温度环境试验及其标准综述（二）典型温度试验程序

翟 波，蔡良续，李宝晗，祝耀昌

（1.中航工业洛阳光电所，洛阳 471009； 2.中国航空综合技术研究所，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）

温度环境试验及其标准综述（二）典型温度试验程序

翟 波1，蔡良续2，李宝晗1，祝耀昌2

（1.中航工业洛阳光电所，洛阳 471009； 2.中国航空综合技术研究所，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）

温度试验一般包括高、低温贮存试验，高、低温工作和短时工作试验，温度冲击试验和温度变化试验。GJB 150/150A、HB 6167/6167A、GB/T 2423等系列环境试验标准中的主要温度试验程序如表1所示。上述三个系列标准对应的国外标准是810C/810F，RTCA DO160B/160F和IEC 68号出版物。表1中还说明了各种试验程序的目的和模拟的环境。

1 GJ B 150/150A的高低温试验程序

一般人认为，GJB 150等效采用了810C标准的相应部分，但GJB 150中的温度试验则不是这样，810C的温度试验方法中有二个试验程序。程序II模拟户外直接暴露于太阳照射下的装备遇到温度循环变化环境，共有三个循环，一个循环的时间为12h，包括49℃，6h和71℃，4h和升降温各2h，而后将试验箱内温度调到设计最高工作温度，保持此温度直至试件达到温度稳定，使试件工作直至温度再次稳定后进行中间检测，最后试件停止工作，回到试验室大气条件达到温度稳定后进行最终检测。810C中的程序I则是恒温模拟装备工作前暴露于高温贮存环境中的一个程序，因而将试件暴露于71℃贮存温度，48h后，将温度调节到试件设计最高工作温度并使试件在此温度下达到温度稳定，而后使试件工作直至再次温度稳定后，进行中间检测，而后停止工作，回到试验室大气条件，达到温度稳定后进行最终检测。可见GJB 150的温度试验与810C中程序I相似。

810C程序II是一个恒温贮存和恒温工作连续进行的组合试验，GJB 150则将恒温贮存和恒温工作分开，成为二个独立的试验程序。其主要目的是更便于分清出现的故障是高温贮存引起的还是高温工作时引起的。GJB 150未采用810C中的循环试验程序是因为该程序既模拟了最热天气下的无太阳照射诱发作用的最高空气温度49℃，又模拟了太阳辐射诱发引起的最高温度71℃，这两种情况不可能同时存在，但反映了其模拟日循环的思路，这种模拟不符合实际。

美国军标810F则更强调真实模拟，因此干脆模拟最热天气温度日循环，而且将模拟贮存的日循环和模拟工作状态的日循环分开，这样做确实达到了真实模拟的目的，但使试验时间大大加长。GJB 150A作为等效标准全面采用810F的日循环试验程序。810F考虑到有许多装备会贮存或工作于不受太阳辐射影响，而受某一恒定热源影响的热环境，因此还安排了恒温贮存试验程序。

应当注意，150A/810F中恒温贮存试验的温度绝不是GJB 150中恒温贮存温度(71℃)，而是实际贮存于其他热源影响造成的高温温度。

GJB 150A/810F中的低温贮存试验和低温工作试验与GJB 150/810C基本相同，其增加的低温装拆试验，主要是考核装备设计，是否便于在低温环境中快速操作，不影响作战效能。

表1 典型温度试验程序

2 HB 6167/6167A高低温试验程序

HB 6167/6167A中的温度试验程序分别等效采用美国航空无线电技术委员会(RTCA)的DO 160B/160F中的试验程序。

从表1中可以看出，民用飞机机载设备环境试验中的高低温试验包括地面高、低温耐受试验，高低温工作试验和高低温短时工作试验，以及冷却能力损失试验四种类型，分别模拟机载设备在飞机地面停放和启动阶段和飞行过程遇到的低温环境。其中地面高、低温耐受试验相当于军用飞机地面贮存试验。军用飞机地面贮存试验，是模拟飞机在机场存放待机时遇到的高低温环境，美军标准这种状态称之为“soak”，即是飞机“浸泡”在地面高低温极端环境中的意思，而民机试验方法中称为耐受试验，是指飞机在机场上停放时，耐受会遇到高低温环境，将其称“survivale”，即能在高低温极端环境作用下不被破坏而保持完好存活下来意思。可见这两者模拟的是同类环境只是方法不同。

