside the external housing of the three apparatuses, which with synthetic organic wax melted to encapsulate the panel 24 a produce the data shown in fig. 4, is approximately 7 cm high, long printed circuit boards, state-of-the-art electronic memory devices 26 approximately 11.6 cm and approximately 10.8 cm wide. In both the solid and the cable 30. An assembly 34 of internal cover, which 35 memory units, which comprise insulation MIN-K 2000 comprises a rectangular metal plate 36 and flanges 38 which or MICROTHERM, without including a fuse insulator, extend orthogonally from it, against the walls, the thickness of the solid thermal coating is approximately 2.3 cm. the inner shells of the central shell 22 substantially seal the gu- Unlike this, the apparatus made according to the inner hedge 22 containing the fuse insulator 28 (the wax holding (curve 60) uses a MICROTHERM insulator of the synthetic ca ) which melts during a crash and fire of 1.5 cm thick as a thermal coating 16 formed. in this way I give a central cavity (cavity 20 fig. I) which is

L'isolamento termico per la faccia del guscio centrale 22, alta circa 5,5 cm, lunga circa 8,5 cm e larga circa 7,6 cm. Ai-definita dall'assieme 34 di copèrchio, è data da un isolatore ter- l'incirca 184 g di N.N'-etilenbis-stearammide, che presenta un mico sostanzialmente rettangolare 40 che è fatto dello, stesso punto di fusione di 193°C, è depositata nella cavità centrale per materiale utilizzato per formare il rivestimento termico 16 (cioè 45 incapsulare completamente il pannello 24 di circuiti ed associati il sopra menzionato isolatore MICROTHERM). Come mostra- dispositivi 26 di memoria a stato solido. The thermal insulation for the face of the central shell 22, about 5.5 cm high, about 8.5 cm long and about 7.6 cm wide. Ai-defined by the lid assembly 34, is given by an insulator ter- approximately 184 g of N.N'-ethylenbis-stearamide, which has a substantially rectangular mico 40 which is made of the same melting point as 193 ° C, is deposited in the central cavity for material used to form the thermal coating 16 (i.e. 45 completely encapsulating the panel 24 of circuits and associated the aforementioned MICROTHERM insulator). As shown - solid state memory devices 26.

to in fig. 1, l'isolatore termico 40 di preferenza è ricoperto con La prestazione termica dell'invenzione può venire facilmen- to in fig. 1, the thermal insulator 40 is preferably covered with the thermal performance of the invention can be easily

una resina 42 rinforzata con fibra di vetro (od altro materiale te desunta dalla fig. 4 che rappresenta la temperatura raggiunta duraturo) per proteggere l'isolatore termico 40. in corrispondenza oppure vicino ai dispositivi di memoria a sta- a resin 42 reinforced with fiberglass (or other material taken from fig. 4 which represents the lasting temperature reached) to protect the thermal insulator 40. at or near the memory devices

Una seconda piastra sostanzialmente rettangolare 44 di co- so to solido quando l'apparecchiatura di prova sono state sottopo-pertura, costruita dello stesso materiale della custodia esterna ste ad un bruciatore a cherosene che produce temperature del-12, copre il lato aperto della custodia esterna 12 in modo di l'ordine di 1100°C ed un flusso termico dell'ordine di 135 600 A second substantially rectangular plate 44 made of solid material when the test apparatus has been undercoated, made of the same material as the external casing ste to a kerosene burner which produces temperatures of -12, covers the open side of the casing external 12 in order of 1100 ° C and a thermal flow of the order of 135 600

racchiudere completamente l'apparecchiatura così da sigillare Kcal/m2.ora per un periodo di 0,5 ore e viene poi lasciato indi-sostanzialmente l'unità e fornire conduttanza termica sostan- sturbato per 4 ore. Per prima cosa, e di importanza principale, zialmente identica rispetto alla energia termica che è collegata ss la temperatura massima raggiunta nella realizzazione di prova attraverso ciascun Iato rettangolare dell'apparecchiatura. dell'invenzione è all'incirca 176,6°C mentre l'apparecchiature, completely enclose the apparatus so as to seal Kcal / m2 per hour for a period of 0.5 hours and the unit is then left indi-substantially and provide long-lasting thermal conductance for 4 hours. First of all, and of main importance, identical to the thermal energy which is connected if the maximum temperature reached in the test realization through each rectangular side of the apparatus. of the invention is approximately 176.6 ° C while the equipment,

