陈亮，周宏伟
（中国航空无线电电子研究所，上海 200000）
随着现代电子技术日益发展与未来作战模式的转变。按照我国空军全域作战的使用要求，未来的机载电子产品将会遭遇严峻的环境适应性状况，装备研制工作面临此种发展趋势的必然要求，需要充分且完善地考虑各种环境因素带来的影响，如：生物环境、力学环境、气象环境、地理环境、电磁环境、空间环境等因素对机载电子产品使用及保障的影响[1]，迫切需要我们全面开展环境工程工作，以提高机载电子产品的环境适应性水平。
环境适应性试验作为环境工程工作的重要组成部分，同时也是衡量机载电子产品环境适应性水平能否满足顶层设计要求的一把标尺。环境适应性试验依据环境试验与评价总计划进行实施，且两者相互协调。
环境试验与评价总计划作为开展环境适应性试验的指导文件，因此编制环境试验与评价总计划需要综合考虑机载电子产品研制的经费、技术基础和进度要求，系统性地规划机载电子产品在研制过程中的自然环境试验（如：户外大气自然环境试验、棚下大气自然环境试验、库内大气自然环境试验、表层海水腐蚀试验、海水长尺试验、黑箱暴露试验等）、实验室环境试验，如：环境适应性研制试验、环境验收试验、飞行器安全性环境试验、环境鉴定试验、批生产环境例行试验以及外场的使用环境试验工作，各项工作既要互相协调，又要相互促进和保障。
为了提出装备寿命期内，特别是研制生产阶段应开展的各种试验与评价任务，包括自然环境试验、实验室环境试验和使用环境试验三个方面的任务及这些任务的安排和顺序。该计划的制定可全面规划装备自然环境试验、实验室环境试验及使用环境试验所需要的资源，如：受试品、试验场地、试验费用、试验周期、环境试验设备等资源保障要求，且将上述要求纳入环境工程工作计划之中[2]，确保和其他研制工作系统且并行地开展实施，以确保各项试验达到预定的目标，以及根据三类试验结果，最终给出产品的环境适应性综合评价。
该计划一般在方案阶段提出初稿，在工程研制阶段初期完成最终稿，可为及早对开展环境试验及其他相应的试验所需要的设备、时间、费用、人力等资源做出相应估计并提供信息，为更好地协调环境试验工作与其他研制工作，以最佳的效费比安排和实施这些试验提供依据。
该计划也可作为环境工程技术人员、型号管理人员、装备设计人员和试验技术人员开展相应试验工作的依据。环境工程技术人员据此安排各项试验的顺序，设计人员据此确定要提供的试验件数量和功能、性能测试设备，试验技术人员据此考虑相关的试验设备，管理人员据此优化整个试验计划。需要注意的是环境试验与评价总计划在型号项目研制过程中应该是动态变化的，研制阶段早期制定的这一计划，应随着型号研制工作的开展，相关信息的充实和细化、各方面工作的协调和计划优化而不断完善，并定期重新公布，以反映型号进展情况并更具可操作性。
目前在某些重点型号项目中，主机单位及用户已经逐步认识到该计划的重要性且要求配套单位在型号研制过程中制订项目的环境试验与评价总计划。该计划的制定可规避当前型号项目中首飞安全试验、设计定型环境鉴定试验和批生产环境例行试验等复杂的大型试验作为型号机载电子产品开展试验的一部分单独出现的情况发生，同时考虑尚未开展的实验室环境试验以及自然环境试验、使用环境试验和环境适应性评价等工作在型号项目研制初期，考虑纳入型号研制过程中[3]，从而形成一套完整的环境试验与评价流程体系。
在型号研制过程中正确地建立环境试验与评价总计划会提高型号项目后续环境适应性试验验证的成效，如：环境响应特性调查试验涉及到的产品、试验开展时机、产品内部振动响应、温度响应、滞后效应最大元器件的温度稳定时间等信息，获得这些信息会较大幅度提升后续环境验收试验、环境应力筛选、首飞安全环境试验和设计定型环境鉴定试验等一系列试验的开展效果。
再者，型号后续开展的阶段性首飞试验、环境鉴定试验、环境例行试验等事先得到筹划策划，型号总师系统、装备设计人员及项目管理人员则会根据环境试验与评价总计划了解且清楚地知悉型号多系统或多产品（LRU）的环境试验项目、环境试验条件是否一致，多系统或产品是否可同时进行试验，从而避免大多数型号多个LRU多次进行试验项目和条件一致的重复性试验，进而大幅度缩短及降低型号阶段性试验的时间成本、经费成本及人力成本或其他维度的风险。
