航空军工产品实验室环境鉴定试验工作情况分析（1）

祝耀昌，李敏伟

（中国航空综合技术研究所，北京 100028）

1 概述

军工产品定型是国家对新产品（含改型、革新等）进行全面考核，确定其是否达到规定要求的过程。新研制的产品必须进行设计定型或设计鉴定，确认其是否达到规定的设计定型标准；通过设计定型的产品，在正式批量投产前必须进行生产定型，确认其达到生产定型的标准。产品设计定型和生产定型必须符合有关文件和标准中规定的相应要求。在这些要求中，包括定型试验方面的要求[1]。

军工产品定型试验[2]一般包括试验基地（试验场和试验中心）进行的鉴定试验和使用方进行的使用验证试验。前者主要是内场鉴定试验，后者主要是外场验证试验。比如，对于机载设备来说，就分为地面鉴定试验和装机后使用验证试验。地面鉴定试验一般包括产品的物理特性（尺寸、重量等）检测、功能和性能检测、电源特性试验、环境鉴定试验、可靠性鉴定试验和电磁兼容性试验等。这一系列试验的结果为产品定型决策提供依据。

2 环境鉴定试验

2.1 环境鉴定试验的重要性

环境适应性是产品的一个重要质量特性，装备环境适应性的好坏直接影响到装备作战效能的发挥和战斗力。因此环境适应性的要求已作为武器装备的重要战术技术指标，纳入装备研制要求和研制合同中。在装备设计定型时，必须通过实验室环境鉴定试验来验证研制产品的环境适应性是否满足研制总要求和研制协议书（合同）规定的指标，作为装备能否设计定型的决策依据之一。环境鉴定试验是产品设计定型地面鉴定试验的重要组成部分。

2.2 实验室环境鉴定试验的特点

环境鉴定试验涉及多个环境因素，因而实施起来比其他地面试验要复杂得多，其特点如下所述。

(1)试验项目多

成品协议书或研制合同中环境适应性要求不像可靠性那样仅仅是一个定量指标，只需安排一次综合环境应力可靠性试验来验证这一定量指标就行的，而是包含一系列耐各种环境应力强度的要求。因此，为了验证提交定型的产品具备耐这些环境应力的能力，必须安排各种类型应力对应的许多试验项目，逐项验证定型产品对各种环境的适应能力，通常要安排15个以上的试验项目。由于试验项目多，涉及的设备等资源也就多。

(2)部分环境试验项目对产品有破坏性

环境试验项目中振动耐久试验、坠撞冲击试验、飞机炮振试验和爆炸性大气试验等对产品都有直接破坏作用。产品经过这类试验后，已经受到破坏或疲劳损伤，不能再用于其他试验。因而需要多个样品进行试验。

(3)试验结果受试验项目顺序的影响

环境试验是一系列试验项目组合起来，按一定次序进行的，因而必须考虑试验之间的影响。有些试验结果之间会产生叠加作用，使试验效果加剧或降低。

比如温度冲击试验时造成的裂纹，随后的振动试验能加快裂纹的扩展，使产品更快地出现故障；后续试验更易检查出前一个试验激发的缺陷，如振动试验中造成的密封破坏在后面进行的低气压试验中更易被检查出来；前一个试验过程的残留介质会影响后一个试验结果的正确性，如沙尘试验后会在产品上留有尘粒且这些尘粒吸收空气中的水分，随后若进行霉菌试验则会使不易长霉的产品也长霉；盐雾试验后进行霉菌试验，由于不可避免地在产品上留有氯化钠，抑制了霉菌的生长，从而使本来易长霉的产品试验中不长霉，导致试验结果不正确[1]。因此试验项目顺序对试验结果影响很大，合理设计用同一试验样品进行的各试验项目顺序特别重要。

