惡劣環境的案例
：蝦殼結構啟發的可耐受惡劣環境的彈跳機器人
機器人除了滿足日常的需要外，還需要在惡劣的環境下工作。對于彈跳機器人的材料設計，需要同時滿足強驅動力，短時間內大的彎曲曲率，良好的環境耐受性。為了解決這一挑戰，南開大學劉遵峰教授、美國德州農工大學方磊教授、中國藥科大學周湘副教授合作，發明了一種具有蝦殼結構的薄膜彈跳驅動器，由共軛的梯狀聚合物poly(indenoquinacridone)（PIQA）和各向異性的碳納米管薄膜（CNS）復合而成。PIQA/CNS薄膜的多孔結構保證了快速吸收和釋放有機蒸汽。得益于梯狀聚合物PIQA的優異穩定性，此驅動器不僅可以承受225°C高溫，而且浸泡在多種有機溶劑中不被腐蝕，甚至可以在濃硫酸中爬行。PIQA/CNS驅動器不僅能夠在復雜惡劣條件下工作，而且為性能優異的彈跳機器人提供了新的設計策略。
千百年的進化使得自然界中的昆蟲和動物有不同的運動方式，包括行走、爬行、跳躍等。設計能夠實現這些驅動方式的軟體爬行機器人很有意義。相比爬行驅動，強健的彈跳機器人要求更高，需要滿足（1）分子剛性強，能夠有大的驅動力和足夠快的響應速度，（2）高的靈活性以獲得高的彎曲曲率。根據前人的報道，由彈性體或水凝膠組成的膜驅動器雖然彎曲曲率大，但驅動力小速度慢；而基于硬質材料的驅動器可以產生大的速度和驅動力，但是彎曲曲率小，所以同時實現大的驅動力、高的驅動速度和大的彎曲角度是一個挑戰。
盡管彈跳驅動器也有些許報道，但是有一個問題有待解決，就是需要在惡劣的環境條件下工作。相比普通的單鏈高分子材料，該研究團隊制備了梯狀聚合物PIQA，其有高模量、高的熱穩定性以及抗溶劑能力，其剛性和脆性的弱點，可以通過與CNT復合形成“蝦殼結構”來解決。
展開 Littelfuse宣布推出汽車用瞬態抑制二極管陣列,可在最惡劣的環境中確保最高的可靠性能
AQHV和AQHV-C系列瞬態抑制二極管陣列的典型應用包括：
汽車電子設備的ESD保護
LED照明模塊
移動/手持設備
CAN總線（電傳線控）
LIN總線RS-232和RS-485接口
通用低速I/O
便攜式儀表
“作為符合AEC-Q101要求的設備，AQHV和AQHV-C系列可在最惡劣的環境中確保達到最高的可靠性。”Littelfuse瞬態抑制二極管陣列（SPA?二極管）總監Tim Micun表示。 “這使其成為需要更換無源ESD保護器件或在印刷電路板上部署保護器件的設計師的絕佳選擇。”
AQHV和AQHV-C系列瞬態抑制二極管陣列具有以下關鍵優勢：
高達±30kV的ESD保護和高達8A的浪涌保護可幫助設備制造商遵守并超越行業標準，延長設備壽命和系統正常運行時間。
相比替代技術，較低的動態電阻可將鉗位電壓降低60%，是保護采用小型IC的現代電子產品的理想選擇。
結構中采用的硅二極管能夠處理>1000 ESD震擊或瞬態浪涌而不會降低性能，相比之下，替代技術則具有固有的內部磨損缺陷。
展開 【分析實例】南海淺水惡劣環境下單點FPSO系泊系統設計
1.設計環境條件考慮
中國南海經常有臺風過境，近年來臺風的過境次數和破壞力均有所增強，帶來的結果是極限環境設計條件隨之增加。LH11-1FPS設計條件變化情況比較如表1所示，從表中可以發現百一遇的極端設計條件出現了非常明顯的增加。處于安全設計考慮，系泊系統的極限設計條件也隨之提高。考慮到該FPSO較長的設計壽命（30年），采用100一遇的環境條件來作為極端設計條件會使得最終結果偏于危險，基于此，系泊系統的極端設計條件從100年一遇增加到500年一遇。
使用如此嚴酷的環境條件作為計算設計條件，同時水深僅有87m，該FPSO的系泊系統設計遇到較大的挑戰。該系泊系統必須具有足夠的破斷強度以保證纜繩的安全性，同時還需要有足夠的恢復力特性以滿足500年一遇條件下立管的安全性。
表1 南海LH11-1（老流花FPS）環境條件變化比較
