肖偉，張澤文，王珊，鄭明根，胡方慧

（中國電子科技集團公司第五十二研究所，杭州 311121）

引言

低氣壓（高度）試驗是為了測試元器件、組件、裝備在高原或者機載環(huán)境下能否正常貯存和工作的重要試驗手段。通過該試驗，可以提前發(fā)現元器件封裝鼓包，殼體破裂問題，避免產品功能失效，甚至機毀人亡的嚴重事故。

隨著新標準GJB 150.2A的實施，對低氣壓（高度）試驗從試驗前的準備、試驗過程的數據采集、試驗后的數據統(tǒng)計分析全過程進行了細化、明確，更貼近產品的實際使用狀態(tài)，使得試驗結果更加真實、有效。

1 新舊標準的區(qū)別

GJB 150.2A-2009（以下簡稱新標準）與GJB150.2-1986（以下簡稱舊標準）的有關差異區(qū)別表如表1。

表1 新舊標準差異對照表

通過表1，可以看出新舊標準在以下六個方面發(fā)生了比較大的變化：

1.1 試驗目的的差別

新標準的試驗目的明確了專指常溫下裝備的相關試驗，且是一個單一的試驗標準。如某些外掛裝備，它還存在低溫結霜的低氣壓的復雜試驗，就不能簡單的依靠本標準來模擬真實的環(huán)境，需要更換成GJB 150.24A[3]的試驗（該標準為溫度、濕度、振動、高度的綜合試驗）。老標準未對此項試驗的溫度要求做說明。

新標準將低氣壓的條件分成了低氣壓貯存、工作及快速減壓三個方面，并對三方面的考核要求進行了細化和明確。

1.2 適用范圍的差別

老標準只規(guī)定僅可考核飛機增壓艙內運輸的設備及高海拔地區(qū)安裝和工作的裝備，不適用于飛機外掛[2]。

新標準明確規(guī)定既可考核飛機增壓中運輸或工作的裝備，也可考核非增壓艙中運輸或工作的裝備；另外，還可考核暴露于快速減壓（該要求是基于飛機結構未發(fā)生損壞的情況下，艙門密封失效；或者帶有壓力調節(jié)閥的組件，調節(jié)閥失效；飛機擋風玻璃破碎等異常情況）或爆炸減壓（該要求是基于機身出現大的裂縫或爆炸，引發(fā)解體的嚴重情況）環(huán)境中的裝備以及飛機外部掛飛的裝備，新標準兩個試驗的擴展和細化，對飛機可能面臨的所有場景進行了全覆蓋。新標準的考核范圍更加細化，并擴展了標準的適用裝備，同時增加了限制條件，明確規(guī)定不能適用本標準的裝備類型（超過30 000 m的航天器、飛機或導彈[2]等），使得新標準的應用范圍更加準確。

1.3 試驗條件的差別

新標準中程序Ⅰ和程序Ⅱ所規(guī)定的試驗條件分別與老標準中貯存和工作試驗所規(guī)定的試驗條件基本相同，僅壓力變化速率存在一些差別（從老標準的小于等于10 kPa/min更改為新標準的10 m/s，新標準的要求嚴于老標準的要求。）。

新標準中程序Ⅲ——快速減壓與老標準中快速減壓試驗起始壓力不同：新標準為75.2 kPa（2 438 m），老標準為57 kPa（4 550 m）。新標準的試驗條件范圍變化更大，且提出了剪裁指南，對于不同的裝備，分析不同用途和不同任務剖面后，通過剪裁指南選定合適的試驗條件。剪裁指南的提出和應用有利于減輕裝備的過實驗情況，使得試驗更加接近裝備的實際使用狀態(tài)。

新標準另外規(guī)定了程序Ⅳ——爆炸減壓，并對其試驗條件做出了具體規(guī)定，即起始壓力為：75.2 kPa，最終壓力為：18.8 kPa（12 192 m），壓力從75.2 kPa降至18.8 kPa試驗時間應不大于0.1 s和更短時間，而老標準沒有此試驗程序。

新標準的試驗條件變化范圍更大，對于不同的產品，根據其不同用途和不同任務剖面，通過剪裁選定試驗條件，使試驗更加接近產品的真實使用狀態(tài)，試驗結果更加真實可信。

1.4 試驗程序的差別

新標準較老標準而言，增加了爆炸減壓程序（該程序與快速減壓除了減壓速率更高外，其余要求與快速減壓程序相同），同時對老標準的程序Ⅱ低氣壓工作做了調整，增加了機外掛飛設備的考核程序。

新標準對試驗前、試驗中、試驗后的要求做了更加細致的闡述。在試驗前根據裝備的實際適用環(huán)境，必須做好策劃，明確好使用的設備和儀器、試驗程序 、試件內部關鍵部件和組件（必要時）、試件技術狀態(tài)、試驗量值、持續(xù)時間、應力施加方式、試件安裝要求（包括安裝準備、方向、連接方式等）、冷卻措施（必要時）各項參數的值及要求，根據上述的要求提前進行剪裁準備。在試驗中除了收集壓力、高度等試驗數據，還要從裝備的角度收集產品的性能數據參數與時間響應變化的參數，更加注重試驗數據的積累及應用。

