航天器产品规范编制研究

张乐　刘宝平

（北京空间科技信息研究所，北京，100086）

航天器产品规范编制研究

张乐刘宝平

（北京空间科技信息研究所，北京，100086）

文摘：根据航天器产品的特点，从产品规范重点章节的编写要求与内容等方面对如何编制航天器产品规范作了阐述，对部分内容进行举例说明。

航天器；产品规范；标准编制。

产品规范是为装备订购而规定订购对象应符合的要求及其符合性判据等内容的一类标准［1］。随着我国航天产业的快速发展、型号任务的迅猛增长，航天器研制部门面临着多型号并举、批量化生产的新局面，航天器产品研制也从传统的订购模式向更市场化的采购模式转变。为提高科研生产效率，应采用标准化的工作模式，充分发挥标准作为技术法规的作用，通过制定产品规范对产品的技术状态进行固化，有效指导装备订购和产品研制。

产品规范一般主要由产品研制方的技术人员负责编写，他们中很多人都是第一次编写标准，对产品规范的编写要求理解得不够深入，没有站在用户的角度去考虑问题，标准编写中常出现内容缺失、描述混乱等问题。虽然GJB 0.2－2001《军用标准文件编制工作导则第2部分：军用规范编写规定》等标准和文献［2-3］对规范类标准如何编写进行了规定与说明，但它们的规定较为宏观，没有考虑航天器产品工作环境复杂、可靠性要求高、测试试验复杂等特点，无法有效指导航天器产品规范的编制，因此有必要根据航天器产品的特点，开展航天器产品规范的编制研究，以指导技术人员更好地编写标准，提高标准质量，从而更好地发挥标准的规范作用。

产品规范的格式非常固定，包括6章内容：范围、引用文件、要求、质量保证规定、交货准备及说明事项。其中第3章 “要求”和第4章“质量保证规定”是标准的实质内容，也是决定标准质量的关键点。为指导技术人员更好地编制产品规范，使用户更全面地了解产品，同时考虑产品规范很多内容的描述相对固定的实际情况，根据航天器产品的特点，笔者主要针对体现航天产品特点的章节如何编写进行说明。

1　“要求”的编写内容及要求

第3章 “要求”中主要规定产品的组成、功能、性能、接口、重量、尺寸、功耗、元器件和材料、环境适应性、抗辐照、老炼、电磁兼容性、寿命、安全性、可靠性、接地和隔离、外观、标志等内容。需要注意的是，这一章是规定具体的技术要求，而不是如何满足这些要求的方法。

1.1组成

“组成”主要是帮助用户了解和理解产品。由于不同厂商掌握的技术不同，在设计理念、设计原理等方面存在差异，这种差异直接体现在了产品的组成上。因此，在说明产品的组成时，应着眼于产品的功能实现，而不是产品的具体实现，应从功能模块的角度对产品的组成进行宏观描述，最好还能体现不同功能模块之间的逻辑关系。对于已经形成产品型谱的分系统级以上产品，在描述产品的组成时还应结合产品型谱中所规定的产品配置，保证标准与产品化管理的一致性。

举例：图1是星载可见光遥感相机的组成示意框图，它不仅给出了相机的典型组成，同时还对相机与卫星平台、数传系统的关系进行了说明，读者通过图1可以直观地了解相机的组成和工作原理。

图1　星载可见光遥感相机组成示意框图

1.2功能

“功能”是产品的本质属性，与具体实现无关，是一类产品区别于其他类型产品的关键。在说明产品的功能时，应从产品的主要功能和辅助功能两个方面进行描述。对于产品的主要功能（如相机的成像功能），应从工作原理和工作流程的角度进行描述；对于产品的辅助功能 （如相机的焦距调整、积分时间调整等功能），只需要简单地列举即可。

1.3性能

“性能”反映产品的质量，是决定产品是否满足用户要求的关键。产品的性能通过一系列细化的指标项目体现出来，但并不是所有的指标项目都需要在标准中进行规定和量化。在筛选指标项目时，应选择那些用户关心的、体现产品特点的指标项目，同时这些指标项目还应是反映产品对外性能，且能被检验的项目。在规定具体的指标要求时，应给出明确的指标范围，对于不能给出明确指标要求的项目 （如相机的分辨率、成像幅宽等），应给出确定指标要求的计算公式、影响因素或约束条件。