極端設計條件(100YRP)
設計壽命
資料年份
水深 [m]
Hs [m]
Tp [s]
一小時平均風速 [m/s]
表面流速 [m/s]
LH FPS
12.98
15.3
42.90
2.26
15
1995
300
LH FPS
13.60
16.4
43.80
2.00
10
2006
300
增加百分比[%]
4.8%
7.2%
2.1%
-11.5%
/
2.系泊設計
為了適應設計條件要求，系泊系統須有合理的回復剛度以限制FPSO的位移。
展開 免費網絡課程 | 6月9日堅固型數據采集系統在惡劣環境條件下的測試應用
培訓內容
HBM通用數據采集系統概覽
SomatXR堅固型數據采集系統的介紹包括：技術源流、主要產品及特性、主要應用的具體配置和方案特色
典型應用案例分享主要包括如下行業：汽車和工程機械、軌道交通聚焦于機車和列車的移動數據采集
培訓時長
1小時
課程對象
汽車、工程機械、軌道交通等行業測試工程師，以及其它行業偏重于現場測試或移動數據采集的從業人員，以及相關研究機構和院校師生。
主講講師簡介
張玉明，2010加入HBM公司，現擔任HBK公司業務拓展，負責測試測量產品的市場推廣和技術支持。
培訓時間
6月9日（周二）下午15:00-16:00
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式
點擊即刻 在線報名；或長按識別下方二維碼進入報名。
已通過其他方式報名，并收到報名確認郵件的客戶，無需重復報名
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“霍家”秘籍 | 讓你的傳感器具備更高性能與成本優勢
案例分享 | 讓屹立90年的海上大橋煥發青春
案例分享 | 采用HBM設備進行復雜的直升機測試
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拒絕宕機：讓管道機器人在惡劣工況下實現“零接觸無線”安全充電
在石油管道、城市管廊等極端環境中，傳統的接觸式充電方式面臨電極氧化、火花風險等諸多挑戰。無線充電技術的出現，為管道機器人提供了全新解決方案，創造了真正意義上的“無線自由”。
01 惡劣環境：傳統充電的痛點
管道巡檢機器人常年在潮濕、多粉塵、腐蝕性的惡劣環境中作業，傳統插拔式充電存在諸多安全隱患。
金屬電極在潮濕、多塵環境中易氧化，導致接觸不良或短路。機械觸點需毫米級對準，機器人位姿偏差可能引發充電失敗。
在煤礦、化工等場景，頻繁插拔加速部件磨損，返修率提升40%以上。
這些痛點嚴重制約了管道機器人的工作效率與可靠性，行業急需一種更安全、更穩定的充電解決方案。
02 無線充電：技術突破與應用
青島魯渝能源科技有限公司研發的磁耦合諧振式無線充電技術，為解決管道機器人的充電難題提供了創新方案。
無觸點防爆設計
魯渝能源的工業無線充電模塊采用封閉式電磁屏蔽層，杜絕電火花產生，同時集成異物檢測（FOD）功能，遇金屬物體自動斷電，滿足煤礦井區防爆要求。
其充電電流突破100A，適配巡檢機器人高強度作業需求。
寬松定位與高適應性
通過磁場拓撲優化，充電距離容差提升至厘米級，機器人無需精確停靠即可高效充電。
魯渝能源無線充電方案支持30℃至60℃溫度范圍，在低溫倉儲、高溫車間等場景保持85%以上能效。
抗污染與密封結構
魯渝能源無線充電器采用壁掛發射端，接收端與機器人側壁融合，避免粉塵侵入關鍵電路。
該方案通過IP67防護認證，可直接沖洗，適用于食品、醫藥等潔凈車間。
03 應用案例：管道巡檢的實際效果
在隧道管廊巡檢場景中，配備無線快充模塊的機器人在潮濕密閉環境中實現了24小時連續運行，維護成本降低30%。
展開 干貨 | 永磁電機關鍵技術分析：材料、損耗、失效、驅控......