(4)试验样本量大

由于试验项目多和有些试验项目有破坏性，不可能使用一套产品作为样本做完所有的环境鉴定试验，一般至少安排3套样品分组试验才能较合理地安排好众多的环境试验项目。

如果盐雾和霉菌试验不用成品，而选用其材料、工艺试片、典型结构件、成部件，则可以减少一套样本。但值得注意的是，仅仅用各种的材料试片得到的试验结果，并不能完全代表用其制成的成品的耐霉菌和盐雾环境的能力，因为这样仍然不能考核用这些材料制成成品的加工过程中残留在产品上的杂质对长霉的影响和不同电位材料连接对盐水腐蚀的影响。

诚然，在可靠性试验中经常也用2台以上的样本，但其含义是完全不同的。从统计试验的角度出发，可靠性试验仅用一台产品照样可以完成试验，增加样品数只是缩短试验时间而已。

3 环境鉴定试验实施情况

按照航空军工产品定型的规定，环境鉴定试验一般应在取得相应资格的实验室进行。然而，由于种种原因，目前军工产品定型中，不管是一级、二级产品还是三级及三级以下产品的环境鉴定试验，一般都是在研制该产品的单位进行。

由于研制单位的实（试）验室的建设重点是用于环境适应性研制试验和批生产产品的例行试验，因此其设备配置、试验技术水平、试验过程和文件管理、人员素质以及试验的理念往往不易保证圆满地完成环境鉴定试验的任务，而且由于实（试）验室受制于其所在的研制单位，不具备独立性，试验结果的公正性必然会受到影响。

通过近年来参与各项产品设计定型审查以及有限的实地调研，发现航空产品定型中实施环境鉴定试验方面存在以下一些共性问题。

3.1 实（试）验室资质

3.1.1 存在的问题

承担环境鉴定试验的实（试）验室有的是产品研制单位的实（试）验室，有的是研制单位外包的实（试）验室，这些实（试）验室大部分没有经过计量认证和资格认可。有些实（试）验室虽然经过计量认证或资格认可，但这些认证或认可单位实际没有取得相应的资格，因而这种认证和认可起不到应有的作用，是无效的。

3.1.2 问题分析

(1)有些研制单位不熟悉GJB 4239《装备环境工程通用要求》等相关标准中规定的对环境鉴定实验室的资质要求，表明有关单位对这些文件和标准的宣贯力度不够。

(2)有些研制单位对环境鉴定试验的重要性、严肃性认识不足，认为有设备，有操作人员，就可以做环境鉴定试验，安排试验或转包试验时没有考虑承担的实（试）验室是否有规定的资质。

(3)为了节省经费、时间和人力等资源，不愿意到有资质的实验室去做试验。

(4)未进行试验大纲评审、试验程序评审和试验准备工作评审（审查）工作或此工作中有疏漏，没有审查资质和强调资质要求。

3.1.3 建议

(1)加强对GJB 4239标准中进行环境鉴定试验的试验单位应具备的资质条款的学习和理解。在确定环境鉴定试验单位时，考虑资质这一条件。

(2)在试验大纲、试验程序和试验准备工作评审时，对预计安排或已安排实施环境鉴定试验的试验单位的资质进行审查。

(3)一些打算承担环境鉴定试验的实（试）验室尽快开展计量认证和资格认可工作，获得相应资格的认证证书和认可证书，以具备进行环境鉴定试验的基本条件。

(4)中航工业环境与可靠性试验与研究中心（原中国一航环境与可靠性试验研究中心）是中航工业环境与可靠性试验机构体系的体系办公室、挂靠单位，该办公室承担了行业实（试）验室认证认可的指导工作。

