呂寶，胡毅

航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)技術(shù)淺談

呂寶，胡毅

（中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安 710089）

目前國內(nèi)在裝備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)方面主要用能否通過某些環(huán)境試驗(yàn)來定性表示，無法整體描述裝備對(duì)其所處環(huán)境的適應(yīng)能力，因而不能將環(huán)境適應(yīng)性要求有效落實(shí)到裝備的論證、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)當(dāng)中，也不能準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)、驗(yàn)證和評(píng)估。根據(jù)航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)需求，引入灰色關(guān)聯(lián)理論，探索出一套行之有效的航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)技術(shù)，為開展裝備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)提供有效的方法手段。

航電設(shè)備；環(huán)境試驗(yàn)；環(huán)境適應(yīng)性；灰色關(guān)聯(lián)

1 引言

裝備環(huán)境適應(yīng)性是指裝備在其壽命期預(yù)計(jì)可能遭到的各種環(huán)境的作用下能實(shí)現(xiàn)它所有功（性）能和不被破壞的能力，它是裝備的一種重要質(zhì)量特性。航空電子設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性直接決定了裝備的作戰(zhàn)效能。因此，充分開展航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝備目前存在的環(huán)境適應(yīng)性問題，可以有效提高裝備的作戰(zhàn)效率和延長使用壽命。本文通過對(duì)航空電子設(shè)備經(jīng)歷的環(huán)境剖面進(jìn)行研究分析，建立航空電子設(shè)備典型環(huán)境剖面，形成航空電子設(shè)備故障模式-環(huán)境因子矩陣，在此基礎(chǔ)上通過對(duì)環(huán)境因子和故障模式進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，最終確定出導(dǎo)致航空電子設(shè)備故障發(fā)生的主要環(huán)境影響因子，并提出有針對(duì)性的防護(hù)建議和措施，最終實(shí)現(xiàn)航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的有效提升。

2 典型環(huán)境剖面

影響航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的環(huán)境因子很多，對(duì)所有環(huán)境因子完全考慮是不可能的，也沒有必要，但對(duì)設(shè)備工作性能影響較大的環(huán)境因子必須被納入環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估內(nèi)容。本文將這些環(huán)境因子劃分成自然環(huán)境因子和平臺(tái)環(huán)境因子兩大類，通過對(duì)這些環(huán)境影響因子研究分析，結(jié)合航空電子設(shè)備的任務(wù)需求，建立科學(xué)合理的典型環(huán)境剖面。綜合分析了航空電子設(shè)備經(jīng)歷的工作環(huán)境，具體分類如圖1所示。

圖1 航空電子設(shè)備經(jīng)歷環(huán)境分類圖

對(duì)于航空電子設(shè)備，平臺(tái)環(huán)境基本固定，因此采取以氣候?yàn)橹靼吹赜騽澐志C合考慮的原則，同時(shí)考慮理化環(huán)境和平臺(tái)環(huán)境，依據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)以及航空電子設(shè)備使用中的故障特點(diǎn)，把航空電子設(shè)備典型環(huán)境剖面劃分為以下6類典型環(huán)境剖面，并在此基礎(chǔ)上確定各環(huán)境剖面的主要環(huán)境影響因子，具體如表1所示。

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

B類：亞濕熱區(qū)。年平均溫度較高，濕度較大，結(jié)構(gòu)腐蝕較為明顯。

C類：亞干熱區(qū)。年平均溫度較高，空氣干燥，有沙塵天氣出現(xiàn)。

D類：溫和區(qū)。年平均溫度一般，濕度較大。

E類：干燥區(qū)。年平均溫度一般，空氣干燥。

F類：高寒區(qū)。年平均溫度低，低氣壓，空氣干燥。

表1 典型環(huán)境剖面及主要環(huán)境影響因素

類型氣候區(qū)主要環(huán)境影響因子 自然環(huán)境平臺(tái)環(huán)境 A濕熱區(qū)鹽霧、高溫、濕度、淋雨振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度 B亞濕熱區(qū)溫度、濕度、淋雨振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度 C亞干熱區(qū)高溫、沙塵振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度 D溫和區(qū)溫度、濕度、鹽霧、淋雨振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度 E干燥區(qū)溫度、沙塵振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度 F高寒區(qū)低氣壓、低溫、太陽輻射振動(dòng)、沖擊、電磁干擾、溫度

3 環(huán)境因子

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

表2 環(huán)境因子-故障模式矩陣

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

4 故障模式與環(huán)境因子灰色關(guān)聯(lián)分析

航空電子設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性與其所處的工作環(huán)境緊密聯(lián)系，環(huán)境適應(yīng)性反映的是裝備與其所工作環(huán)境之間的相互關(guān)系。同一個(gè)裝備，由于其所處環(huán)境不同，環(huán)境適應(yīng)性可能會(huì)發(fā)生變化；同一環(huán)境下的不同裝備，由于其敏感的環(huán)境因子有所不同，其所表現(xiàn)出來的環(huán)境適應(yīng)性也不同。此外，裝備壽命期經(jīng)歷的環(huán)境條件，很多時(shí)候是多種因素構(gòu)成的綜合環(huán)境。航空電子設(shè)備受綜合環(huán)境的影響而發(fā)生故障，并非其中的每種環(huán)境因子都是導(dǎo)致故障的原因。要研究裝備在綜合環(huán)境下的環(huán)境適應(yīng)性，必須分析出每種環(huán)境因子對(duì)故障的“貢獻(xiàn)大小”，分析出主要的導(dǎo)致設(shè)備故障的環(huán)境影響因子，并采取有針對(duì)性的防護(hù)措施。

由此可知，電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性的表征相當(dāng)復(fù)雜，并具有一定程度的模糊性，本文確定了航空電子設(shè)備的典型環(huán)境剖面，并通過環(huán)境因子-故障模式矩陣對(duì)環(huán)境因子完成初次篩選的基礎(chǔ)上，引入灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)理論，采用灰色關(guān)聯(lián)分析的方法，將設(shè)備的故障模式與環(huán)境因子進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，進(jìn)行灰色相關(guān)度計(jì)算處理，最終便可以從篩選出的環(huán)境因子中確定出在航空電子設(shè)備某種故障模式事件中各環(huán)境因子發(fā)揮作用的大小，根據(jù)影響程度提出有針對(duì)性的防護(hù)措施，為設(shè)計(jì)更改提供依據(jù)，并最終提高航空電子設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性。

5 結(jié)束語

本文針對(duì)航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)需求，在對(duì)其所經(jīng)歷環(huán)境剖面分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮航空電子設(shè)備各使用環(huán)境下的故障模式，提出一套行之有效的航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)解決途徑，為開展航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)提供了方法思路，可以很好地指導(dǎo)外場(chǎng)開展航空電子設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)工作，并最終達(dá)到提高裝備環(huán)境適應(yīng)性水平，增強(qiáng)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力的目的。

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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(zhì)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(zhì)量特性研究工作。

〔編輯：張思楠〕