CN111386753A - 飞行记录器存储器核心的热隔离 - Google Patents

Abstract

各种系统可受益于适当的热保护。例如，各种飞行记录器系统可受益于飞行记录器存储器核心的热隔离。系统可包括飞行记录器的存储器核心。系统还可包括容纳存储器核心的内腔。系统可进一步包括容纳内腔的外腔，内腔与外腔之间具有真空。系统另外可包括从航空电子设备通过外腔和内腔到存储器核心的信号路径。该系统还可包括用于存储器核心的、通过外腔和内腔的电源路径。

Description

飞行记录器存储器核心的热隔离

背景技术：

技术领域：

各种系统可受益于适当的热保护。例如，各种飞行记录器系统可受益于飞行记录器存储器核心的热隔离。

相关技术说明：

当飞行器坠毁时，关于坠毁的信息的一个非常关键的来源是飞行记录器。因此，为了有价值，飞行记录器被设计成具有坠毁可保全的存储器。

行业需求正趋向于对更大的坠毁保全的存储器容量的需求，以支持多个长持续时间语音和视频信道以及其他数据。同时，大尺寸商用存储器在试验时，很难通过温度试验要求。

附图说明：

为了正确理解本发明，应参考附图，其中：

图1图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器的实施例。

图2图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器的进一步实施例。

图3图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器的附加实施例。

图4A图示出根据本发明的某些实施例的处于闭合位置的高隔离电路。

图4B图示出根据本发明的某些实施例的处于开路位置的高隔离电路。

发明内容：

根据本发明的某些实施例，系统可包括存储器核心(memory core)。该系统还可包括容纳存储器核心的内腔。该系统还可包括容纳内腔的外腔，内腔与外腔之间具有真空。系统可附加地包括外腔内的第一继电器，该第一继电器被配置成用于选择性地使从外腔的外部到存储器核心的功率连接和断开。

具体实施方式：

本发明的某些实施例涉及能够在法规要求的温度试验下保全的飞行记录器。此类法规的示例是EUROCAE ED-112A，“抗坠毁机载记录器系统最低工作性能要求”。

例如，本发明的某些实施例涉及可以使用真空作为隔离介质来提供免于温度极端条件影响的存储器保护的飞行记录器存储器概念。因此，本发明的某些实施例可允许使用当前无法在期望的着火试验下保全的更高容量存储器技术，此类更高容量存储器技术包括但不限于以下内容：非易失性存储器(诸如NVRAM)，其可以是闪存、固态存储的示例；只读存储器(ROM)(诸如EPROM、EEPROM、掩模型ROM和PROM)；以及易失性存储器(诸如SRAM和DRAM)。即使这些存储器不是存储飞行数据的实际芯片，它们也全部可以是受保护的。有时其他集成电路和存储器包含在作为用于存储数据的整体电路的一部分的坠毁可保全存储器单元(CSMU)中。

记录器存储器体系结构的核心可以使用任何期望的真空瓶，例如以1892年发明它们的詹姆斯·杜瓦爵士的名字命名的杜瓦瓶或杜瓦瓶(Dewar flask or Dewar bottle)。使用该方法，几乎可以消除热的传导和对流。可以通过使用附加技术来降低辐射热，这些附加技术诸如镀银、其他反射技术或任何其他期望的技术。

在一个示例性实施例中，存储器电子器件可以被容纳在内核心中。内核心可以被外核心包围，用真空将两个核心分隔开。该真空分隔可以通过各种方式来实现。

例如，可被容纳在内核心中的存储器电子器件可被插入到另一个较大直径的压力容器中并被密封。内核心与外容器之间的空间可以将其间的空气排出。另一种方法可以提供同心容器(例如，圆柱形容器或任何其他期望的形状)，这些容器可以在端部密封，并通过阀门将它们之间的空气泵出。在进一步的实现方式中，同心容器(例如，圆柱形容器或任何其他期望的形状)可以使用电子束焊件在真空空间的开口端处焊接，从而在圆柱体之间捕获真空。容器不需要是圆柱形的，并且因此，可以使用多种形状来满足应用特定的要求。