另外，由于产品的形式不同，它们在某些指标项目的定义和具体要求上存在差异 （如全色相机和多光谱相机的光谱特性，线阵相机和面阵相机的视场角），对于这些项目，应针对不同形式的产品分别给出具体的要求。同时，还需要在第6章“说明事项”的“分类”一节中进行说明。对于已经形成产品型谱的产品，还可将型谱简表归纳总结为资料性附录，以便更全面地说明产品性能。

1.4接口

“接口”指产品的对外接口，一般分为电接口、机械接口及热接口。

a）电接口主要包括电源接口和遥测遥控接口。电源接口主要规定产品的标称电压以及对浪涌电流、过流保护等方面的要求；遥测遥控接口主要规定总线类型、遥控指令类型、遥测参数格式等内容。对于分系统级产品来说，还涉及与其他分系统的接口 （如相机与数传系统的接口、转发器与天线的接口等），主要规定通信方式、传输速率、帧格式等内容。

b）机械接口主要包括质量特性和安装面。质量特性主要规定产品的质心、转动惯量、力学基频等内容；安装面主要规定对产品平面度、表面粗糙度等方面的要求。

c）热接口主要规定产品的工作温度范围、导热措施、隔热措施、温控措施等内容。对于工作环境复杂的产品，应针对舱内部分和舱外部分提出不同的热控要求。

1.5环境适应性

环境适应性是指产品能适应什么样的环境条件，但对于航天器产品来说，在研制阶段是无法把航天器放到真正的空间环境中去验证其环境适应性的，实际工作中通过环境试验来模拟空间环境，以验证产品的环境适应性。在说明产品的环境适应性时，应规定产品需要进行的试验项目，包括力学试验 （涉及冲击、加速度、正弦振动、随机振动等试验项目）、热试验（涉及热真空、热循环、热平衡等试验项目）、真空放电试验等，同时还应规定试验的条件和量级。另外，对于由多个模块组成的复杂产品，由于各模块经历的空间环境不同，应针对不同的模块分别进行规定。对于相机来说，就需要对相机整体及其各组成模块分别进行力学试验、热试验等环境试验，全方位地验证其环境适应性。

1.6其他项目

电磁兼容性、可靠性等项目与产品的研制和应用密切相关，虽然已有GJB 151B－2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》、GJB 450A－2004《装备可靠性工作通用要求》等标准对相关问题进行规定，但这些标准的要求太通用，无法满足各类航天器产品的不同要求。在说明这些项目时，应根据不同产品的特点对发射限值、保护限值、开关次数、失效率等方面的内容给出定量要求。

重量、尺寸、功耗、寿命、可靠性等项目与航天器任务需求密切相关，需要根据航天器总体设计和分系统设计进行分配，很难给出统一的要求。

在标准中应说明哪些具体要求按各型号哪些专用技术文件的规定执行。元器件、材料等项目目前已经有 QJ 3065.1－1998《元器件选用管理要求》等标准对相关事宜进行了规定，在说明这些项目时，直接引用相关标准即可。外观、标志等项目的描述比较固定，可以参考目前已发布的标准。

2　“质量保证规定”的编写内容及要求

第4章 “质量保证规定”中主要规定产品的检验分类、检验条件、检验要求、合格判据、检验方法等内容。

2.1鉴定检验和交收检验

航天器产品的检验分为鉴定检验和交收检验。鉴定检验在产品研制阶段进行，一般需要对第3章 “要求”中规定的所有项目进行检验。交收检验在产品验收阶段进行，相比于鉴定检验，交收检验的项目会少一些，这主要是因为某些项目 （如过激励要求、冲击试验等）的检验方法带有一定的破坏性，会对产品造成不可修复的损伤。另外，当产品的设计余量很大或继承性很好时，某些项目 （如微放电试验、功率耐受试验等）也可以不进行交收检验。

在编写这部分内容时，应根据各产品研制的实际情况确定各阶段需要进行的检验项目。除此之外，在说明产品的检验要求时，还应对检验对象进行规定。航天行业对产品质量、可靠性的要求非常高，每套 （台）上天的设备都必须进行严格的交收检验。而鉴定检验主要针对新研制的产品以及设计、装配发生重大变化而重新生产的产品，成熟产品不需要再进行鉴定检验。对于交收检验来说，还需要规定合格判据，考虑到航天产品研制难度较大，存在让步接收等情况，合格判据不宜写得太死。