Facendo in particolare riferimento alla fig. I, il cavo elettri- utilizzante l'isolamento MIN-K 2000, raggiungeva una tempera-co 30 esce dalla cavità 16 della custodia esterna 12 attraverso tura massima di circa 337°C e l'apparecchiatura utilizzante l'i-una fenditura rettangolare 46 che è ricavata in una parete della solamento MACROTHERM raggiungeva una temperatura custodia esterna 12. Un connettore 48, in corrispondenza del 60 massima di circa 318,3°C. Inoltre l'unità di memoria utilizzate terminale in fuori di cavo 30, accoppiato con un connettore 50 isolamento MIN-K 2000 (curva 62) raggiungeva temperatura che si trova su un pannello 52 a circuito stampato. Nella illu- massima interna all'incirca in 39 minuti dopo accensione del sfrata realizzazione, il pannello 52 a circuito stampato.è monta- bruciatore a cherosene mentre l'apparecchiatura che adoperava to sostanzialmente parallelo alla faccia della custodia esterna 12 soltanto l'isolamento MACROTHERM (curva 64) raggiungeva la quale comprende la scanalatura 46 e contiene convenzionale 6s la temperatura massima interna circa 55 minuti dopo aver acce-interfaccia elettronica oppure circuiteria di controllo (non mo- so il bruciatore. A differenza di ciò la realizzazione di prova strata in fig. 1) per indirizzare in sequenza dispositivi 26 di me- dell'invenzione, presentava inerzia termica superiore a quella di moria a stato solido durante il funzionamento del sistema di re- entrambe le apparecchiature che adoperano isolamento solido, Referring in particular to fig. I, the electrical cable using the MIN-K 2000 insulation, reached a temperature 30 exiting the cavity 16 of the external casing 12 through a maximum tensile strength of about 337 ° C and the apparatus using the i-a rectangular slit 46 which is obtained in a wall of the MACROTHERM floor reached an external housing temperature 12. A connector 48, at the maximum 60 of about 318.3 ° C. In addition, the memory unit used terminal out of cable 30, coupled with a MIN-K 2000 insulation connector 50 (curve 62) reached temperature which is on a printed circuit board 52. In the internal illustration approximately in 39 minutes after ignition of the exploited embodiment, the printed circuit panel 52 is fitted with a kerosene burner while the apparatus which used substantially parallel to the face of the external housing 12 only the MACROTHERM insulation (curve 64) reached which includes the groove 46 and contains conventional 6s the maximum internal temperature about 55 minutes after having acce-electronic interface or control circuitry (not the burner. Unlike this the realization of the test layered in fig. 1) for sequentially addressing devices 26 of the invention, it had thermal inertia higher than that of solid-state die during operation of the system of both devices that use solid insulation,

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raggiungendo la temperatura massima interna circa 68 minuti dopo l'accensione del bruciatore a cherosene. reaching the maximum internal temperature about 68 minutes after the ignition of the kerosene burner.