到存储器核心的信号通信可以通过传统铜连线电气地进行。或者，可以使用光纤线缆，从而消除对存储器核心的铜入侵。对存储器核心的供电可以通过传统连线来提供，并且可以采用热路传导隔离技术，此类热路传导隔离技术包括但不限于经由磁场或电场的功率传输。一些具体的示例包括电磁感应、电动感应、静电感应、感应耦合、磁共振感应、微波功率、射频功率以及光或激光功率。

图1图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器。如图1中所示，可以在内压力容器内安装具有存储器集成电路(IC)的电路卡。在该特定的图示中，内压力容器是不锈钢的，但也允许其他材料。任选地，内压力容器可由热绝缘材料制成，此类热绝缘材料可包括但不限于陶瓷绝缘材料，其可被诸如玻璃或金属之类的气密性(抗真空)覆盖物覆盖。存储器可以配备有散热器，该散热器也可以位于内压力容器内。

内压力容器可以被容纳在外压力容器内，该外压力容器被图示为由不锈钢制成，但也允许其他材料。一个或多个密封继电器可以在内压力容器与外压力容器之间的真空中操作。该(多个)继电器可提供热流路径隔离。外压力容器可包括数据和功率输入端口以及压力端口。压力端口可用于将空气从容器之间移除，从而在内压力容器与外压力容器之间形成真空。

数据和功率线未被示出，但可以从数据和功率输入端连接到内压力容器的内部数据/功率端口。如上所述，一个或多个密封继电器可用于提供关于例如电源线的热流路径隔离。

水下定位器信标可以附接到外压力容器的一端。在该示例中，水下定位器信标位于外压力容器的与数据和电源输入相对的另一端，但水下定位器信标可以设置在同一端，或在外压力容器上的任何其他期望的位置，或实际上在图1中所描绘的真空保护存储器的整个体系结构的任何其他部分。

图2图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器的进一步实施例。如图2中所示，装置可包括真空保护存储器，其可例如如图1所示和描述被构造。

同样图2中所示，装置还可包括具有远端口的弹道壳。该远端口可以提供与外容器的数据和电源输入端口相同的连接性。

弹道壳可被设计成用于进一步保护真空保护存储器免受冲击力和穿透力的影响。例如，弹道壳可以用任何期望的结构(诸如铝蜂窝夹层)来封装真空保护存储器模块，以提供抗弹道穿透能力。

使用此种弹道壳可能符合渐进式保护理念。例如，外壳可提供动能吸收，随后可采用被结合以用于火焰保护和高残余热保护的技术(诸如已建立的真空区)。

根据本发明的某些实施例，系统可包括用于飞行记录器的存储器核心。如图1和2中所图示，该存储器核心可包括任何期望的存储器，诸如存储器集成电路。

该系统还可包括容纳存储器核心的内腔。例如，该内腔可以是上文所描述的内压力容器。可以为存储器核心提供任何期望的散热器。散热器可以被设置在内腔内。散热器可以被设计成用于将热量传递到内腔壁。

该系统可进一步包括容纳内腔的外腔，在内腔与外腔之间具有真空。外腔可以是例如上文所描述的外压力容器。

内腔和外腔可以是圆柱体。也允许其他形状因子。例如，形状因子可以是其他三维同心形状，诸如(例如，矩形、三角形或正方形的)同心盒，或者甚至同心球体。本发明的实施例可以不要求内腔的形状与外腔的形状匹配。例如，正方盒内腔可以由矩形盒外腔容纳。

内腔可以通过一个或多个绝缘支撑件被设置成与外腔分开。这些绝缘支撑件可以是，例如，绝缘垫圈或其他支撑件(例如，环形支撑件)，其将内腔的壁与外腔的壁分开，使得这些壁之间没有直接的物理接触。

