翟 波，蔡良續(xù)，李寶晗，祝耀昌

（1.中航工業(yè)洛陽光電所，洛陽 471009； 2.中國航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

ZHAI Bo1, CAI Liang-xu2, LI Bao-han1, ZHU Yao-chang2

（1. AVIC Institute of Electro Optics, Luoyang 471009；2. China Aero-polytechnology Establishment, Beijing 100028）

溫度環(huán)境試驗及其標準綜述（二）典型溫度試驗程序

翟 波1，蔡良續(xù)2，李寶晗1，祝耀昌2

（1.中航工業(yè)洛陽光電所，洛陽 471009； 2.中國航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

Review of Temperature Tests and Relevant Standards (Part Two) Typical Temperature Test Program

ZHAI Bo1, CAI Liang-xu2, LI Bao-han1, ZHU Yao-chang2

（1. AVIC Institute of Electro Optics, Luoyang 471009；2. China Aero-polytechnology Establishment, Beijing 100028）

溫度試驗一般包括高、低溫貯存試驗，高、低溫工作和短時工作試驗，溫度沖擊試驗和溫度變化試驗。GJB 150/150A、HB 6167/6167A、GB/T 2423等系列環(huán)境試驗標準中的主要溫度試驗程序如表1所示。上述三個系列標準對應(yīng)的國外標準是810C/810F，RTCA DO160B/160F和IEC 68號出版物。表1中還說明了各種試驗程序的目的和模擬的環(huán)境。

1 GJ B 150/150A的高低溫試驗程序

一般人認為，GJB 150等效采用了810C標準的相應(yīng)部分，但GJB 150中的溫度試驗則不是這樣，810C的溫度試驗方法中有二個試驗程序。程序II模擬戶外直接暴露于太陽照射下的裝備遇到溫度循環(huán)變化環(huán)境，共有三個循環(huán)，一個循環(huán)的時間為12h，包括49℃，6h和71℃，4h和升降溫各2h，而后將試驗箱內(nèi)溫度調(diào)到設(shè)計最高工作溫度，保持此溫度直至試件達到溫度穩(wěn)定，使試件工作直至溫度再次穩(wěn)定后進行中間檢測，最后試件停止工作，回到試驗室大氣條件達到溫度穩(wěn)定后進行最終檢測。810C中的程序I則是恒溫模擬裝備工作前暴露于高溫貯存環(huán)境中的一個程序，因而將試件暴露于71℃貯存溫度，48h后，將溫度調(diào)節(jié)到試件設(shè)計最高工作溫度并使試件在此溫度下達到溫度穩(wěn)定，而后使試件工作直至再次溫度穩(wěn)定后，進行中間檢測，而后停止工作，回到試驗室大氣條件，達到溫度穩(wěn)定后進行最終檢測。可見GJB 150的溫度試驗與810C中程序I相似。

810C程序II是一個恒溫貯存和恒溫工作連續(xù)進行的組合試驗，GJB 150則將恒溫貯存和恒溫工作分開，成為二個獨立的試驗程序。其主要目的是更便于分清出現(xiàn)的故障是高溫貯存引起的還是高溫工作時引起的。GJB 150未采用810C中的循環(huán)試驗程序是因為該程序既模擬了最熱天氣下的無太陽照射誘發(fā)作用的最高空氣溫度49℃，又模擬了太陽輻射誘發(fā)引起的最高溫度71℃，這兩種情況不可能同時存在，但反映了其模擬日循環(huán)的思路，這種模擬不符合實際。

美國軍標810F則更強調(diào)真實模擬，因此干脆模擬最熱天氣溫度日循環(huán)，而且將模擬貯存的日循環(huán)和模擬工作狀態(tài)的日循環(huán)分開，這樣做確實達到了真實模擬的目的，但使試驗時間大大加長。GJB 150A作為等效標準全面采用810F的日循環(huán)試驗程序。810F考慮到有許多裝備會貯存或工作于不受太陽輻射影響，而受某一恒定熱源影響的熱環(huán)境，因此還安排了恒溫貯存試驗程序。

應(yīng)當注意，150A/810F中恒溫貯存試驗的溫度絕不是GJB 150中恒溫貯存溫度(71℃)，而是實際貯存于其他熱源影響造成的高溫溫度。

GJB 150A/810F中的低溫貯存試驗和低溫工作試驗與GJB 150/810C基本相同，其增加的低溫裝拆試驗，主要是考核裝備設(shè)計，是否便于在低溫環(huán)境中快速操作，不影響作戰(zhàn)效能。

表1 典型溫度試驗程序

2 HB 6167/6167A高低溫試驗程序

HB 6167/6167A中的溫度試驗程序分別等效采用美國航空無線電技術(shù)委員會(RTCA)的DO 160B/160F中的試驗程序。

從表1中可以看出，民用飛機機載設(shè)備環(huán)境試驗中的高低溫試驗包括地面高、低溫耐受試驗，高低溫工作試驗和高低溫短時工作試驗，以及冷卻能力損失試驗四種類型，分別模擬機載設(shè)備在飛機地面停放和啟動階段和飛行過程遇到的低溫環(huán)境。其中地面高、低溫耐受試驗相當于軍用飛機地面貯存試驗。軍用飛機地面貯存試驗，是模擬飛機在機場存放待機時遇到的高低溫環(huán)境，美軍標準這種狀態(tài)稱之為“soak”，即是飛機“浸泡”在地面高低溫極端環(huán)境中的意思，而民機試驗方法中稱為耐受試驗，是指飛機在機場上停放時，耐受會遇到高低溫環(huán)境，將其稱“survivale”，即能在高低溫極端環(huán)境作用下不被破壞而保持完好存活下來意思?？梢娺@兩者模擬的是同類環(huán)境只是方法不同。