新標準在試驗組織實施和角色協調方面，更加強調了第三方實驗室環(huán)境工程專家的作用，因此在實驗前，需要從裝備的技術狀態(tài)、裝備的用途、裝備的保障要求、工作要求多方面全面完整的了解試件關鍵技術，環(huán)境工程專家再結合有關標準，找到技術的突破點，根據裝備壽命期內低氣壓環(huán)境出現的階段，分析環(huán)境效應，如熱效應、物理效應等，從而制定有針對性的試驗順序及有較好操作性的試驗方案，最終根據試驗過程中的數據，試驗結束后對全過程中的所有信息進行統(tǒng)計分析，對裝備的數據規(guī)律進行總結和深入探究，科學判定裝備是否滿足要求，從而達到滿足裝備低氣壓試驗的有效性和真實性，老標準則只是單純的給出了試件合格的判據，對試驗數據的利用不關注。

1.5 信息要求的差別

新標準對信息收集的要求更加全面，除了試件標識、試驗設備標識 、實際試驗順序、與試驗大綱的偏離及說明、試驗中監(jiān)控試件的性能參數（必要時應提供照片）、定期記錄的實驗室內環(huán)境條件、試驗中斷記錄及處理結果（如發(fā)生時）、初步的失效分析（必要時）、確認試驗數據有效的人員簽名及日期，還增加了收集試件已經完成的試驗項目的高度與壓力的數據，為后續(xù)裝備的改進提升試驗的剪裁提供了原始的試驗數據，同時還要求收集時間與壓力的數據，注重試驗過程的控制及可追溯性，新標準更加從裝備的角度來而不是單純的環(huán)境角度策劃試驗的全過程實現，新標準收集的信息更加全面。

一個完整的低氣壓（高度）試驗一般應包括準備工作、試驗過程、試驗結束三個過程，每個階段的實施要求詳見圖1。

圖1 試驗實施流程及要求

1.6 試驗中斷的差別

低氣壓是一種特殊的環(huán)境試驗，電子元器件/組件在低氣壓環(huán)境下，其散熱、電性能、密閉性等多種功能性能會受到影響，如果試驗過程中出現了中斷，對器件的欠試驗考核，不能完全的考核元器件/組件的低氣壓承受能力，不能提前發(fā)現并解決問題。新標準明確規(guī)定了試驗過程中不能中斷，以達到所需要的效果，說明新標準更加注重對于試驗過程的控制，更加重視試驗的真實性。

2 新標準實施注意事項

2.1 試驗方法的選擇

選擇該項試驗的前提是裝備在壽命周期內將會遇到低氣壓（高度）的環(huán)境，且低氣壓環(huán)境將會對裝備產生不利影響，主要影響包括但不限于密封墊密封的殼體漏氣、漏液 ；低密度材料的物理和化學性能發(fā)生變化；潤滑劑蒸發(fā)；發(fā)動機的啟動和工作異常；真空密封失效；電弧或電暈放電，造成裝備失靈或工作不穩(wěn)定……

試驗開始前，根據裝備的研制協議確定試驗程序、試驗高度、試驗變化速率、持續(xù)時間、試驗參數[2]等要求，在試驗前完成試驗條件的數據裁剪。

2.2 試驗順序的選擇

若使用同一試驗件進行一系列環(huán)境試驗,低氣壓試驗一般安排在試驗順序早期，因為該試驗對裝備的影響相對較小。若要考慮其他環(huán)境試驗對裝備低氣壓試驗效果的影響，此試驗應安排在這些試驗后進行：

1）考核裝備的密封性，低溫和高溫應安排在低氣壓試驗之前；

2）考核裝備結構完整性，力學（如振動、沖擊）試驗應安排在低氣壓試驗之前；

3）考核非金屬零部件的強度，高溫老化試驗應安排在低氣壓試驗之前。

2.3 樣品預處理

該項試驗裝備置于一個負壓環(huán)境下，試驗過程中，試驗箱無法開門進行測試，因此產品的上電無法通過產品自帶的開關正常上電，試驗前需對開關進行改裝，將開關通過延長線引至試驗箱外。同時一些按鍵的測試在該試驗中也需要等效測試方法進行測試或者置于高原環(huán)境進行測試。

由于軍用裝備有電磁兼容性要求，因此產品的線纜外部往往都套有EMC網狀屏蔽套，該線纜直接通過測試孔連接至試驗箱外，網狀間隙的存在會導致測試孔附近存在漏氣的情況，影響試驗結果甚至導致試驗的失?。鈺е略囼炏鋬炔康臍鈮簾o法達到預定的值），因此實驗前必須對產品線纜做臨時改動，避免網狀間隙的存在。

2.4 試驗的安全防護

該項試驗過程中，尤其是快速減壓和爆炸減壓試驗，這兩項試驗都是在極短的時間內，讓氣壓快速變化。裝備在試驗過程中可能會出現碎裂或者爆炸的故障，整個試驗過程中要注意人身安全的防護。

從新舊標準的名稱來看，新標準更加注重“實驗室”的數據效果，通過實驗室試驗策劃、具體實施、數據采集來獲取更加貼近實裝的信息，使得實驗室的結果更加科學，更加真實有效。

新版標準的指導性和可操作性有了極大的提高，更加貼近實際，提出了剪裁原則和方法，從試驗目的開始到試驗結束，進行了全過程的梳理，加強了數據采集和裝備實裝情況的指標裁剪要求，對企業(yè)提出了更高的要求。產品質量是設計出來的，需要企業(yè)在設計開始前，就必須了解裝備的全壽命周期內可能碰到的所有環(huán)境，只有這樣才能讓企業(yè)高質量發(fā)展。

3 結束語