探討機載電子產品的環境適應性研究

廣州廣電計量檢測股份有限公司 陳勝堅

一、引言

環境適應性指的是產品在使用壽命期內，可能會受到各種環境的影響，且能實現產品的預期性能和功能不受破壞的能力，是產品質量的衡量標準之一。機載電子產品在其壽命期內的使用、運輸和貯存，都會受到環境的影響，這些影響力會對機載設備的性能和結構造成影響，降低設備的戰斗指標，影響機載設備的整體作戰能力。以我國南方地區的某飛機為例，根據飛機的故障數據表分析，每年的3、4月份是飛機濕度故障的易發期和多發期，3、4月份是我國南方地區的梅雨季節，降水偏多，飛機內部的系統受潮，其儀表指示器上有水霧，導致了飛機濕度故障的頻發。

二、提高機載電子產品的環境適應性的方法和手段

環境適應性取決于產品的制造環節，通過產品的試驗和產品的管理手段，保證產品的環境適應性的提高，環境適應性涵蓋了產品全壽命周期內的各項工作，提高機載電子產品的環境適應性的方法和手段如下：

（一）設計手段

提高機載設備的環境適應性，應從產品的設計環節開始，從源頭上提高產品的環境適應性。環境適應性的技術設計可分為氣候、力學和其他三種。一是通過元器件、構件、材料的設計，提高機載設備對預期環境的抵御能力，二是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。以設計手段來提高機載設備的環境適應力，能減少設備的后期故障發生頻率和維修頻率，減少資金的消耗，特別是減少了企業的售后服務資金的投入，大大降低了產品的全壽命周期費用。

（二）制造手段

機載設備的制造階段應實現的目標是提高零組件的加工合格率、產品一次驗收的合格率、物料投放的合格率、部件裝配調試的成活率。在制造階段，應努力提高產品工藝及制造水平，從而保證生產的穩定性、工藝的操作性、設計的符合性和驗收的依據性。通過高效合理的制作手段，獲得高穩定性、高環境適應性的產品。

（三）試驗手段

第一，試驗的分類和具體的應用情況。試驗手段可以分為自然環境試驗、使用環境試驗、試驗室環境的試驗三種。自然環境試驗的方法因為試驗的周期較長，耗時較大，基層研制單位的使用較少。使用環境試驗是通過對機載設備長期工作的積累，對機載設備的環境適應性研究有重要的作用，它是對產品的環境適應性最直接、最真實的反映和表現，可根據試驗的結果提出設備的改進意見。試驗室環境的試驗是為了彌補使用環境試驗的不足，在實驗室中模擬設備的真實使用環境，對設備的環境影響力進行分析。試驗室環境的試驗對設備環境適應力研究的作用可分為四個階段：第一階段是研制階段的早中期，是環境適應性的研制試驗，主要是對設備設計的缺陷和薄弱環節進行分析，提出設備設計的改進意見。第二階段是研制階段的中后期，是環境相應特性的調查試驗，主要是根據產品的物理屬性，對產品的環境忍耐力進行分析，制定后期管理和維修計劃。第三階段是研制階段的后期，環境鑒定的試驗，產品的環境適應性要符合合同的要求。第四階段是批生產階段，環境的例行試驗和環境的驗收試驗，對批生產的產品進行定期、定數的抽樣調查，分析產品的環境適應性。

第二，高加速試驗。在試驗室環境的試驗中，國外通常采用高加速試驗。高加速試驗可分為高加速的環境應力的篩選試驗、高加速的壽命試驗，能夠在短時間能驗證設備的環境適應能力。高加速試驗能有效提高設備的環境適應性，目前，我國國內對該技術的使用還不是很普遍，主要是因為對該項技術還未能充分掌握，該試驗對設備有一定的限制，要求大功率的振動臺和快速變溫箱。

第三，利用試驗手段分析產品失效情況，提出改進意見。通過試驗手段對設備在設計、生產的各個環節進行分析，找出產品在設計、制造等方面的問題，增強機載設備的環境適應性。

溫度環境是機載設備在壽命周期內最為常見的一種環境條件，在設備的環境影響失效中，溫度引起的約占40%。高溫導致設備失效主要有：電子電路的穩定性的改變、潤滑性能的降低、電阻值的變化、密封條的損壞、零件粘連、工作壽命的縮短等，低溫導致設備失效主要有：水的凝結及結冰、變壓器的性能改變、材料發脆變硬、潤滑油的性能降低等。因此，溫度試驗是設備設計、制造等環節所必須的環節。