因此需要充分考慮惡劣環境的因素，采用數值計算和有限元分析相結合對永磁電機進行熱問題研究，并且通過模擬實驗環境進行測試驗證，是拓展永磁電機系統在高溫環境條件下安全工作的重要保證。
水聽器只能在水環境中使用嗎？
這是一種專為在水中使用而設計的器件，但那些使其在水環境中特別有效的特性，也可移步換形，適應氣體環境。
水環境，特別是鹽水環境，存在各種需要特殊測量考慮的因素。與空氣相比，水引起的阻尼要小得多，水聽器因此必須能夠在變形之前承受較高的聲壓級。由于波長等于聲速除以頻率而且聲音在水中傳播得更快，水中聲波頻率對應的波長要比空氣傳播的波長更大，因此傳感元件可以更大。特定型號的水聽器可以在1000米水下正常工作，并可承受高達100bar的靜壓。此外，其外部耐腐蝕，可耐受較高鹽度等。
非水環境
讓水聽器在水環境中優勢盡顯的元件，在非水環境中也會隨之改變，特別是在發射臺或噴氣發動機試驗臺等極端惡劣環境中，成為特性出眾的傳聲器。這體現在多個方面，水聽器的靈敏度較低，這意味著即使被測物產生的聲壓級非常高，也可以提供良好、干凈且無失真的數據。另一方面是耐用性，其耐用性是傳統空氣傳聲器所無法比擬的。水聽器能夠在惡劣環境中且在無人值守的情況下持續工作，這意味著它可以在設置后獨立工作，能夠在發射臺上的極端條件下持續長達5秒（相對于通常不到1秒），提供大量豐富的數據。
HBK的水聽器是單獨校準的水聲傳感器。這些儀器提供平坦的頻率響應，并且在很寬的頻率范圍內都是全指向的。所有水聽器都采用屏蔽元件構造；完全防水、耐腐蝕，并能承受高鹽度。在實驗室和海洋研究中測量聲音時，這些儀器提供了更高水準的深度、范圍和精度。
水聽器規格
HBK水聽器是壓電式傳感器，設計用于水下記錄或聆聽水下聲音。
陶瓷壓電傳感元件及其內部支撐結構永久粘合在透聲、無鉛、丁腈橡膠中。 支撐結構由金屬合金制成，在幾乎所有惡劣環境中都具有極強的耐腐蝕性，并且在浸入海水中時具有非常好的防污性能。內部支撐在機械和電氣上與金屬外殼隔離，僅通過合成橡膠耦合。
展開 把光應用到測量領域 | HBK光學測量解決方案
研發
基于FBG的傳感器可抵御從低溫到高輻射和真空等各種惡劣環境，是研究和開發項目的重要資產。此外，將它們直接集成到復合材料中也有利于智能材料的發展。
工業
FBG傳感器體積小巧、堅固耐用，便于設計專用傳感器，用于狹小空間、長距離和惡劣環境，例如含有鐵銹、油和工業粉塵的環境 。
為什么要使用光纖布拉格光柵傳感器？
1.降低總體擁有成本
基于FBG技術的光學傳感器可以通過同一根光纖串聯起來，利用不同波長傳感器的復用能力。此外，如果測量原理相同，還可以連接測量不同參數的傳感器。這樣，一臺光學解調儀就可以同時采集數百個傳感器，從而大大降低了每個測量點的成本。工廠預裝的系列傳感器不僅減少了所需的布線量，還大大減少了安裝時間和現場連接的需要。FBG傳感器可提供長時間的精確和絕對測量。與其他一些傳感器不同的是，它們無需重新校準，隨時間的推移也不會出現零漂移。
2.匹配新材料
新材料越來越強，結構越來越輕。串聯式傳感器連接最大程度地降低了布線的復雜性，從而減輕了重量，簡化了傳感網絡，即使傳感器數量較多也不例外。由于 FBG 傳感器體積小、重量輕，因此可以嵌入創新結構使用的復合材料中。它們可以承受高應變，具有極高的疲勞極限，因此適合用于航空、航天和其他行業的新材料。
3.訪問遠程地點
利用光學傳感器技術，距離和線纜長度不會影響測試結果。即使您的數據采集系統位于距離測量點數公里之外的地方，您仍然可以依靠高質量的測量結果。
4.在危險區域運行
由于該技術完全是被動式的，傳感器無需主動供電，這意味著它們可以在爆炸區域使用，而不會有任何風險。它們還非常適合高壓環境，因為信號不會受到電磁干擾，而且傳感器可以是非導電的。它們的穩健性超出了安全方面的考慮。