环境试验与评价总计划包括实验室环境试验计划、自然环境试验计划和使用环境试验计划。这三种试验分布在装备寿命期的不同阶段，在时间上会出现重叠，例如研制阶段中实验室环境试验和使用环境试验之间；
使用阶段中自然环境试验和使用环境试验之间。在制定试验计划时，应注意协调和综合安排，避免重复，综合利用各项试验的信息，充分发挥环境试验的作用。
4.1 自然环境试验计划
自然环境试验计划基本内容包括：需要进行自然环境试验的材料、工艺、结构件、元器件、零部件、整机清单，各试验样件的样本数量，各样本涉及的自然环境试验类型和试验项目，响应的试验时间周期和时间节点，试验经费估计等。
通过自然环境试验可评价材料、工艺、结构件、元器件、零部件和整机等装备耐自然环境的能力，并积累已有装备耐受各种自然环境试验的数据，提供优选目录。当打算选用优选目录以外装备或对优选目录中装备的环境适应性数据需进一步验证时，应安排此装备开展相应的自然环境试验[5]。若需要在使用阶段真实地评价某一装备或设备对某一特定的自然环境的适应性时，亦可安排此装备或设备的自然环境试验。
4.2 实验室环境试验计划
实验室环境试验计划包括整个装备和各个系统、分系统、设备的环境试验计划。根据装备研制阶段不同，实验室环境试验计划一般分为若干个阶段，如首飞前的安全性环境试验计划、定型阶段的设计（生产）定型环境鉴定试验计划和生产阶段的批生产环境试验（环境验收试验和环境例行试验）计划三大部分，每一阶段实验室环境试验对应的受试品清单、试验项目、试验条件均有所不同，其内容也是各不相同的。
每一阶段的实验室环境试验计划基本内容包括：该阶段要进行环境试验的受试品清单，每个受试品应进行的试验项目，进行试验所需的时间及完成节点，进行试验的实验室资质要求，试验的组织管理部门及其职责，试验所需的试验场所、试验设备和测试设备要求，试验所需的费用和人力等资源需求。
环境适应性研制试验和环境响应特性调查试验是设计工作的组成部分，应与设计工作进度相互协调。由于这两个试验的性质，而且一般是要反复进行，难以严格化规范化，因此其环境试验计划一般由设计人员和试验主管共同编制，必要时也可纳入实验室环境试验计划。
4.3 使用环境试验计划
使用环境试验计划包括环境测量计划，应充分利用使用环境试验获取装备更多的数据信息。
其基本内容包括：开展使用环境试验的试验负责单位及其职责，试验所用的装备数量，试验要考虑的装备的系统、分系统、设备及其所在的飞机安装位置，试验实施的单位/不对及试验场，试验涉及的装备任务剖面数量及特点，试验中要测量环境的类型，试验进度安排，试验所需的费用估计，试验实施的配合单位及其任务。
若当研制阶段无法单独安排使用环境试验时，可以将其与设备试用或者试飞相结合，尽可能在试用或者试飞中考虑使用环境试验的内容并记录，如测量记录实际的平台或微气候环境，及记录响应的环境故障，为分析故障和改进设计提供信息并积累一定的环境数据[4]。使用环境试验无法涵盖所有极端的使用环境，一般情况下建议选择典型的使用环境进行。
目前，机载电子产品主要开展实验室环境试验，极个别产品依据用户要求开展自然环境试验和使用环境试验，因此我们以下内容重点分析如何开展实验室环境试验与评价。
5.1 环境响应特性调查试验
环境响应特性调查试验主要是通过给机载电子产品施加温度环境和振动环境的应力，以尽早地发现垫子产品内部应力的分布情况，从而获取电子产品在确保功能/性能正常和（或）不被破坏的应力极限值。重点获取温度和振动应力的环境响应特性及电子产品内部的敏感部位和薄弱环节，具体如表1所示。
表1 温度及振动响应特性调查
5.2 环境验收试验
环境验收试验主要是发现并处理工艺操作过程引入到机载电子产品内部造成的缺陷而导致电子产品发生故障。机载电子产品一般选取易激发故障的低温工作试验、高温工作试验和振动试验。环境验收试验也可根据用户的意见和外场电子产品的故障数据，从而与用户协商确定电子产品是否增加其他环境试验应力考核项目。