振動也能導致記載設備的環境失效，約占有27%的比重。振動試驗是環境試驗中的非常重要的試驗項目。振動所造成的設備失效主要有：電路、電子元器件、焊點、導線的短路和斷路，密封件的漏氣、緊固件松動、季機械件的抖動和卡死等。應對設備的機箱等進行設計改進和工藝優化，通過振動試驗的驗證，避免設備失效的發展，提高產品對振動環境的適應性。

（四）管理手段

為提高機載設備的環境適應性，機載設備的管理非常重要。主要表現為產品的全壽命管理、數據管理、監控評審管理、試驗計劃管理等方面。其中，數據管理是設備管理中的重要內容。數據的測量、收集、整理、分析、應用，可以對設備的環境適應性進行分析，是分析設備環境適應性的基礎。

三、機載電子產品的環境適應性的不足及改進方法

（一）機載電子產品的環境適應性的不足

可以分為以下幾個方面：

第一，對產品設計的環境適應性作用不重視，導致產品的全壽命費用增加。產品設計上的缺陷，造成機載設備對力學環境、氣候條件等的分析存在問題，多設備的環境適應性考慮不周，致使產品投產使用后無法適應具體的工作環境，在工作中經常出現故障，返廠維修的頻率大大增加，增加了企業售后服務和故障維修的費用。

第二，對設備的薄弱環節沒能予以重視，影響了設備整體的環境適應性。在產品的使用壽命期內，某些試驗手段可能會造成產品的失效，可以對產品性能及制造工藝進行改進來完成。如果在產品的設計階段，沒有對產品的薄弱環節進行有效設計，在產品的制造、生產階段也沒能有效利用試驗方法，對產品工藝、制造的薄弱環節沒能有效激發，產品整體的適應性受到影響。

第三，技術試驗的國內外交流不強，沒有充分采用高加速試驗的作用，來增強機載設備的環境適應性。

第四，數據管理上存在問題。數據管理沒能達到機載設備運行的要求和環境適應性設計的要求。目前對機載設備的環境適應性研究還停留在對數據的收集積累階段，沒能將數據有效運用于提高機載設備的環境適應中去。

（二）機載電子產品的環境適應性改進方法

機載電子產品在環境適應方面存在著一些問題，在實際的工作運行中，應不斷提高機載設備的環境適應性，保證機載設備的安全運行。其方法如下：

第一，在環境工程的工作中，提高對機載設備的環境適應性研究的重視程度，加大環境適應性的試驗研究，產品的設計人員應與試驗技術人員溝通、交流，運用各種試驗手段，提高機載設備的環境適應性。

第二，收集機載設備的故障信息和數據，結合試驗結果，將具體的工作條件與試驗條件相對比，探討更有效、更真實的實驗條件，對實驗室的各種試驗工具加以有效利用，通過各種試驗，在試驗中模擬出相對真實的工作環境，增強機載設備的環境適應性。

第三，結合機載設備，研究新的試驗方法，將更高效、更快速的試驗方法應用于機載設備的試驗中，通過耐環境的適應性設計，有效增強設備的環境適應水平。

第四，對機載設備的生命周期內的運行信息和運行數據進行收集，以有效的數據處理技術，對數據進行歸納處理，特別是產品的環境適應性的分析，將環境數據的分析作為機載設備環境適應性分析的依據。對數據進行統一管理，為產品設計和制作提供科學依據。

四、結束語

機載電子產品的環境適應性研究，對產品在其全壽命周期內可能出現的環境失效情況進行分析，對環境數據進行收集、分析和處理，提高產品的環境適應性，保證電子產品的正常工作狀態。環境適應性分析貫穿于機載設備的全壽命周期的各個環節，因此，提高產品的環境適應性，應從產品的設計、制造、試驗和管理等環節進行，通過各種模擬環境試驗，提高產品的整體環境適應能力，保證機載電子產品的安全穩定運行。

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