探讨机载电子产品的环境适应性研究

广州广电计量检测股份有限公司 陈胜坚

一、引言

环境适应性指的是产品在使用寿命期内，可能会受到各种环境的影响，且能实现产品的预期性能和功能不受破坏的能力，是产品质量的衡量标准之一。机载电子产品在其寿命期内的使用、运输和贮存，都会受到环境的影响，这些影响力会对机载设备的性能和结构造成影响，降低设备的战斗指标，影响机载设备的整体作战能力。以我国南方地区的某飞机为例，根据飞机的故障数据表分析，每年的3、4月份是飞机湿度故障的易发期和多发期，3、4月份是我国南方地区的梅雨季节，降水偏多，飞机内部的系统受潮，其仪表指示器上有水雾，导致了飞机湿度故障的频发。

二、提高机载电子产品的环境适应性的方法和手段

环境适应性取决于产品的制造环节，通过产品的试验和产品的管理手段，保证产品的环境适应性的提高，环境适应性涵盖了产品全寿命周期内的各项工作，提高机载电子产品的环境适应性的方法和手段如下：

（一）设计手段

提高机载设备的环境适应性，应从产品的设计环节开始，从源头上提高产品的环境适应性。环境适应性的技术设计可分为气候、力学和其他三种。一是通过元器件、构件、材料的设计，提高机载设备对预期环境的抵御能力，二是通过产品的结构设计，降低产品局部环境的影响力和严酷度。以设计手段来提高机载设备的环境适应力，能减少设备的后期故障发生频率和维修频率，减少资金的消耗，特别是减少了企业的售后服务资金的投入，大大降低了产品的全寿命周期费用。

（二）制造手段

机载设备的制造阶段应实现的目标是提高零组件的加工合格率、产品一次验收的合格率、物料投放的合格率、部件装配调试的成活率。在制造阶段，应努力提高产品工艺及制造水平，从而保证生产的稳定性、工艺的操作性、设计的符合性和验收的依据性。通过高效合理的制作手段，获得高稳定性、高环境适应性的产品。

（三）试验手段

第一，试验的分类和具体的应用情况。试验手段可以分为自然环境试验、使用环境试验、试验室环境的试验三种。自然环境试验的方法因为试验的周期较长，耗时较大，基层研制单位的使用较少。使用环境试验是通过对机载设备长期工作的积累，对机载设备的环境适应性研究有重要的作用，它是对产品的环境适应性最直接、最真实的反映和表现，可根据试验的结果提出设备的改进意见。试验室环境的试验是为了弥补使用环境试验的不足，在实验室中模拟设备的真实使用环境，对设备的环境影响力进行分析。试验室环境的试验对设备环境适应力研究的作用可分为四个阶段：第一阶段是研制阶段的早中期，是环境适应性的研制试验，主要是对设备设计的缺陷和薄弱环节进行分析，提出设备设计的改进意见。第二阶段是研制阶段的中后期，是环境相应特性的调查试验，主要是根据产品的物理属性，对产品的环境忍耐力进行分析，制定后期管理和维修计划。第三阶段是研制阶段的后期，环境鉴定的试验，产品的环境适应性要符合合同的要求。第四阶段是批生产阶段，环境的例行试验和环境的验收试验，对批生产的产品进行定期、定数的抽样调查，分析产品的环境适应性。

第二，高加速试验。在试验室环境的试验中，国外通常采用高加速试验。高加速试验可分为高加速的环境应力的筛选试验、高加速的寿命试验，能够在短时间能验证设备的环境适应能力。高加速试验能有效提高设备的环境适应性，目前，我国国内对该技术的使用还不是很普遍，主要是因为对该项技术还未能充分掌握，该试验对设备有一定的限制，要求大功率的振动台和快速变温箱。

第三，利用试验手段分析产品失效情况，提出改进意见。通过试验手段对设备在设计、生产的各个环节进行分析，找出产品在设计、制造等方面的问题，增强机载设备的环境适应性。

温度环境是机载设备在寿命周期内最为常见的一种环境条件，在设备的环境影响失效中，温度引起的约占40%。高温导致设备失效主要有：电子电路的稳定性的改变、润滑性能的降低、电阻值的变化、密封条的损坏、零件粘连、工作寿命的缩短等，低温导致设备失效主要有：水的凝结及结冰、变压器的性能改变、材料发脆变硬、润滑油的性能降低等。因此，温度试验是设备设计、制造等环节所必须的环节。