5.3 飞行安全试验
飞行安全试验的主要目的是确保机载电子产品在飞行器首次飞行及后续的试飞过程中，不会发生不适应环境而出现飞机出现故障或损坏的情况，从而进一步导致飞机坠毁和影响飞行员的人身安全。
飞行安全试验试验项目重点关注飞机在首次飞行过程中和后续试飞过程中可能会碰到且对机载电子产品容易受到影响、敏感而导致电子产品异常或故障的环境因素。机载电子产品的飞行安全试验项目一般包括低温试验、高温试验、低气压（高度）试验、温度-湿度-高度试验、温度冲击试验、冲击试验、振动试验和加速度试验等试验项目。
5.4 环境鉴定试验
环境鉴定试验主要是通过在装备全寿命期内可能遇到的各种环境应力验证电子产品的环境适应性是否满足机载电子产品或系统成品技术协议中规定的环境适应性指标要求，将其试验结果作为电子产品是否定型的依据。
环境鉴定试验主要确定机载电子产品开展的试验项目和各项环境试验项目开展的先后顺序、产品的功能性能测试项目及其测试设备的受控状态、开展各项环境试验的试验单位资质、人员资质、受试品的数量、试验过程中的质量监督与控制等。
5.5 环境例行试验
环境例行试验的主要目的是确保机载电子产品在批量生产过程中工艺和质量控制过程的稳定性。一般开展的环境试验项目与环境鉴定试验选取的项目基本相同，可根据实际情况剪裁盐雾试验和霉菌试验或其他试验项目的作用时间。
引水发电隧洞沿线受区域构造的影响，构造运动较强烈。区内断层较发育，共发现9条较大的断层，断层性质见表1。引水发电洞沿线主要发育两组节理裂隙：第①组走向为340°～20°，倾向NW，倾角65°～75°，延伸长度5～15 m；
第②组走向50°～60°，倾角60°～70°，倾向NW或SE，延伸长度5～10 m。
电子产品的环境例行试验重点确定抽样的规则，如：每生产20套抽取1套进行环境例行试验等。也可根据用户使用过程中反馈的产品故障信息，进一步调整环境例行试验考核项目。
结合本文上述内容，对环境试验与评价总计划的编制提供以下思路：
1）范围，根据型号特点，主要阐述该文件
的使用范围；
2）编制依据，一般包括：环境工程工作计划（环境适应性大纲）、环境适应性要求文件、研制总要求和合同或者成品技术协议书、其他有关文件或者标准
3）产品概述，主要包括产品的组成、主要
功能描述等；
4）环境试验要求，主要列出订购方对装备环境试验项目要求，如：户外大气自然环境试验要求、低温试验要求、高温试验要求、振动试验、低气压、湿热等试验要求；
5）工作计划内容，应详细列出装备寿命期内各个阶段需开展的自然环境试验计划、实验室环境试验计划、使用环境试验计划，该三类试验计划可根据型号特点，可从相应的寿命阶段对应的试验工作进行剪裁，其具体的内容可按4.1、4.2、4.3节试验计划要求基本要求展开，如：受试品清单、试验项目、试验时间、试验实施阶段、试验费用、试验设备、测试设备、试验实施单位及其资质要求、试验交付物等；
6）环境试验计划组织，根据三类试验计划的特点，阐述项目开展所需的人力资源及其职责要求，如实验室环境试验计划，主要包括项目技术负责人、项目主管、质量主管、设计师系统、环境试验主管等人员的职责要求；
7）环境试验评价，主要根据三类环境试验开展的情况，开展试验效果及结果的评估，最终给出装备的环境适应性评价。
环境试验与评价总计划是型号环境工程工作计划文件的重要部分，作为型号研制工作开展环境试验的纲领性文件，对环境试验在型号研制阶段的发挥作用具有重大意义。
1）加强GJB 4239中该工作项目在型号项目团队内部的宣传和培训，从而转变项目总师对该工作项目的认可并意识到其对型号研制过程中的重要作用及意义。
2）在型号项目中指定专职人员负责，并且在型号研制方案阶段，便开始系统性地思考机载电子产品环境试验工作，确定3类试验的内容信息；
3）编制“环境试验与评价总计划”规范文件，明确其文件内容、各式、评审时机等；
4）可采取典型型号项目，进行试推广，以验证其成效。
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