關于機載電子產品環境適應性研究

【摘 要】眾所周知，機載電子產品是飛機的重要組成部分，機載電子產品的環境適應能力的強弱直接影響了飛機戰斗力的高低。機載電子產品是由較為精密且復雜的機械原件組成，如果機載電子產品遇到極其惡劣的天氣則很容易遭到損害。可見環境對機載電子產品的影響巨大。本文介紹了環境對機載電子產品的影響以及如何通過設計、制造和試驗等手段來提高驗證機載電子產品的環境適應性。

【關鍵詞】機載電子產品 環境適應性 環境試驗

機載電子產品主要包括飛行控制系統，座艙顯控系統、通訊＼導航系統、大氣數據系統、飛行數據系統、航空照明系統、機電信息管理系統等航空產品。環境適應性（environmental adaptation）指的是產品在其壽命期內貯存、運輸和使用等狀態預期會遇到各種極端應力的作用下實現其預定的全套功能的能力，環境適應性是武器裝備的一個重要的質量特性，應根據裝備環境工程的要求，把環境試驗貫穿于產品的設計、研制、生產和采購的各個階段，通過環境試驗充分暴露產品在研制生產過程中存在的環境適應性問題，及時改進研制質量、提高產品的環境適應能力。

1機載電子產品環境適應性設計

要想提高機載電子產品的環境適應能力，就必須從源頭抓起，從機載電子產品的設計方案、元器件、原材料的選用等方面入手。根據環境適應性的具體含義，將其分為三種情況：一是氣候環境因素（如溫度、濕度、砂塵等），二是生物及化學因素（鹽霧、霉菌等），三是機械環境因素（振動、沖擊）；四是綜合環境因素（溫度-高度、溫度-濕度-高度），因此在產品的設計中，設計師應該從產品配套機型，軍種入手，根據機載電子產品的工作環境，制定有效的措施，確定設計方案。

1.1原材料、元器件選用

首先，通過元器件、構件、材料的設計，提高產品對于其環境的抵御能力；如：針對機載電子產品的密封設備，設計師應該選擇耐高溫、低溫而且性能好的密封圈等設備，從而提高密封效果，避免因為低溫而減低機載電子產品環境適應能力的情況出現。選用的元器件質量與可靠性等級符合國家標準（GB）或國家軍用標準（GJB）的要求，質量等級不低于普軍級。

1.2優化結構設計

通過產品的結構設計，降低產品局部環境的影響力和嚴酷度；如：產品設計的過程中要避免直角和懸臂結構，應該采用倒圓角或者是斜筋進行有效的過度，能避免應力的集中，注意剛強度的設計和隔振緩沖設計，在機載電子產品重量最輕的前提下確保電子產品的安全性。如：尺寸較大的印制板應在中央增加支撐點或者強筋確保其穩定性，印制板上較大的組件支腳應該點膠，還可以利用導熱板來提高印制板自身的剛度；PCB板布線設計按電源、弱信號、強信號、數字信號、微波傳輸信號，進行走線布局設計。在布線中把電源線與信號線分開；把輸出、輸入分開。在改善和提高EMC性能方面，采用接地、屏蔽、濾波三項技術。

1.3 采用先進的工藝設計

在產品設計中，也要考慮產品的工藝性，對于印制板的薄弱原件進行加固措施，硅橡膠對整個元器件或者組件進行灌封，更新傳統的工藝處理觀念，這樣可以提高元器件的抗振性能和“三防”性能。印制線路板的制造工藝、基材選擇和電氣性滿足GJB362A的要求。

2機載電子產品的環境適應性試驗

在產品的研制、生產、使用中都貫穿著環境試驗，通常是設計-環境試驗-改進-再環境試驗-生產，環境試驗越準確，產品的可靠性越好。對產品進行的試驗按類型分為：（1）驗收試驗；（2）裝機試飛前的安全試驗；（3）鑒定試驗；（4）例行試驗。

2.1環境試驗的目標要求

環境試驗是提高產品質量的有效手段，但在人力、費用和時間上的投入往往是巨大的。最終，環境試驗的目標要求就是要充分驗證產品技術協議書規定的性能要求和各種環境條件下的適應性，保證產品的飛行安全，盡量降低總的試驗時間和試驗費用投入，實現這些目標需要合理地規劃、組織和控制環境試驗。

2.2環境試驗的有效策劃

根據飛機的種類，飛機的任務和剖面，產品在機內的裝載位置，產品的類別和安裝艙的冷卻方式等，編制環境試驗大綱，環境試驗大綱應包括試驗項目、試驗程序及條件，故障判據及記錄要求。試驗項目的確定應根據試驗類型，參考GJB150或GJB150A《軍用實驗室環境試驗方法》確定。

驗收試驗：指是產品出廠時，為了保證產品質量必須進行的一些項目的試驗；

裝機試飛前試驗：是指產品裝機試飛后涉及飛機安全性技術指標的環境試驗項目，如電磁兼容、電源特性試驗就必須在這個階段做；與環境鑒定試驗的區別是不涉及對產品壽命考核項目，如振動試驗只做功能振動，不做耐久振動等，如表1所示；

環境鑒定試驗：用來確定產品是否在預定 環境條件下達到對頂技術指標和其安全要求，環境鑒定試驗室最全面的試驗，產品可能遇到的環境因素都必須考慮到；

例行試驗：指的是產品定型后，每年定期進行的試驗項目，考核產品批生產過程中工藝穩定性。

2.3環境試驗的具體實施

在實施試驗前，應對試驗前的準備狀態進行檢查，主要包括：（1）試驗大綱正確、可行并準確反映了試驗目的及圖樣、技術條件的要求；（2）試驗件狀態符合圖樣、技術條件和試驗大綱要求；（3）試驗設備、檢測儀器儀表符合試驗大綱要求，試驗中使用的記錄表格齊全、協調、配套；（4）參加試驗人員持證上崗；確保以上條件滿足后，方可開始試驗。

對于系列化改進改型產品，針對一些試驗周期長且不經濟的試驗項目（濕熱、霉菌、鹽霧）可采用類比的試驗方法，類比試驗的前提條件是：（1）類比自身的特性（結構、功能和性能）相同；（2）類比產品的生產、制造、三防工藝相同；（3）類比產品的試驗條件及試驗方法相同；在具備以上三個條件后，采用類比的試驗方式，縮短試驗周期，減少試驗成本。

試驗過程中試驗樣品失效，立即停止試驗，如實記錄發生問題的有關情況，召集有關人員進行分析，按照GJB451A的故障分類判定故障類型，對于責任性故障，必須分析失效原因，按照FRACAS流程進行歸零。產品故障排除，驗證措施有效后 ，產品應從第一項試驗開始重新進行試驗。

試驗完成后，試驗小組對試驗的數據進行分析和整理，給出結論性意見并按照GJB1362A寫出書面試驗報告。

3結語

綜上所述，要轉變過去傳統的設計理念，采用輕量化設計的方法，使用合格材料改變傳統金屬化鍍覆工藝，綜合考慮各種因素包括振動、裝機協調、分機方案、電磁兼容設備、元器件篩選等問題等因素系統設計機載電子產品的環境防護能力。同時，產品環境試驗貫穿于整個研發生產過程，通過有效的規劃和實施環境試驗，不僅可以提高產品質量，縮短試驗時間和降低試驗成本，而且充分驗證產品環境適應性能力。

參考文獻：

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作者簡介：李芳占（1980—），女，陜西扶風人，工程師，研究方向：工程技術。