Facendo sempre riferimento alla fig. 4, si può osservare che la temperatura raggiunta entro la realizzazione di prova dell'invenzione, alla fine dell'intervallo di 30 minuti del bruciatore (137,8°C) è sostanzialmente al di sotto della temperatura raggiunta entro le unità di memoria utilizzanti l'isolamento MICROTHERM e MIN-K 2000 (circa 160,6°C e rispettivamente circa 204°C). Per il periodo di bruciatore acceso (tempo minore di 30 minuti) e per il periodo richiesto affinchè le unità di memoria di prova raggiungano la temperatura interna di picco, la temperatura della realizzazione di prova rimane al di sotto di quella di entrambe le unità di memoria che utilizzano soltanto isolamento MIN-K 2000 e MICROTHERM. Poiché la cera organica sintetica, che viene adoperata nella realizzazione di prova dell'invenzione, dissipa energia termica accumulata ad una velocità minore sia di MIN-K 2000 che di MICROTHERM, la temperatura della realizzazione di prova dell'invenzione è leggermente maggiore di quella delle apparecchiature in corrispondenza della estremità del periodo di prova mostrato in fig. 4 (tempo uguale a 64,5 ore). Always referring to fig. 4, it can be observed that the temperature reached within the test realization of the invention, at the end of the 30 minute interval of the burner (137.8 ° C) is substantially below the temperature reached within the memory units using the MICROTHERM and MIN-K 2000 insulation (about 160.6 ° C and respectively about 204 ° C). For the period of burner on (time less than 30 minutes) and for the period required for the test memory units to reach the internal peak temperature, the temperature of the test realization remains below that of both memory units which only use MIN-K 2000 and MICROTHERM insulation. Since the synthetic organic wax, which is used in the test realization of the invention, dissipates thermal energy accumulated at a lower speed than both MIN-K 2000 and MICROTHERM, the temperature of the test realization of the invention is slightly higher than that of the equipment at the end of the test period shown in fig. 4 (time equal to 64.5 hours).

La differenza tra la caratteristica temperatura/tempo dell'invenzione a quella delle apparecchiature, contenenti soltanto un rivestimento termico solido è di particolare importanza per quanto riguarda la conservazione delle informazioni codificate digitalmente che sono memorizzate nel dispositivo 26 di memoria a stato solido. In particolare la probabilità di distruggere bit di dati memorizzati non è soltanto una funzione della temperatura di picco raggiunta ma aumenta sostanzialmente in proporzione alla quantità di tempo cui i dispositivi di memoria sono tenuti a temperature sostanzialmente elevate. Come si può vedere dalla fig. 4 e confermare dalla discussione in precedenza esposta, i dispositivi di memoria entro la realizzazione di prova dell'invenzione sono sottoposti a meno energia termica di quelli entro le unità di memoria che utilizzano interamente isolamento MIN-K 2000 e MICROTHERM. Vale a dire, poiché la superfi-s eie al di sotto della curva 60 è minore delle superfici al di sotto delle curve 62 e 64, si può constatare che le caratteristiche temperatura/tempo, presentate dall'invenzione, riducono sostanzialmente la probabilità di perdere una quantità inaccettabile di dati di volo memorizzati rispetto ad apparecchiature di dimenio sione confrontabile che impiegano soltanto rivestimenti termici solidi. The difference between the temperature / time characteristic of the invention and that of the equipment containing only a solid thermal coating is of particular importance as regards the preservation of the digitally encoded information which is stored in the solid state memory device 26. In particular, the probability of destroying stored data bits is not only a function of the peak temperature reached but increases substantially in proportion to the amount of time that the memory devices are kept at substantially high temperatures. As can be seen from fig. 4 and to confirm from the discussion previously exposed, the memory devices within the test realization of the invention are subjected to less thermal energy than those within the memory units which entirely use MIN-K 2000 and MICROTHERM insulation. That is to say, since the surface below curve 60 is smaller than the surfaces below curve 62 and 64, it can be observed that the temperature / time characteristics presented by the invention substantially reduce the probability of losing an unacceptable amount of stored flight data with respect to comparable size equipment that only use solid thermal coatings.