展開 水聽器只能在水環境中使用嗎？
這是一種專為
在水中使用
而設計的器件，但那些使其在水環境中特別有效的特性，也可移步換形，適應氣體環境。
水環境，特別是鹽水環境，存在各種需要特殊測量考慮的因素。與空氣相比，水引起的阻尼要小得多，水聽器因此必須能夠在變形之前承受較高的聲壓級。由于波長等于聲速除以頻率而且聲音在水中傳播得更快，水中聲波頻率對應的波長要比空氣傳播的波長更大，因此傳感元件可以更大。特定型號的水聽器可以在1000米水下正常工作，并可承受高達100bar的靜壓。此外，其外部耐腐蝕，可耐受較高鹽度等。
非水環境
讓水聽器在水環境中優勢盡顯的元件，在非水環境中也會隨之改變，特別是在發射臺或噴氣發動機試驗臺等極端惡劣環境中，成為特性出眾的傳聲器。這體現在多個方面，水聽器的
靈敏度較低
，這意味著即使被測物產生的聲壓級非常高，也可以提供良好、干凈且無失真的數據。另一方面是
耐用性
，其耐用性是傳統空氣傳聲器所無法比擬的。水聽器能夠在惡劣環境中且在無人值守的情況下持續工作，這意味著它可以在設置后獨立工作，能夠在發射臺上的極端條件下持續長達5秒（相對于通常不到1秒），提供大量豐富的數據。
Brüel & Kj?r的水聽器是
單獨校準
的水聲傳感器。這些儀器提供平坦的頻率響應，并且在很寬的頻率范圍內都是
全指向
的。所有水聽器都采用
屏蔽元件
構造；完全防水、耐腐蝕，并能承受高鹽度。在實驗室和海洋研究中測量聲音時，這些儀器提供了更高水準的深度、范圍和精度。
展開 小型化設計中，高可靠性的EMI抑制電容應該怎么選？
與傳統的硅基器件相比，它們具有更高的效率和功率密度，并且可以在更高的開關頻率和惡劣的環境下工作。寬帶隙MOSFET和二極管的出現，減小了電子元器件的尺寸，更顯著提高了效率，特別適在移動設備中應用。在電源轉換系統中，使用WBG半導體元器件可以實現更小的占板面積和更高的效率，同時在電源轉換過程中實現更低的能量損耗。受益于PCB占位面積的減小，還帶來了其他關鍵優勢，如可聽噪聲的降低和無源元件的小型化。
但是，由于越來越多的電子器件集成到較小的封裝中，因此小型化的設備更容易受到電噪聲或干擾的影響。盡管在WBG設備中使用較高的頻率或可有助大大降低可聽噪聲，但它會產生更多的高頻輻射，并且需要更復雜的設計才能滿足監管機構對輻射的要求。由于這些原因，EMI抑制電容器在電子工業中起著至關重要的作用，而且在關鍵的電氣和環境應用中還需要更小型化的解決方案。
惡劣環境條件下工作的挑戰
使高電壓和高頻率的功率器件的尺寸最小化將面對兩個重要難題：更大的感應噪聲和更大的熱損耗。
這些挑戰可能會對電子器件的可靠性和性能產生重大的影響。隨著尺寸變得更小，如何讓這些電子器件在惡劣環境條件工作下并能夠延長其使用壽命，這是一個充滿挑戰的課題，如：
期望電動和混合動力汽車承受更高的溫度和極端的熱沖擊循環。
在不同的現場環境中，更小的太陽能微型逆變器和智能電表的預期使用壽命長達25年，更可以無需維修。
數據和通信系統的工作空間越來越小（因此每平方英尺的功率密度要求更高），以提高電子基礎設施的效率。
展開 海浪對離岸結構的影響
如果在惡劣環境中出現負氣隙，預測由此產生的甲板沖擊載荷就變得非常重要。隨著石油和天然氣生產進入更深的水域，需要浮式結構，并且甲板高度受到重量和穩定性要求的限制。準確預測甲板與自由水面的間隙和甲板沖擊載荷對于預測這些結構在惡劣環境下的性能至關重要。
計算流體動力學
計算流體動力學（CFD）方法被廣泛應用于各種行業，以研究流體流動和熱傳遞行為。CFD結合流體體積（VOF）模型，可以有效預測離岸平臺的空隙和波浪撞擊載荷。VOF方法可以準確預測自由液面的形狀和非線性波浪行為。對于浮動系統，CFD可以與有限元分析（FEA）相結合，以預測平臺在波浪撞擊期間的動態和結構反應。
