航空電子設備環境適應性評價技術淺談

呂寶，胡毅

航空電子設備環境適應性評價技術淺談

呂寶，胡毅

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089）

目前國內在裝備環境適應性評價方面主要用能否通過某些環境試驗來定性表示，無法整體描述裝備對其所處環境的適應能力，因而不能將環境適應性要求有效落實到裝備的論證、設計和生產當中，也不能準確地預計、驗證和評估。根據航空電子設備環境適應性評價需求，引入灰色關聯理論，探索出一套行之有效的航空電子設備環境適應性評價技術，為開展裝備環境適應性評價提供有效的方法手段。

航電設備；環境試驗；環境適應性；灰色關聯

1 引言

裝備環境適應性是指裝備在其壽命期預計可能遭到的各種環境的作用下能實現它所有功（性）能和不被破壞的能力，它是裝備的一種重要質量特性。航空電子設備的環境適應性直接決定了裝備的作戰效能。因此，充分開展航空電子設備環境適應性評價工作，及時發現裝備目前存在的環境適應性問題，可以有效提高裝備的作戰效率和延長使用壽命。本文通過對航空電子設備經歷的環境剖面進行研究分析，建立航空電子設備典型環境剖面，形成航空電子設備故障模式-環境因子矩陣，在此基礎上通過對環境因子和故障模式進行灰色關聯分析，最終確定出導致航空電子設備故障發生的主要環境影響因子，并提出有針對性的防護建議和措施，最終實現航空電子設備環境適應性的有效提升。

2 典型環境剖面

影響航空電子設備環境適應性的環境因子很多，對所有環境因子完全考慮是不可能的，也沒有必要，但對設備工作性能影響較大的環境因子必須被納入環境適應性評估內容。本文將這些環境因子劃分成自然環境因子和平臺環境因子兩大類，通過對這些環境影響因子研究分析，結合航空電子設備的任務需求，建立科學合理的典型環境剖面。綜合分析了航空電子設備經歷的工作環境，具體分類如圖1所示。

圖1 航空電子設備經歷環境分類圖

對于航空電子設備，平臺環境基本固定，因此采取以氣候為主按地域劃分綜合考慮的原則，同時考慮理化環境和平臺環境，依據環境數據以及航空電子設備使用中的故障特點，把航空電子設備典型環境剖面劃分為以下6類典型環境剖面，并在此基礎上確定各環境剖面的主要環境影響因子，具體如表1所示。

A類：濕熱區。年平均溫度高，濕度大，受風、水汽、鹽霧等因素的影響，腐蝕明顯。

B類：亞濕熱區。年平均溫度較高，濕度較大，結構腐蝕較為明顯。

C類：亞干熱區。年平均溫度較高，空氣干燥，有沙塵天氣出現。

D類：溫和區。年平均溫度一般，濕度較大。

E類：干燥區。年平均溫度一般，空氣干燥。

F類：高寒區。年平均溫度低，低氣壓，空氣干燥。

表1 典型環境剖面及主要環境影響因素

類型氣候區主要環境影響因子 自然環境平臺環境 A濕熱區鹽霧、高溫、濕度、淋雨振動、沖擊、電磁干擾、溫度 B亞濕熱區溫度、濕度、淋雨振動、沖擊、電磁干擾、溫度 C亞干熱區高溫、沙塵振動、沖擊、電磁干擾、溫度 D溫和區溫度、濕度、鹽霧、淋雨振動、沖擊、電磁干擾、溫度 E干燥區溫度、沙塵振動、沖擊、電磁干擾、溫度 F高寒區低氣壓、低溫、太陽輻射振動、沖擊、電磁干擾、溫度

3 環境因子

通過對航空電子設備所經歷自然環境和平臺環境的分析，確定了航空電子設備的6種典型環境剖面和各環境剖面下影響航空電子設備正常工作的主要環境因子。本文從6種典型華寧剖面出發，綜合地理環境、理化環境、氣候環境和平臺環境，確定了15項需考慮的影響航空電子設備正常工作的環境因子，主要包括高溫、低溫、濕熱等。并在此基礎上形成環境因子-故障模式矩陣，具體如表2所示。

表2 環境因子-故障模式矩陣

序號故障模式環境因子 高溫低溫溫沖輻射低壓淋雨濕熱霉菌振動鹽霧沙塵浸漬加速噪聲電磁 1卡死√√—√√———√√√—√√— 2共振————————√————√— 3誤開√√√√√√√—√√—√√√√ 4誤關√√√√√√√—√√—√√√√ 5………………………………………… 注：—代表不涉及，√代表涉及。

4 故障模式與環境因子灰色關聯分析

航空電子設備的環境適應性與其所處的工作環境緊密聯系，環境適應性反映的是裝備與其所工作環境之間的相互關系。同一個裝備，由于其所處環境不同，環境適應性可能會發生變化；同一環境下的不同裝備，由于其敏感的環境因子有所不同，其所表現出來的環境適應性也不同。此外，裝備壽命期經歷的環境條件，很多時候是多種因素構成的綜合環境。航空電子設備受綜合環境的影響而發生故障，并非其中的每種環境因子都是導致故障的原因。要研究裝備在綜合環境下的環境適應性，必須分析出每種環境因子對故障的“貢獻大小”，分析出主要的導致設備故障的環境影響因子，并采取有針對性的防護措施。

由此可知，電子設備環境適應性的表征相當復雜，并具有一定程度的模糊性，本文確定了航空電子設備的典型環境剖面，并通過環境因子-故障模式矩陣對環境因子完成初次篩選的基礎上，引入灰色關聯系統理論，采用灰色關聯分析的方法，將設備的故障模式與環境因子進行灰色關聯分析，進行灰色相關度計算處理，最終便可以從篩選出的環境因子中確定出在航空電子設備某種故障模式事件中各環境因子發揮作用的大小，根據影響程度提出有針對性的防護措施，為設計更改提供依據，并最終提高航空電子設備的環境適應性。

5 結束語

本文針對航空電子設備環境適應性評價需求，在對其所經歷環境剖面分析的基礎上，綜合考慮航空電子設備各使用環境下的故障模式，提出一套行之有效的航空電子設備環境適應性評價解決途徑，為開展航空電子設備環境適應性評價提供了方法思路，可以很好地指導外場開展航空電子設備環境適應性評價工作，并最終達到提高裝備環境適應性水平，增強復雜環境適應能力的目的。

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E91

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.09.038

2095－6835（2020）09－0096－02

呂寶（1986—），男，山西人，碩士，工程師，從事航空裝備通用質量特性研究工作。胡毅（1985—），男，湖南人，碩士，工程師，從事航空裝備通用質量特性研究工作。

〔編輯：張思楠〕