内腔和外腔各自可以是不锈钢、钛、其他类似材料或任何其他期望材料。或者，内腔可以由与外腔不同的材料制成。在这两种情况下，都可以选择具有良好结构强度的材料。

外腔的内表面可涂敷有比外腔的材料更好地吸收辐射热的材料，诸如黑色材料或具有期望吸热特性的任何其他材料。相比之下，内腔的外表面可以涂敷有比内腔的材料更好地反射辐射热的材料，诸如银表面、镜面或具有期望的热相关特性的任何其他材料。

系统还可包括从航空电子设备通过外腔和内腔到存储器核心的信号路径。

系统可进一步包括用于存储器核心的通过外腔和内腔的功率路径。

如上文所描述，可以在外腔的一端设置水下定位器信标。如图2中所图示，可以在外核心周围提供弹道套。弹道套可以具有铝蜂窝结构，或任何其他类似的力吸收结构。弹道套可以由防火材料制成或浸渍有防火材料，防火材料被设计成用于防止弹道套燃烧。

图3图示出根据本发明的某些实施例的真空保护存储器的附加实施例。如图3中所示，在保持真空的同时，还可以应用附加的增强件来进一步加强真空保护存储器的抗穿透性和抗抗压裂性。

如图3中所图示，内真空容器可以由两个同心不锈钢管构成。如上所述，也允许其他材料(诸如钛)，并且允许除管以外的其他形状。内管外侧与外管内侧的半径差可以充当真空区。一个或多个隔热垫片可以在两个管之间建立平衡。

更大的管可以缩颈或压轧到内管上，保全电子束可以焊接在真空空间中。所谓的吸气剂材料可被包括在真空区中，以进一步提高真空质量。如上所述，内容器的外表面可以是反射的、镀银的或以其他方式被配置成用于反射辐射热。

可将存储器的电路卡插入到真空容器中的内空间中，并且可使用由高温绝缘材料(诸如陶瓷、高温聚合物)制成的止挡器或由金属制成的杜瓦止挡器(中间有一个空腔，该空腔为真空空间)来塞住容器。电路卡可以安装到用于消散电路产生的热量的散热器上。(多根)信号和功率线缆可从止挡器向外引导，并沿真空容器的一侧向下设置。

不锈钢外容器可由不锈钢管制成，并由热陶瓷或高级陶瓷制成的陶瓷绝缘材料填充。陶瓷绝缘材料的形状可以与真空容器匹配。

可将真空容器插入到外容器中，止挡器优先插入。在该布置中，有效载荷可以最远离于止挡器，并且止挡器侧可以最远离外容器端帽侧。信号电缆可从外容器端帽向外设置。

在该布置中，外容器可以进行穿透和压裂测试，并且陶瓷绝缘件可以在真空丧失时以某种方式提供备用。另一选项是用明胶填满(或部分地填满)真空容器。用诸如导热油脂之类的材料或添加的(多个)散热器填充在真空容器内也可以是进一步的(未图示出的)选项。

更具体地，本发明的某些实施例可以提供一种将存储器或其他电路与由铜或其他导热材料提供的(诸如由信号线或功率线提供的)直接热路径隔离的方法或机制。

本发明的某些实施例可以与飞行记录器存储器一起工作，并且可以使用真空作为绝缘介质来提供电路保护，使其免受极端温度的影响。记录器结构的核心可以使用真空瓶保护方法，其中存储器电子设备被容纳在内核心中，内核心插入到另一个更大直径压力容器并被密封。两个圆柱体之间的空间可以使空气从中排出。尽管真空可以保护存储器免受环境热的影响，但到从外部到存储器核心的电路的连线可以提供热路径，特别是通过良好的热导体(诸如铜线)。