從表1可以看出，作為民用飛機機載設(shè)備適航取證用的環(huán)境試驗方法標準，其規(guī)定的溫度試驗方法與GJB 150/150A和美軍標810C/810F有較大的區(qū)別。如將模擬飛機或裝備地面存放狀態(tài)遇到的高溫、低溫溫度稱為耐受溫度，相應(yīng)試驗稱為耐受試驗而不叫貯存試驗；此外增加了高、低溫短時工作試驗項目，以考核處于地面高、低溫耐受溫度下的機載設(shè)備立即起動并在一定的時間內(nèi)能保證正常工作能力，此外還引入了冷卻能力損失試驗，這一試驗實際上考慮到飛機環(huán)控系統(tǒng)失靈后失去冷卻能力，造成機載設(shè)備工作環(huán)境溫度升高，要求在此高溫下機載設(shè)備仍能正常工作一段時間，以便飛機緊急返回和確保人員安全。民機環(huán)境試驗方法標準中是將這些恒定溫度試驗連續(xù)一起進行，如耐受試驗與工作試驗和短時工作試驗連在一起進行，這樣做可以省掉一些最終檢測和初始檢測的步驟，節(jié)省資源。不足之處則是一旦出現(xiàn)故障，難以弄清故障是何時，何種應(yīng)力下發(fā)生，不利于故障分析定位和糾正。因而更適用于取證過程的試驗，而在研制階段不宜使用，即應(yīng)分別進行。

3 溫度沖擊試驗程序

GJB 150/150A和GB/T 2423，HB 6167/6167A中均設(shè)置有溫度沖擊試驗程序。溫度沖擊試驗通常用二箱法或一箱兩室法進行，受試產(chǎn)品快速放入或轉(zhuǎn)入溫度保持在設(shè)定的高、低溫溫度上的高溫箱或低溫箱或者一個試驗箱的高溫室或低溫室中，也有試驗樣品固定在一個試驗箱中，試驗箱內(nèi)溫度快速地向高溫或低溫轉(zhuǎn)換，這種方法不容易產(chǎn)生上述的方法的效果，用得較少。因此一般應(yīng)使用兩箱法和兩室法。GB/T 2423中規(guī)定，溫度沖擊試驗一般使用空氣作為介質(zhì)。使用液體作為介質(zhì)的兩液槽法，這種方法比空氣介質(zhì)產(chǎn)生更為劇烈的熱沖擊，適用于玻璃－金屬組成的密封件或類似試驗樣品。

需要說明的是，GJB 150A/810F中提供了基于高溫日循環(huán)的溫度沖擊試驗程序，這一試驗程序的特點是在高溫階段要模擬受試產(chǎn)品從日循環(huán)的峰值溫度降到受試產(chǎn)品最高響應(yīng)溫度這一段時間內(nèi)的溫度日循環(huán)歷程，日循環(huán)中這一段過程時間一般要幾個小時，而后使受試產(chǎn)品在最高響應(yīng)溫度下保持其達到溫度穩(wěn)定或規(guī)定時間，因此使溫度沖擊的高溫階段變得復(fù)雜和時間加長，這種做法原因或原理不清楚，可操作性差，810G中已取消，因此不建議使用此程序。

GJB 150A/810F的沖擊試驗思路也有改變，不再是原來或通常的三個循環(huán)，每循環(huán)進行兩次相反方向的熱沖擊，而是僅規(guī)定沖擊方向和沖擊次數(shù)，熱到冷為一個方向，冷到熱為另一方向。

4 溫度變化試驗程序

HB 6167/6167A、DO 160B/160F及GB 2423中均有溫度變化試驗程序。溫度變化試驗應(yīng)在一個試驗箱中進行，試驗樣品固定不動，試驗箱內(nèi)的溫度按規(guī)定的速率在高低溫之間變化。溫度變化試驗更加注意在溫度變化期間檢測受試產(chǎn)品的功能和性能，確認其是否受溫度變化的影響。

HB 6167/6167A和DO 160B/160F中的溫度變化試驗可以單獨進行，也推薦了將溫度變化試驗與地面耐受試驗、工作試驗和短時工作試驗合并連續(xù)進行的程序，這種做法同樣是有利有弊的。HB 6167/6167A和GB/T 2423兩個標準中均包含有溫度沖擊和溫度變化兩種試驗程序。

5 溫度組合試驗程序

民用飛機環(huán)境試驗標準中還提出了溫度試驗的組合試驗，即將高低溫耐受試驗，高低溫工作試驗(包括短時工作試驗)，甚至與溫度變化試驗有機地結(jié)合起來序貫進行。這種試驗可以省去許多初始檢測和最終檢測操作，節(jié)省時間、經(jīng)費和試驗量，但問題是一旦出現(xiàn)故障，難于準確分辨引起故障的應(yīng)力。因此，不適用于研制階段，主要用于適航取證過程和鑒定試驗，此時只要不出故障均可通過，出了故障均不能通過，并不關(guān)注引起故障的原因和故障歸零。

翟波，中航工業(yè)洛陽光電所，生于1972年，男，河南濟源人，工程師，主要研究方向為環(huán)境和可靠性試驗。

（待續(xù)）

V416.6

A

1004-7204(2014)05-0089-04