Anche se l'invenzione è stata qui descritta nei termini di una realizzazione normalmente preferita di un sistema di registratore di dati di volo, gli esperti del ramo si renderanno conto che 15 si possono fare diverse modifiche, cambiamenti e sostituzioni senza con ciò allontanarsi dall'ambito e dallo spirito dell'invenzione. Per esempio anche se descritta per un sistema di registratore di dati di volo d'aereo, l'invenzione può trovare applicazione in altre situazioni che richiedono isolamento termico com-20 patto e leggero. Si può prevedere che situazioni di questo tipo aumeteranno in particolare relativamente a veicoli aerei e spaziali e che sempre più sistemi elettronici, che sono stati realizzati ordinariamente mediante circuiti analogici, saranno sostituiti da sistemi digitali 25 Inoltre, il guscio centrale 22 della realizzazione illustrata non è un elemento necessario dell'invenzione e può venire eliminato se necessario oppure desiderato. A questo proposito le ralizzazioni normalmente preferite dell'invenzione impiegano il guscio centrale 22 per facilitare il montaggio e come contenitore 30 per raccogliere la porzione della apparecchiatura di registrazione di dati di volo che deve venire recuperata al fine di ottenere i dati registrati di volo. Although the invention has been described herein in terms of a normally preferred embodiment of a flight data recorder system, those skilled in the art will appreciate that 15 different modifications, changes and replacements can be made without thereby departing from the scope and spirit of the invention. For example, even if described for an airplane flight data recorder system, the invention can find application in other situations which require compact and light thermal insulation. It can be expected that situations of this type will increase in particular with regard to air and space vehicles and that more and more electronic systems, which have been routinely made by analog circuits, will be replaced by digital systems 25 Furthermore, the central shell 22 of the illustrated embodiment is not a necessary element of the invention and can be eliminated if necessary or desired. In this regard, the normally preferred embodiments of the invention employ the central shell 22 to facilitate assembly and as a container 30 to collect the portion of the flight data recording equipment which must be recovered in order to obtain the recorded flight data.

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1 Blatt Zeichnungen 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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CLAIMS 1. Equipment comprising a memory with thermal protection suitable for operation within a predetermined temperature range so as to substantially retain all the data stored therein and also in operation beyond said temperature range, including one or more memory devices (26) for storing said data below a maximum acceptable peak temperature and an external case (1-2) having an internal cavity (16) for containing said device or memory devices (26) characterized by what includes a thermal coating ( 18) located between one or more of said memory devices and the walls of said cavity (16), said thermal lining (18) being spaced from each of said one or more memory devices (26); and a thermal insulation (28) which has a read-only sustainable phase transition 15.

to replace magnetic tape transport devices used in usual models of flight recorder systems with solid state memories.

Due to the increasing demands for thermal protection, the practice 5 currently employed to mount a belt transport device or other flight data recorder memory device, within a cavity which is constituted by encapsulating the memory device with a solid material which is a relatively good thermal insulator and by surrounding this 10 together with a metal protective case, it does not achieve the desired overall reduction in size and weight of memory units that could be obtained in flight data recorder systems that employ semiconductor memory devices such as erasable programmable memories

lido / liquid at a temperature above said predetermined operating temperature range but below said maximum peak temperature, said thermal insulation (28) occupying a defined area between said one or more memory devices (26) and said thermal coating (18) so as to encapsulate each of said one or more memory devices (26) and said thermal insulation (28) in the liquid phase being retained in the cavity (16).

Apparatus according to claim 1, wherein the thermal insulation (28) is a synthetic organic wax.

3. Apparatus according to claim 2, wherein this synthetic organic wax is chemically defined as N, N'-distearoylethylenediamine.

According to the present invention, the aforementioned apparatus comprises a thermal coating placed between one or more of said memory devices and the walls of said cavity, the said thermal coating being spaced from each of 20 said one or more memory devices; and a thermal insulation which has a solid / liquid phase transition at a temperature above said predetermined operating temperature range but below said maximum peak temperature, said thermal insulation occupying a range defined between these one or more memory devices and said thermal coating so as to encapsulate each of said one or more memory devices and said thermal insulation in the liquid phase being retained in the cavity.

When exposed to a fire or other high temperature 30 environment, the thermal insulation exhibiting the solid / liquid phase transition initially serves as a conventional heat shield. When thermal insulation reaches the melting point, it effectively serves as a heat sink since the thermal energy that reaches this material is then used to convert the material from a solid state to a liquid state (melting heat). This maintains the maximum temperature reached during exposure to a high temperature environment at an acceptable level.

The normally preferred embodiments of the invention are designed to maintain solid state electronic memory devices of a flight data recorder at or below a maximum temperature of 200 ° C when the memory unit of the data recorder flight is exposed to a fire that produces temperatures of 1100 ° C for a period of