从表1可以看出，作为民用飞机机载设备适航取证用的环境试验方法标准，其规定的温度试验方法与GJB 150/150A和美军标810C/810F有较大的区别。如将模拟飞机或装备地面存放状态遇到的高温、低温温度称为耐受温度，相应试验称为耐受试验而不叫贮存试验；此外增加了高、低温短时工作试验项目，以考核处于地面高、低温耐受温度下的机载设备立即起动并在一定的时间内能保证正常工作能力，此外还引入了冷却能力损失试验，这一试验实际上考虑到飞机环控系统失灵后失去冷却能力，造成机载设备工作环境温度升高，要求在此高温下机载设备仍能正常工作一段时间，以便飞机紧急返回和确保人员安全。民机环境试验方法标准中是将这些恒定温度试验连续一起进行，如耐受试验与工作试验和短时工作试验连在一起进行，这样做可以省掉一些最终检测和初始检测的步骤，节省资源。不足之处则是一旦出现故障，难以弄清故障是何时，何种应力下发生，不利于故障分析定位和纠正。因而更适用于取证过程的试验，而在研制阶段不宜使用，即应分别进行。

3 温度冲击试验程序

GJB 150/150A和GB/T 2423，HB 6167/6167A中均设置有温度冲击试验程序。温度冲击试验通常用二箱法或一箱两室法进行，受试产品快速放入或转入温度保持在设定的高、低温温度上的高温箱或低温箱或者一个试验箱的高温室或低温室中，也有试验样品固定在一个试验箱中，试验箱内温度快速地向高温或低温转换，这种方法不容易产生上述的方法的效果，用得较少。因此一般应使用两箱法和两室法。GB/T 2423中规定，温度冲击试验一般使用空气作为介质。使用液体作为介质的两液槽法，这种方法比空气介质产生更为剧烈的热冲击，适用于玻璃－金属组成的密封件或类似试验样品。

需要说明的是，GJB 150A/810F中提供了基于高温日循环的温度冲击试验程序，这一试验程序的特点是在高温阶段要模拟受试产品从日循环的峰值温度降到受试产品最高响应温度这一段时间内的温度日循环历程，日循环中这一段过程时间一般要几个小时，而后使受试产品在最高响应温度下保持其达到温度稳定或规定时间，因此使温度冲击的高温阶段变得复杂和时间加长，这种做法原因或原理不清楚，可操作性差，810G中已取消，因此不建议使用此程序。

GJB 150A/810F的冲击试验思路也有改变，不再是原来或通常的三个循环，每循环进行两次相反方向的热冲击，而是仅规定冲击方向和冲击次数，热到冷为一个方向，冷到热为另一方向。

4 温度变化试验程序

HB 6167/6167A、DO 160B/160F及GB 2423中均有温度变化试验程序。温度变化试验应在一个试验箱中进行，试验样品固定不动，试验箱内的温度按规定的速率在高低温之间变化。温度变化试验更加注意在温度变化期间检测受试产品的功能和性能，确认其是否受温度变化的影响。

HB 6167/6167A和DO 160B/160F中的温度变化试验可以单独进行，也推荐了将温度变化试验与地面耐受试验、工作试验和短时工作试验合并连续进行的程序，这种做法同样是有利有弊的。HB 6167/6167A和GB/T 2423两个标准中均包含有温度冲击和温度变化两种试验程序。

5 温度组合试验程序

民用飞机环境试验标准中还提出了温度试验的组合试验，即将高低温耐受试验，高低温工作试验(包括短时工作试验)，甚至与温度变化试验有机地结合起来序贯进行。这种试验可以省去许多初始检测和最终检测操作，节省时间、经费和试验量，但问题是一旦出现故障，难于准确分辨引起故障的应力。因此，不适用于研制阶段，主要用于适航取证过程和鉴定试验，此时只要不出故障均可通过，出了故障均不能通过，并不关注引起故障的原因和故障归零。

翟波，中航工业洛阳光电所，生于1972年，男，河南济源人，工程师，主要研究方向为环境和可靠性试验。

（待续）

V416.6

A

1004-7204(2014)05-0089-04