振动也能导致记载设备的环境失效，约占有27%的比重。振动试验是环境试验中的非常重要的试验项目。振动所造成的设备失效主要有：电路、电子元器件、焊点、导线的短路和断路，密封件的漏气、紧固件松动、季机械件的抖动和卡死等。应对设备的机箱等进行设计改进和工艺优化，通过振动试验的验证，避免设备失效的发展，提高产品对振动环境的适应性。

（四）管理手段

为提高机载设备的环境适应性，机载设备的管理非常重要。主要表现为产品的全寿命管理、数据管理、监控评审管理、试验计划管理等方面。其中，数据管理是设备管理中的重要内容。数据的测量、收集、整理、分析、应用，可以对设备的环境适应性进行分析，是分析设备环境适应性的基础。

三、机载电子产品的环境适应性的不足及改进方法

（一）机载电子产品的环境适应性的不足

可以分为以下几个方面：

第一，对产品设计的环境适应性作用不重视，导致产品的全寿命费用增加。产品设计上的缺陷，造成机载设备对力学环境、气候条件等的分析存在问题，多设备的环境适应性考虑不周，致使产品投产使用后无法适应具体的工作环境，在工作中经常出现故障，返厂维修的频率大大增加，增加了企业售后服务和故障维修的费用。

第二，对设备的薄弱环节没能予以重视，影响了设备整体的环境适应性。在产品的使用寿命期内，某些试验手段可能会造成产品的失效，可以对产品性能及制造工艺进行改进来完成。如果在产品的设计阶段，没有对产品的薄弱环节进行有效设计，在产品的制造、生产阶段也没能有效利用试验方法，对产品工艺、制造的薄弱环节没能有效激发，产品整体的适应性受到影响。

第三，技术试验的国内外交流不强，没有充分采用高加速试验的作用，来增强机载设备的环境适应性。

第四，数据管理上存在问题。数据管理没能达到机载设备运行的要求和环境适应性设计的要求。目前对机载设备的环境适应性研究还停留在对数据的收集积累阶段，没能将数据有效运用于提高机载设备的环境适应中去。

（二）机载电子产品的环境适应性改进方法

机载电子产品在环境适应方面存在着一些问题，在实际的工作运行中，应不断提高机载设备的环境适应性，保证机载设备的安全运行。其方法如下：

第一，在环境工程的工作中，提高对机载设备的环境适应性研究的重视程度，加大环境适应性的试验研究，产品的设计人员应与试验技术人员沟通、交流，运用各种试验手段，提高机载设备的环境适应性。

第二，收集机载设备的故障信息和数据，结合试验结果，将具体的工作条件与试验条件相对比，探讨更有效、更真实的实验条件，对实验室的各种试验工具加以有效利用，通过各种试验，在试验中模拟出相对真实的工作环境，增强机载设备的环境适应性。

第三，结合机载设备，研究新的试验方法，将更高效、更快速的试验方法应用于机载设备的试验中，通过耐环境的适应性设计，有效增强设备的环境适应水平。

第四，对机载设备的生命周期内的运行信息和运行数据进行收集，以有效的数据处理技术，对数据进行归纳处理，特别是产品的环境适应性的分析，将环境数据的分析作为机载设备环境适应性分析的依据。对数据进行统一管理，为产品设计和制作提供科学依据。

四、结束语

机载电子产品的环境适应性研究，对产品在其全寿命周期内可能出现的环境失效情况进行分析，对环境数据进行收集、分析和处理，提高产品的环境适应性，保证电子产品的正常工作状态。环境适应性分析贯穿于机载设备的全寿命周期的各个环节，因此，提高产品的环境适应性，应从产品的设计、制造、试验和管理等环节进行，通过各种模拟环境试验，提高产品的整体环境适应能力，保证机载电子产品的安全稳定运行。

[1]林琳.机载电子产品的环境适应性研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2006,24(4).

[2]徐佳龙.一种用加固多机系统替代机载服务器的方法[J].电子工程师,2008,34(12).

[3]王克军,方伟奇,李栋.某机载PCB模块环境适应性设计与分析[J].环境技术,2010,29(4).

[4]李栋,方伟奇,王克军.某机载PCB模块环境适应性及防护设计[A].2010中国电子学会可靠性分会第十五届可靠性学术年会论文集[C].2010.

[5]秦灏卿.热管在机载雷达中的应用研究[J].电子机械工程,2007,23(2).

[6]王益民,彭霞.基于软件无线电的机载数字接收系统设计[J].现代雷达,2010,32(8).