2.2检验方法

“检验方法”一节需要对第3章 “要求”中涉及的除 “组成”和 “功能”以外的所有项目的检验方法进行规定。对于性能指标项目，其检验方法一般包括4部分内容：测试原理、测试示意框图、测试步骤和数据处理。其中，“测试原理”应说明测试的理论依据；“测试示意框图”应说明测试系统如何搭建以及被测产品与测试系统之间的连接关系；“测试步骤”应说明检验工作具体是如何开展的，需要测量和记录哪些物理量；“数据处理”应明确需要计算的物理量，并给出相关计算公式。对于某些测试项目 （如转发器的输入输出特性测试等），还需要对数据进行统计分析、绘制关系曲线等其他数据处理操作。

对于同一个性能指标项目来说 （如相机的调制传递函数测试），由于测试条件、测试精度等方面差异，采用不同的测试方法往往会得到不同的测试结果，而性能指标的测试结果又直接关系到产品的验收通过与否，因此测试方法的选择就显得尤为重要。当某一个性能指标项目存在多种测试方法时，应对这些测试方法进行对比分析，选择产品研制方和用户共同认可的唯一方法写入标准，避免因测试方法不同而引起纠纷。

对于环境适应性、电磁兼容性、老炼等项目，目前已经有了相关的检验标准，如QJ 2630《卫星组件空间环境试验方法》、GJB 151B－2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》和QJ 908B－2012《电子产品老炼试验条件》等，这些标准对各类产品具有通用性。因此，在编写这部分内容时，如果产品没有特殊要求，应尽可能引用现有标准。

寿命、可靠性、安全性等项目对检验条件的要求较高，由于研制经费和研制周期的限制，在实际型号研制过程中很难通过测试、试验等手段进行检验，一般都是通过审查相关设计报告的方式来确认在产品设计和研制过程中是否有相应的保障措施。

对于其他项目，一般都是通过数字多用表、量具、衡器直接测量 （如搭接电阻、尺寸、安装面、重量等），相对来说比较简单，在编写这部分内容时，简单地说明用哪些测试仪器及设备测量产品的哪些参数即可。

3　第6章 “说明事项”的编写内容及要求

“说明事项”一章需要重点关注 “分类”和“订购文件中应明确的内容”这两节的写法。“分类”不是写产品的所有分类，而是写标准中涉及到的分类要素和分类形式，不同形式产品的性能指标不同，需要分别提要求。“订购文件中应明确的内容”主要是列举标准中未明确规定的内容，包括引用文件的版本、第3章中没有给出明确指标要求的项目等内容，这些内容需要在产品订购合同中进行补充说明。另外，如果产品在安装、使用过程中有什么注意事项，也可以写在“说明事项”一章中。

经过近50年的发展，我国的航天器研制取得了巨大进步，覆盖了通信、遥感、导航、载人、深空探测等领域。标准是一个行业规范化的标志，是一个国家软实力的体现。随着高分辨率对地观测系统、空间基础设施等国家重大专项的启动和整星出口国际合作项目的增多，为规范航天器产品研制和提高产品质量，需要通过产品规范管理好采购和验收这两个用户最关注的环节。

标准的编制质量直接决定了标准的使用效果，本文对如何编制航天器产品规范进行了说明，从通用性的角度让技术人员对产品规范的编制有了直观的认识。但考虑到航天器产品的多样性和复杂性，在实际编制过程中，技术人员还需要根据不同产品的特点具体问题具体分析，从而有效地提高标准的编制质量，让标准更好地为型号研制服务。

［1］程旭辉．GJB 0《军用标准文件编制工作导则》实施指南 ［M］．北京：国防工业出版社，2001-11.

［2］王一帆．编写国家军用标准 （规范类）应注意的问题 ［J］．机械工业标准化与质量，2004（7）.

［3］陈筱娴．编写军用通信产品规范重点章节应注意的问题 ［J］．中国标准化，2013（3）.

张乐 （1985年—），男，硕士，工程师，专业方向：航天器及其应用标准化。