3.2 试验设备的使用

3.2.1 存在问题

(1)试验设备选用不当，导致提供的试验条件不正确

· 用电热鼓风干燥箱进行高温试验；

· 用进行可靠性试验的快速温度变化箱进行高、低温试验；

· 用湿热试验箱做高、低温试验；

· 用环境应力筛选箱做高、低温试验；

· 用快速温度变化箱，一箱法做温度冲击试验。

(2)所用试验设备检定工作未进行或不到位，导致提供的试验条件不正确或无法确认是否正确

· 试验设备未进行检定；

· 试验设备虽然经过检定，但是使用其进行试验时已经超过了检定有效期；

· 试验设备虽然经过检定，但是检定项目不完整。例如，湿热试验箱检定中未对30～60 ℃之间的相对湿度大于85%进行检定；

· 试验设备虽然经过检定，但是检定参数量值范围不能覆盖试验条件要求的范围，实际试验在检定范围以外的量值上进行；

· 试验设备虽然经过检定，但是检定点太少，往往只检定两个极端点，试验常用的量值点或其附近未进行检定；

· 试验设备经过检定发现试验设备指示值（设定值）与其在实施中提供的试验量值的平均值之间有差异（例如，设备指示值为-55℃，实际温度范围可能在-51～-55℃之间，其平均温度值应为-53 ℃；因此，为了确保进行-55℃的试验，其试验设定值应为-57 ℃，即有-2 ℃的修正系数）；而许多试验箱检定后未给出此修正系数；

· 检定单位不具备进行此工作的资质。许多单位往往把某地区的计量站或单位内的二级计量站作为检定单位。一般应由国家技术监督局或国防科工局认可单位进行试验设备检定。

3.2.2 问题分析

(1)试验设备选择不当

对环境试验方法标准中有关对试验设备要求的了解不全面或不注意。例如，温度试验标准中一般明确规定试验箱中空气流动速度（风速）不大于1.7 m/s。温度试验最理想状态是在无风速的自由空气中进行，并且受试产品各部位应当经受同一温度的作用，才能真实地模拟实际温度环境作用。用试验箱来创造温度条件时，为加快热交换且保证产品经受到的温度的均匀性，必须使用鼓风机加速箱内空气流动，但风速太大时，会使受试产品（特别是工作时发热的产品）散热过快，其热交换状态与实际使用大不相同，因而试验结果不真实。这就是温度试验风速限制不超过1.7 m/s的原因。

电热鼓风干燥箱不属于环境试验设备，而且其风速大，内部温度极不均匀，不能用于温度试验，快速温度变化箱和环境应力筛选箱的风速一般都远超过2 m /s，因此都不符合环境试验要求。许多单位用湿热试验箱进行温度试验，原则上也是不可以的，因为湿热试验箱的高、低温温度范围较高、低温箱窄，其选用箱壁材料时不一定考虑高、低温试验箱的热辐射率要求；此外，如果该试验箱经常进行湿热试验，或刚进行过湿热试验，而未经烘干就用于进行温度试验，会引起湿度对温度试验的干扰。

(2)试验设备未检定或检定不到位

· 对试验设备如何使用，许多单位没有正确的认识，认为买了设备就可以用来做试验，就象电视机等家电一样，拿来就可以用，而不知道试验设备和家电不一样，其提供的试验条件往往会随试验设备的老化和其他原因产生变化，从而不能产生标准规定的试验条件并满足允差要求，因此需要进行检定。

· 没有注意到GJB 4239、GJB 150等标准中一再明确要求进行定期检定，确保试验设备提供的试验条件符合军工产品的环境试验条件及其允差要求。

· 不知道或不熟悉环境试验设备检定标准GJB 5170《环境试验设备参数检定方法》中的规定，缺乏设备检定有关的知识；

· 没有开展对试验程序或试验准备工作的评审或审查，或者审查有疏忽。

3.2.3 建议

(1)加强对环境试验方法标准（如GJB 150）中每一试验方法所规定的对试验设备要求一节的研究，认识试验设备要求中某些参数或规定对该试验正确性和复现性的影响，弄清不同试验项目所用试验设备之间的差异及其原因，以能正确使用设备。

