航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗研究

汪超

摘 要：為了保證航天電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性，本文基于航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗概述，對航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗策略進行了深入分析，以期為電子產(chǎn)品運行的安全性提供重要保障。

關(guān)鍵詞：航天電子產(chǎn)品；熱環(huán)境試驗；試驗中斷處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.148

0 前言

熱環(huán)境試驗，是航天電子產(chǎn)品熱設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。而航天電子產(chǎn)品的環(huán)境適應性設(shè)計直接影響著電子產(chǎn)品的質(zhì)量?？茖W、有效的熱環(huán)境試驗策略，不僅可以全面提升試驗的有效性，而且還能夠?qū)﹄娮赢a(chǎn)品設(shè)計的正確性進行驗證，進而提高產(chǎn)品可靠性。基于此，對航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗進行研究，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗概述

航天電子產(chǎn)品熱試驗種類主要包括四種，分別為研制試驗、驗收試驗、準鑒定試驗以及鑒定試驗。而航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗項目主要包括，熱循環(huán)試驗，老練試驗以及熱真空試驗，在必要時，需要進行熱平衡試驗。其中，研制試驗屬于非正式試驗，通常情況下在對新產(chǎn)品類型或者繼承性產(chǎn)品性能存在大型修改時，進行研制試驗，用來驗證組件設(shè)計方案與工藝加工方案的合理性；驗收試驗則用來驗證飛行組件自身的性能與預計要求的契合性，同時檢查組件是否存在潛在的質(zhì)量隱患；準鑒定試驗的主要作用為，對準鑒定組件自身的性能是否符合設(shè)計要求進行檢查，同時判定其是否具有適飛能力，主要包括熱循環(huán)試驗以及熱真空試驗；而鑒定試驗則是對組件自身環(huán)境適應性與可靠性進行評價的主要試驗策略，同樣包括熱循環(huán)試驗與熱真空試驗。

2 航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗策略分析

2.1 試驗流程

通常情況下，在力學環(huán)境試驗之后，才會進行熱環(huán)境試驗。熱環(huán)境試驗流程主要包括兩種，一種是熱循環(huán)試驗—熱真空試驗—老練試驗；另一種為熱真空試驗—熱循環(huán)試驗—老練試驗。根據(jù)航天電子產(chǎn)品的型號，選擇其中一種適合的試驗流程。需要注意的是，若試驗開始后的第一個循環(huán)，為高溫半循環(huán)，則最后一個循環(huán)需要增加半個循環(huán)，并且以高溫半循環(huán)作為結(jié)束。

航天電子產(chǎn)品的試驗組件在進出實驗容器的前后，均需要對其進行外表面清潔，并去除表面多余物。同時，還要在試驗前后，對其進行詳細的功能測試以及電性能測試，并將實驗前的測試結(jié)果，當做試驗中、后期測試結(jié)果的對照基準。

2.2 溫度保持時間的控制與溫度控制點的選擇

熱環(huán)境試驗溫度控制點的選擇需要遵循以下幾點原則：

（1）盡可能的選擇電子產(chǎn)品的背風面作為溫度控制點，并保證不會被外加熱源不會直接輻射到。

（2）將試驗的電子產(chǎn)品上典型的非熱源處作為溫度控制點。

（3）溫度控制點的選擇應盡可能為最少，比較復雜的航天電子產(chǎn)品可考慮選擇多個溫度控制點。

（4）溫度控制點要盡可能和航天電子產(chǎn)品規(guī)定的遙測溫度控制點保持一致。

由于航天電子產(chǎn)品類型的不同，其自身質(zhì)量是不同的，故其熱慣性也存在一定差異。所以，為了滿足內(nèi)部熱平衡的溫度需求，在熱環(huán)境試驗中，不同產(chǎn)品的溫度保持時間也是不同的。按照一般規(guī)律，質(zhì)量不超過2kg的產(chǎn)品，溫度保持時間為0.5h；質(zhì)量在2kg至8kg之間，溫度保持時間為1h。具體時間，需要根據(jù)溫度穩(wěn)定判據(jù)進行確定。

2.3 熱環(huán)境試驗策略

航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗需要滿足以下幾點條件：首先，試驗環(huán)境的壓力為正常情況下的環(huán)境壓力；其次，按照具體任務要求，明確高、低溫熱環(huán)境試驗的溫度；再次，驗收試驗的循環(huán)次數(shù)是12.5次，鑒定試驗的循環(huán)次數(shù)則是25.5次；最后，變溫速率為3至5℃/min。同時，還要注意熱環(huán)境試驗最后四個階段的循環(huán)，是無故障循環(huán)；并且，參與試驗的航天電子產(chǎn)品需要帶正式負載進行試驗，必要情況下，可以通過模擬負載代替。

2.4 熱真空試驗策略

航天電子產(chǎn)品的熱真空試驗，需要保證以下幾點試驗條件：（1）試驗的壓力不超過6.65×10-3Pa；（2）按照具體任務要求，明確高、低溫熱環(huán)境試驗的溫度；（3）驗收試驗的循環(huán)次數(shù)是3.5次，鑒定試驗的循環(huán)次數(shù)則是6.5次；（4）變溫速率不小于1℃/min；（5）第一個與最后一個循環(huán)的溫度剖面是一致的，而壓力剖面是不同的。熱真空試驗同樣需要在電子產(chǎn)品具有負載的情況下進行。

2.5 老煉試驗策略

航天電子產(chǎn)品進行老練試驗時，同樣具有幾下幾點條件：第一，試驗環(huán)境的壓力為正常情況下的環(huán)境壓力；第二，試驗溫度是驗收高溫試驗與驗收低溫試驗所要求的溫度；第三，循環(huán)累積時間是300h；第四，變溫速率不小于3至5℃/min；第五，第一個與最后一個循環(huán)的溫度剖面是一致的，而壓力剖面是不同的。

3 結(jié)論

航天電子產(chǎn)品經(jīng)過熱環(huán)境試驗，不僅能夠保證電子產(chǎn)品的安全性與可靠性，同時還能去除電子產(chǎn)品在設(shè)計、加工工藝以及元器件等方面的缺陷，進而提高電子產(chǎn)品早期失效的發(fā)現(xiàn)幾率，為型號任務在軌運行的可靠性與長久性提供重要保障。本文通過對航天電子產(chǎn)品熱環(huán)境試驗的概述，深入分析了航天電子產(chǎn)品的熱環(huán)境試驗策略，即試驗流程、溫度保持時間的控制與溫度控制點的選擇、熱環(huán)境試驗策略、熱真空試驗策略以及老煉試驗策略?？偠灾?，對航天電子產(chǎn)品而言，環(huán)境適應性的設(shè)計是設(shè)計階段的主要部分，更是產(chǎn)品熱設(shè)計的主要依據(jù)。

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