SPAR平臺的波浪相互作用
圖1為SPAR對10和20米波浪的動態反應。這兩個波浪均為20秒的周期，并使用線性波浪邊界條件生成。SPAR被建模為質心有6個自由度的剛體。
圖2為SPAR質心的垂直位移。
圖3為波浪相互作用引起的SPAR的水平力。
圖1：SPAR的動態反應
圖2：SPAR的垂直位移
圖3：SPAR上的水平力
波浪對重力式結構（GBS）的影響
圖4為波浪對重力式結構（GBS）甲板的影響。平均水深為151.1米，初始空隙為21.7米。入射波浪高度為40米，周期為17秒。
圖5為波浪對頂部甲板的GBS水平和垂直力的影響。
力的急遽增加對應于波浪對GBS前端的初始沖擊和對甲板頂部的二次沖擊，如圖4所示。
圖4：波浪對GBS的影響
圖5：由于波浪對甲板的沖擊而產生的GBS受力歷史
展開 
游走在“腐蝕劑”中的鋼鐵巨獸
就在十幾年前，這里還是一眼看不到盡頭的茫茫戈壁灘，一年里有兩百多天是風沙天氣，因此，這種環境其實是極不適宜生活居住的，即使是上文提到的“鋼鐵巨獸”，也往往將這里視作需謹慎駛入的“禁區”。
柳工裝載機
眾所周知，工程機械設備的使用壽命與工作環境息息相關，如海邊作業的設備壽命明顯要低于內陸，至于在鹽田中作業，則無異于天天游走在腐蝕劑中，在這樣的高腐蝕環境下持續地高負荷運轉，對于設備的可靠性、穩定性是極大的考驗。
奮戰在惡劣環境下的CLG856H
“為了買到不會在關鍵時刻掉鏈子的、真正過硬的設備，我們考查了好多個廠家，國內國外的都有，經過反復調查論證，最終選擇了柳工。”
王利兵
王利兵，藏格鉀肥廠的元老級員工，扎根于這個鹽湖世界已經十幾年。同時，他也是公司目前60多臺柳工裝載機的大管家，陪伴著這一臺臺鋼鐵巨獸度過了幾千個日日夜夜。
這60多臺柳工裝載機分屬于不同的型號，有老款的ZL50CN、CLG856，也有最新款的CLG856H。面對風沙侵襲、高鹽腐蝕，以及持續高負荷的層層考驗，它們最終憑借穩定高效的可靠表現，交出了一份令王利兵頗為滿意的答卷。
ZL50CN裝載機
除了對產品性能予以肯定，王利兵還特別為柳工裝載機良好的舒適性及操控性點贊。高原地區氣候環境惡劣，不管是強風沙、高溫差還是太陽紫外線，對長期室外作業的操作手來說都是極大的考驗，柳工裝載機駕駛室超大空間全景視野，采用微增壓技術，阻止粉塵進入，配備了大冷量空調，隔絕室外高溫，充分保證了駕駛員操控環境的安全與舒適性，有效降低了長時間工作的疲勞感，進而保證了作業效率。
柳工裝載機在嚴苛的作業環境下從事著繁忙的工作
十幾年來，扎根于察爾汗鹽湖之畔的藏格鉀肥，一步步發展壯大，從一個年產3000噸的小企業，成長為年產200萬噸，全國市場份額接近30%的特大型行業龍頭企業。
展開 低壓MOS在多電平逆變器上的應用-REASUNOS瑞森半導體
電平逆變器的應用推薦低壓MOS系列，產品穩定，性能可靠，滿足惡劣環境工況下使用
二、多電平逆變器工作原理
橋式電路常見于普通二電平逆變器電路的一部分。通過上下兩個橋臂組成，實際應用中根據應用場景不同，分為單相和三相。MOS管Q1和Q2位于電壓源和地線之間，通過控制Q1和Q2的通斷，由中點輸出所需電壓。（見圖1）
二電平逆變器工作波形如圖所示，輸出電壓有兩個電平，當Q1導通，Q2關斷時為U（電壓源電壓），當Q1關斷，Q2導通時為0（接地電壓）。（見圖2）
二電平逆變器的拓撲線路
二電平逆變器每個橋臂中只有一個開關器件，而多電平逆變器每個橋臂中有多個開關器件串聯而成。（見圖3）