(2)一般说来，高低温试验应当使用专用的高、低温试验箱，而不用快速温度变化箱或环境应力筛选箱。如果想用这种大风速的试验箱，则在购买这些试验箱时，至少应当要求其鼓风机使用变频电机，从而可调节风速。当用于进行温度试验时，将其风速调到1.7 m/s以下。但在试验箱检定时，必须增加风速低于1.7 m/s时各典型试验温度的检定，并符合温度试验容差要求。

(3)加强对GJB 4239、GJB 150和GJB 5170等标准中有关试验设备检定要求、检定知识和检定方法的学习和理解，提高对设备检定的认识，确保正确贯彻这些文件和标准中的规定，用合格的试验设备进行环境鉴定试验。

(4)在试验大纲、试验程序和试验准备工作评审或审查时，将各试验项目所用试验设备及其检定情况作为一个重要的要求或审查内容。

3.3 试验文件质量[3]

环境鉴定试验文件通常包括环境鉴定试验大纲、环境鉴定试验程序、环境鉴定试验报告（单项试验报告和环境鉴定试验总结报告）。

3.3.1 存在的问题

(1)环境鉴定试验大纲规定的要求[4]不完整，不能充分验证军工产品是否符合研制总要求和研制协议书（合同）中的环境适应性指标。常见问题如下：试验单位资质未明确，试验项目不完整，试验条件与合同要求不一致，试验样本数及各个试验样本分担的试验项目不明确，试验项目顺序不作规定，没有合格（故障）判据，没有试验组织管理要求等。

(2)环境鉴定试验大纲评审工作质量尚存在改进余地。设计定型中经常发现经过评审的环境鉴定试验大纲本身就存在一些问题，致使试验实施中的一些错误做法有了依据；

(3)环境鉴定试验程序无明确要求，有的单位有程序，大部分单位没有试验程序。往往由于在试验大纲中直接引用了试验方法中的试验步骤，因而不再制定试验程序。实际上，试验大纲是明确对试验的要求，试验程序是为满足试验大纲要求采取的具体做法，两者内容是不一样的，编写的时间段也不一样。往往在制订试验大纲时，试验单位和试验设备等信息尚不能得到，因此要将试验大纲与试验程序合并或用试验大纲代替试验程序是做不到的，也是不恰当的，容易造成试验做不到位。

(4)单项环境鉴定试验报告各式各样。许多单位的环境鉴定试验报告是环境试验结果（即合格与否）的报告。试验报告从内容到格式不能全面提供试验过程的各种信息，不便于追溯试验实施过程和评价试验结果的正确性。

(5)没有环境鉴定试验总结报告。环境鉴定试验往往采用两个或两个以上的试验样本对一系列的单项试验序贯进行来完成的。每一单项试验报告只能反映单项试验的情况，因而必须要有一个环境鉴定试验总结报告来全面反映环境鉴定试验进行情况。定型审查中，如果没有这样一份内容完整的总结报告，就难以全面了解环境鉴定试验的实施情况。

3.3.2 问题分析

缺少环境鉴定试验大纲、环境鉴定试验程序和环境鉴定试验报告编写要求这样一类的标准或文件，使得各个军工产品研制单位无标准可依，任凭各自理解编写这些文件，导致现有文件编写格式及内容的不规范，不能满足要求。

3.3.3 建议

(1)尽快制定试验文件编写内容和格式要求方面的标准，以为编写环境鉴定试验大纲、环境鉴定试验程序和环境试验报告（单项试验报告和环境鉴定试验总报告）提供指导和统一内容格式；

(2)建议有关定型审查机构出台相关文件，为贯彻上述标准提供强有力的政策依据和指导；

(3)加强评审把关。

（未完待续）

（References）

[1]GJB 85—1986, 机载电子设备定型试验要求[S]

[2]GJB 1362A—2007, 军工产品定型程序和要求[S]

[3]HB 6699—1993, 机载电子设备鉴定试验和质量一致性试验程序格式[S]

[4]祝耀昌.军工产品设计定型环境鉴定试验大纲编写要求及分析[J].军用标准化, 2007, 2(3)