关于机载电子产品环境适应性研究

【摘 要】众所周知，机载电子产品是飞机的重要组成部分，机载电子产品的环境适应能力的强弱直接影响了飞机战斗力的高低。机载电子产品是由较为精密且复杂的机械原件组成，如果机载电子产品遇到极其恶劣的天气则很容易遭到损害。可见环境对机载电子产品的影响巨大。本文介绍了环境对机载电子产品的影响以及如何通过设计、制造和试验等手段来提高验证机载电子产品的环境适应性。

【关键词】机载电子产品 环境适应性 环境试验

机载电子产品主要包括飞行控制系统，座舱显控系统、通讯＼导航系统、大气数据系统、飞行数据系统、航空照明系统、机电信息管理系统等航空产品。环境适应性（environmental adaptation）指的是产品在其寿命期内贮存、运输和使用等状态预期会遇到各种极端应力的作用下实现其预定的全套功能的能力，环境适应性是武器装备的一个重要的质量特性，应根据装备环境工程的要求，把环境试验贯穿于产品的设计、研制、生产和采购的各个阶段，通过环境试验充分暴露产品在研制生产过程中存在的环境适应性问题，及时改进研制质量、提高产品的环境适应能力。

1机载电子产品环境适应性设计

要想提高机载电子产品的环境适应能力，就必须从源头抓起，从机载电子产品的设计方案、元器件、原材料的选用等方面入手。根据环境适应性的具体含义，将其分为三种情况：一是气候环境因素（如温度、湿度、砂尘等），二是生物及化学因素（盐雾、霉菌等），三是机械环境因素（振动、冲击）；四是综合环境因素（温度-高度、温度-湿度-高度），因此在产品的设计中，设计师应该从产品配套机型，军种入手，根据机载电子产品的工作环境，制定有效的措施，确定设计方案。

1.1原材料、元器件选用

首先，通过元器件、构件、材料的设计，提高产品对于其环境的抵御能力；如：针对机载电子产品的密封设备，设计师应该选择耐高温、低温而且性能好的密封圈等设备，从而提高密封效果，避免因为低温而减低机载电子产品环境适应能力的情况出现。选用的元器件质量与可靠性等级符合国家标准（GB）或国家军用标准（GJB）的要求，质量等级不低于普军级。

1.2优化结构设计

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；如：产品设计的过程中要避免直角和悬臂结构，应该采用倒圆角或者是斜筋进行有效的过度，能避免应力的集中，注意刚强度的设计和隔振缓冲设计，在机载电子产品重量最轻的前提下确保电子产品的安全性。如：尺寸较大的印制板应在中央增加支撑点或者强筋确保其稳定性，印制板上较大的组件支脚应该点胶，还可以利用导热板来提高印制板自身的刚度；PCB板布线设计按电源、弱信号、强信号、数字信号、微波传输信号，进行走线布局设计。在布线中把电源线与信号线分开；把输出、输入分开。在改善和提高EMC性能方面，采用接地、屏蔽、滤波三项技术。

1.3 采用先进的工艺设计

在产品设计中，也要考虑产品的工艺性，对于印制板的薄弱原件进行加固措施，硅橡胶对整个元器件或者组件进行灌封，更新传统的工艺处理观念，这样可以提高元器件的抗振性能和“三防”性能。印制线路板的制造工艺、基材选择和电气性满足GJB362A的要求。

2机载电子产品的环境适应性试验

在产品的研制、生产、使用中都贯穿着环境试验，通常是设计-环境试验-改进-再环境试验-生产，环境试验越准确，产品的可靠性越好。对产品进行的试验按类型分为：（1）验收试验；（2）装机试飞前的安全试验；（3）鉴定试验；（4）例行试验。

2.1环境试验的目标要求

环境试验是提高产品质量的有效手段，但在人力、费用和时间上的投入往往是巨大的。最终，环境试验的目标要求就是要充分验证产品技术协议书规定的性能要求和各种环境条件下的适应性，保证产品的飞行安全，尽量降低总的试验时间和试验费用投入，实现这些目标需要合理地规划、组织和控制环境试验。

2.2环境试验的有效策划

根据飞机的种类，飞机的任务和剖面，产品在机内的装载位置，产品的类别和安装舱的冷却方式等，编制环境试验大纲，环境试验大纲应包括试验项目、试验程序及条件，故障判据及记录要求。试验项目的确定应根据试验类型，参考GJB150或GJB150A《军用实验室环境试验方法》确定。

验收试验：指是产品出厂时，为了保证产品质量必须进行的一些项目的试验；

装机试飞前试验：是指产品装机试飞后涉及飞机安全性技术指标的环境试验项目，如电磁兼容、电源特性试验就必须在这个阶段做；与环境鉴定试验的区别是不涉及对产品寿命考核项目，如振动试验只做功能振动，不做耐久振动等，如表1所示；

环境鉴定试验：用来确定产品是否在预定 环境条件下达到对顶技术指标和其安全要求，环境鉴定试验室最全面的试验，产品可能遇到的环境因素都必须考虑到；

例行试验：指的是产品定型后，每年定期进行的试验项目，考核产品批生产过程中工艺稳定性。

2.3环境试验的具体实施

在实施试验前，应对试验前的准备状态进行检查，主要包括：（1）试验大纲正确、可行并准确反映了试验目的及图样、技术条件的要求；（2）试验件状态符合图样、技术条件和试验大纲要求；（3）试验设备、检测仪器仪表符合试验大纲要求，试验中使用的记录表格齐全、协调、配套；（4）参加试验人员持证上岗；确保以上条件满足后，方可开始试验。

对于系列化改进改型产品，针对一些试验周期长且不经济的试验项目（湿热、霉菌、盐雾）可采用类比的试验方法，类比试验的前提条件是：（1）类比自身的特性（结构、功能和性能）相同；（2）类比产品的生产、制造、三防工艺相同；（3）类比产品的试验条件及试验方法相同；在具备以上三个条件后，采用类比的试验方式，缩短试验周期，减少试验成本。

试验过程中试验样品失效，立即停止试验，如实记录发生问题的有关情况，召集有关人员进行分析，按照GJB451A的故障分类判定故障类型，对于责任性故障，必须分析失效原因，按照FRACAS流程进行归零。产品故障排除，验证措施有效后 ，产品应从第一项试验开始重新进行试验。

试验完成后，试验小组对试验的数据进行分析和整理，给出结论性意见并按照GJB1362A写出书面试验报告。

3结语

综上所述，要转变过去传统的设计理念，采用轻量化设计的方法，使用合格材料改变传统金属化镀覆工艺，综合考虑各种因素包括振动、装机协调、分机方案、电磁兼容设备、元器件筛选等问题等因素系统设计机载电子产品的环境防护能力。同时，产品环境试验贯穿于整个研发生产过程，通过有效的规划和实施环境试验，不仅可以提高产品质量，缩短试验时间和降低试验成本，而且充分验证产品环境适应性能力。

参考文献：

[1]陈胜坚.探讨机载电子产品的环境适应性研究[J].电子世界，2013，03：6-7.

[2]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，2006，04：34-37.

[3]罗成，徐文正，曾晨晖.用于环境适应性分析的航电产品应力仿真技术[J].装备环境工程，2011，01：10-14.

作者简介：李芳占（1980—），女，陕西扶风人，工程师，研究方向：工程技术。