与存储器核心的信号通信可以通过传统铜连线或经由光纤线缆电气地进行，这将消除到存储器核心中的铜入侵。然而，如果对存储器核心的供电是由从外部高温引至受保护存储器区域内部的电线提供的，则这些电线可以通过安装在真空腔内的继电器，如图1中所示，该真空腔提供热传导隔离。继电器或其他断开装置可以密封，使得没有热传导或对流路径进入存储器核心。继电器可以由若干个元件中的一个或多个元件(诸如热传感器、计算机控制、或飞行器功率损耗)致动或断开。

图4A图示出根据本发明的某些实施例的处于闭合位置的高隔离电路。如上文所公开，到存储器核心的信号可以通过光纤传输或是中继缓冲的。和前面的示例中一样，可以存在外压力容器和内压力容器。在内压力容器内，可以存在多个集成电路(在该示例性情况下为IC 1和IC 2)，集成电路可以具有到散热器的衬垫连接。在该示例性情况下，可以存在到内压力容器的两个或更多个功率连接，即直流(DC)电压(VDC)路径和回流(RTN)路径。VDC和回流路径RTN两者都可以通过内压容器的壁，通过密封继电器，并且然后通过外压容器的壁。

因为继电器是密封的，所以继电器可以包含或任选地可以不包含真空。继电器可被配置成用于在电压VDC过于接近回流电压VDC RTN时断开电路。例如，当电压VDC的振幅减小到继电器不再被提供有足够的激励以保持继电器触点的闭合时，继电器可以断开电路。

在外压力容器外，可以使用计算机控制的继电器提供VDC或断开电路。当存在预定条件时，计算机控制的继电器可以断开电路。计算机控制的继电器可以断开继电器电路的条件的示例如下：通过传感器检测到高环境温度；通过g开关检测到飞行器坠毁、易碎链路断裂或其他方式；或检测飞行器功率的即将发生的损耗或实际损耗。电路还可包括热开关，该热开关可被配置成用于在一定温度下断开。当达到一定温度时，热开关可以断开。可以确定不可接受的温度是多少，并且热开关可被设计成在达到该温度时断开。VDC路径可以由电压源(诸如28伏DC电压源)供电。计算机控制器可以控制计算机控制的继电器，该计算机控制器可包括处理器和存储器。

图4B图示出根据本发明的某些实施例的处于开路位置的高隔离电路。图4B图示出与图4A相同的示例性电路，但其中计算机控制的继电器断开、热开关断开和密封继电器断开。

本领域普通技术人员将容易地理解，能以不同顺序的步骤和/或以与所公开的配置不同的配置的硬件元件来实现如上所述的本发明。因此，尽管已经基于这些公开的实施例描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在保持在本发明的精神和范围内的同时，某些修改、变化和替代结构将是显而易见的。

Claims (14)

1.一种系统，包括：

存储器核心；

容纳所述存储器核心的内腔；

容纳所述内腔的外腔，所述内腔与所述外腔之间具有真空；以及

所述外腔内的第一继电器，被配置成用于选择性地使从所述外腔的外部到所述存储器核心的功率连接和断开。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

从所述外腔的外部到所述存储器核心的光纤信号路径。

3.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

所述外腔内的第二继电器，被配置成选择性地使从所述外腔的外部到所述存储器核心的信号路径连接和断开。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

所述内腔内的散热器，并且所述散热器被配置成用于将热从所述存储器核心的集成电路移除。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述内腔和所述外腔可以是圆柱体、同心盒或者同心球体。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述内腔通过一个或多个绝缘支撑件被设置成与所述外腔分开。

7.如权利要求1所述的系统，其中外腔包括不锈钢或者钛。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述外腔的内表面涂敷有被配置成用于吸收辐射热的材料。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述内腔包括不锈钢或者钛。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述内腔的外表面涂敷有被配置成用于反射辐射热的材料。

11.如权利要求1所述的系统，进一步包括水下定位器信标。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述水下定位器信标位于所述外腔的一端处。

13.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

被设置在所述外核心周围的弹道套。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述弹道套包括铝蜂窝结构。

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