工作周期分別為Q1和Q2導通，Q2和Q3導通，Q3和Q4導通。輸出電壓有三個電平，Q1和Q2導通時為U，Q2和Q3導通時為U/2，Q3和Q4導通時為0。（見圖4）
多電平逆變器的拓撲線路
假如以上兩個逆變器的電壓源電壓都是U時，理論上二電平逆變器的輸出電壓振幅是U，因為輸出電壓為U和0，每個器件上施加的電壓也是U。而三電平逆變器的輸出電壓振幅是U/2，因為輸出電壓為U、U/2和0，那么施加到每個器件的電壓也是U/2。因此，對于三電平逆變器，每個開關器件上施加的電壓變為二電平逆變器的一半，可使用耐壓減半的器件。
三、選型推薦
瑞森半導體低壓MOS系列，突破性的FOM優化，覆蓋更多的應用場景。極低導通電阻，低損耗，高雪崩耐量，高效率。產品穩定，性能可靠，滿足惡劣環境工況下使用。多種封裝，多種內阻，多種耐壓，產品參數系列齊全，滿足不同電壓，不同功率的多電平逆變器使用要求。
多電平逆變器MOS選型，產品參數系列齊全，滿足各種應用要求
展開 霍家教程 | 應變片焊接與粘接的區別（附贈焊接教程）
以下我們列出了兩者之間的區別：
焊接的優勢
由于環境因素，例如低溫下大多數粘合劑無法固化（如石油管道）
對濕度的敏感性較低（適用于惡劣環境）*
適用于惡劣環境下的長期應用。
粘接的優勢
采用冷固化膠接材料，安裝方便快捷。
在復雜區域（徑向表面或小尺寸區域）安裝靈活。
無需焊接設備
有多種不同的應變片類型可供選擇。
*建議安裝后對應變片進行保護，因為焊接點可能受到腐蝕。
HBM焊接和黏貼應變片
HBM是應變片開發和制造領域的全球領導者。我們提供數以千計的型號。
我們的應變片粘合材料包括冷固化和熱固化粘合劑，如酚醛樹脂、甲基丙烯酸鹽和環氧樹脂。這些材料易于操作，適用于實驗測試和傳感器制造。
如果您的應用程序需要焊接，您可以了解如何正確焊接應變片：
應變片焊接分步教程
1）首先清潔表面。
展開 國防工業電子產品的熱管理，難在哪里？
這些電子產品經常處于一種極端的熱環境下。假想一架停放在加勒比海的噴氣式戰斗機，現在要去執行一項任務。飛機此時處在海平面，溫度、濕度非常合適的環境下。當飛機升空后，將處于高海拔、低于冰點溫度的環境中，在幾分鐘甚至幾秒鐘內改變電子產品的邊界條件，因此飛機中的電子產品必須可以在較大范圍的環境溫度下工作。
另外，由于軍事任務的本性，勢必導致這些電子產品承擔較大的數據處理量，同時要求較快的數據處理速度，相應低，電子產品的熱耗會隨之急劇增加。因此，惡劣的環境條件、急劇增大的芯片熱耗，使得國防工業電子產品的熱管理面臨巨大的挑戰。同時，要求產品呈現輕量化、完美的可靠性也都增加了熱設計的難度。
對許多處于大氣層或者外太空環境下的電子設備來說，重量是一個非常重要的要素。重量越輕，產品持續工作的時間越長，花費的費用越低。很明顯，由于噴氣式戰斗機、導彈、坦克等的既有特性，使得電子產品處于惡劣的熱環境下，因此國防工業電子產品的熱可靠性是一個非常重要的因素。
下圖為一個成功的電子產品中熱設計扮演的角色以及環境對它的影響，可以看出，海拔、高溫、低溫、濕度、溫度沖擊、太陽熱輻射、沖擊振動、結冰、各類惡劣環境（真菌、沙漠、灰塵、煙灰等等）均對熱設計有不同程度的影響。
下圖顯示了地球大氣至外太空環境的溫度梯度、空氣組成，軍用或航空航天電子產品將會在這樣的環境下工作。
空氣的減少及密度的改變，會極大的影響電子產品的熱管理，二者對熱管理的影響可以參考下圖：
可以清楚地看出海拔對空氣行為的影響。電子產品的熱設計必須克服各類邊界條件，滿足產品工作的環境。
與其他電子產品類似，國防工業電子產品必須具有良好的冷卻系統，可以考慮使用熱管將熱量由一個地方傳送至其他地方或者低溫的冷卻系統。
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