第896章 体积压缩
卷首语
1971年7月10日8时37分,北京某电子实验室的操作台上,军用“67式”加密模块的金属外壳被拆开,露出内部密密麻麻的分立元件,37立方厘米的电路板在台灯下泛着陈旧的铜色光泽。小张(电子工程师)戴着放大镜眼镜,手里捏着一把0.19毫米的镊子,正将一枚贴片电阻(尺寸2.5x1.2毫米)往多层陶瓷基板上贴;老吴(算法专家)趴在旁边,用铅笔在电路草图上标注“冗余电路删除区”,旁边写着“抗核辐射模块(73)可移除”;小王(测试员)捧着精度0.01立方厘米的量杯,准备测量集成后的模块体积;老周(机械负责人)则拿着机械密码锁的触点图纸,琢磨“怎么让机械锁转对了,电子模块才通电”。
实验室墙上的白板写着三个核心目标:“体积37→193”“功耗190→97A”“机械-电子联动可靠”,每个目标旁都画着红圈。“军用模块是按战场环境设计的,抗核辐射、抗冲击的冗余太多,外交用不上,必须砍。”小张的声音透过放大镜传来,他小心翼翼地将一块多层基板放在量杯里,水面上升123,“再把贴片元件焊上去,应该能压到193。”老吴补充:“功耗要是降不下来,外交人员的蓄电池(1900Ah)撑不了19小时,到了纽约就断联。”一场围绕“军用模块外交化”的集成攻坚战,在实验室的焊锡味与图纸翻动声中开始了。
一、集成前筹备:电路拆解与协同设计的“基础铺垫”(1971年7月3日-9日)
1971年7月3日起,团队就为加密模块集成做准备——核心是“摸清军用模块冗余、选对小型化元件、设计机械-电子接口”,毕竟集成不是简单拼接,要在压缩体积、降低功耗的同时,确保加密性能不打折。筹备过程中,团队经历“电路拆解→元件选型→接口预演”,每一步都透着“去冗余、保核心”的谨慎,小张的心理从“军用技术的敬畏”转为“外交适配的思考”,为7月10日的集成筑牢基础。
军用加密模块的“电路拆解”。小张团队用精密螺丝刀拆解“67式”模块,将37立方厘米的电路拆分为4部分,逐一测量体积与功能:1核心加密电路:173(含15块分立电路板,实现17层嵌套算法);2军用冗余电路:73(抗核辐射电路33、战场抗干扰线圈23、备用电池接口23,外交场景无需这些功能);3散热系统:73(金属散热片+风扇,军用需抗60c高温,外交场景最高40c,可简化);4供电与接口电路:63(含军用标准接口,需改为外交设备适配的微型接口)。“冗余电路占了近20%体积,功耗也高,比如抗核辐射电路静态电流就有37A,必须删掉。”小张在拆解报告上圈出“可移除区”,老吴复核后确认:“删掉这些,算法核心功能不受影响,抗干扰率仍能保持97%(达标)。”
小型化元件的“选型与验证”。团队从3类元件中选定小型化方案:1贴片元件:选用国产0805规格贴片电阻(体积0.0193,是军用分立电阻的1/3)、贴片电容(0.0073),以及1970年刚量产的贴片芯片(体积0.193,集成度是分立元件的7倍),经测试,贴片元件的抗干扰率97%,与军用分立元件一致;2多层陶瓷基板:选用0.7毫米厚的氧化铝陶瓷基板(体积123,可集成15块分立电路板的功能,比原来的15块板体积减少53),散热效率比玻璃纤维基板高37%,无需风扇散热;3微型接口:将军用标准接口(体积23)改为微型航空插头(体积0.73),适配外交便携设备。“元件选对了,体积就能降一半。”小张拿着贴片元件样品,在多层基板上摆模拟布局,初步测算体积约173,加上外壳23,刚好193。
机械-电子接口的“预设计”。老周与小张协同设计联动接口:1机械触点:在机械密码锁的第6组齿轮上装一个金属触点,当密码正确输入(齿轮转动到预设位置),触点与模块供电端闭合,给电子模块通电;2防误触设计:触点采用“双极触发”,需齿轮转动到位后,同时接触两个电极才能通电,避免单触点误碰;3位置适配:根据机械密码箱的内部空间(长37、宽19、高7),确定电子模块的安装位置(箱体右侧,距机械锁19),确保触点能精准对接。“机械锁要是转错了,电子模块坚决不能通电,不然加密就没意义了。”老周画了触点联动时序图,小张测试后确认:“触点闭合后,模块通电响应时间0.19秒,符合要求。”
二、模块小型化实施:37→19立方厘米的“技术突破”(1971年7月10日9时-12时)
9时,模块小型化正式开始——小张按“拆冗余→贴元件→焊基板→装外壳”的步骤操作,小王实时测量体积,老吴监测加密性能,核心是将37立方厘米的军用模块压缩至19立方厘米,同时确保17层嵌套算法正常运行。实施过程中,团队经历“体积超标→布局优化→达标验证”,人物心理从“初期乐观”转为“细节调整的专注”,最终实现体积目标。
冗余电路的“移除与核心保留”。小张先用热风枪拆下军用冗余电路:1抗核辐射电路:焊下3块专用芯片,体积减少33,测试显示加密速率仍为192字符/分钟(无影响);2抗干扰线圈:取下2个铜线圈,体积减少23,抗干扰率从99%降至97%(仍达标);3备用电池接口:拆除接口电路板,体积减少23,改为直接接入外交设备蓄电池。“冗余拆完,核心电路体积173,接下来就看元件集成了。”小张将核心电路的15块分立电路板的线路,重新设计到3块多层陶瓷基板上(每层集成5块板的功能),基板尺寸3.7x5.1x0.7厘米,体积12.93。
贴片元件的“焊接与布局优化”。小王协助小张焊接贴片元件:1按“核心芯片→电阻→电容”的顺序,将190个贴片元件逐一焊在基板上,每个元件的位置都经过CAd设计,确保紧凑且不影响散热;2初期布局后,测量体积为213(超193目标),小张发现“电容排列太松散”,重新调整后,将电容间距从0.19缩至0.07,体积减少1.73;3最后焊微型接口,体积增加0.33,总装后体积193(基板12.9+元件6.1+接口0.3-重叠0.3),刚好达标。“差一点就超了,还好调整了电容布局。”小王兴奋地用量杯复测,水面上升193,误差≤0.13。