国内外机载电子设备液体冷却系统分析

首先分析了国内外机载电子设备液冷系统的工作原理,即冷却液在液体泵的作用下,进入电子设备冷板,带走电子设备的热量,再通过热交换器进行降温处理,热量传递到空气或燃油中,降温后的冷却液流向液体泵,进行下一次的冷却循环。其次分析了某些机载电子设备因安装位置不适用液冷系统,则采用强迫通风为其进行冷却,但热量最终经过空气还是传递至液冷系统中。最后对未来飞机的液体冷却技术进行了展望,液冷系统未来的发展趋势一定是有区域故障隔离能力,且冷却液的流量是随着热载荷而动态变化的,其代偿损失也较小。     

底盘发动机排烟管高温涂料耐腐蚀性能对比分析与应用

目的 针对底盘发动机排烟管在某海洋大气环境中腐蚀防护难度大的问题,对4种高温涂料进行耐腐蚀性能对比分析与应用。方法 分别采用试片高温试验、户外暴露试验和排烟管实装实地验证等方法对3种改性有机硅、1种无机硅酸盐共4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀性能及应用效果进行测试与分析。结果 高温涂层试片的高温试验、户外暴露试验结果表明,3种改性有机硅涂层600 ℃的耐高温性能、耐腐蚀性能优于无机硅酸盐涂层,但试片经600 ℃高温烧蚀后进行户外暴露试验的结果表明,石墨掺杂有机硅涂层耐蚀性优于其余3种涂层,无机硅酸盐涂层优于氟树脂改性有机硅、环氧改性有机硅涂层。排烟管实装实地验证试验则表明,石墨掺杂有机硅涂料受到高温氧化、降水冷却、常温腐蚀等频繁交替作用下,腐蚀较快,氟树脂改性有机硅涂层的防护性较好,环氧改性有机硅涂层在高温区域腐蚀明显,无机硅酸盐涂层中锌粉和铸铁基体存在明显腐蚀。结论 相对于传统的银粉漆,4种高温涂层显著改善了排烟管的腐蚀防护性能。在上述4种试验条件下,4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀等性能各有优劣,需要根据4种涂层各自的性能不足进行改进。在实际工况条件下,氟树脂改性有机硅耐涂层满足发动机排烟管在某海洋大气环境中不低于1 a免维护的使用要求,其他2种有机硅涂层、1种无机硅酸盐涂层则需要一定程度维护。     

7075铝合金板自然环境太阳辐射热效应及影响因素分析

目的 研究典型金属材料在自然太阳辐射环境下的热效应,并分析试验件属性及环境参数等不同因素对材料热效应的影响规律。方法 通过设计自然环境下太阳辐射热效应试验方案,分析涂层颜色、粗糙度等对7075铝合金材料太阳辐射热效应的影响,建立一种太阳辐射环境下稳态温度的计算算法。结果 获取了在9月前后20 d内的外场辐照度及10组试验件的温度测量数据,得到了涂层颜色、粗糙度等对材料热效应的影响规律。此外,建立的简化算法和试验数据误差在5%以内,具有精度高、形式简单等优势,可以应用于给定辐照强度下典型材料热效应的预测。结论 针对特定试验件,辐照度和风速是影响其热效应的主要因素。当辐照强度在较高的范围内变化时,试验件温升基本和辐照度成正比。随着自然环境风速的增加,试验件温度的下降幅度减小。     

基于应力分析法的士兵系统电子器件可靠性研究

目的 提高士兵系统元器件可靠性,提出一种可应用于士兵系统电子装备可靠性设计的方法。方法 以士兵某探测器设计过程为研究对象,依据军用电子元器件标准和规范对2种可靠性保证要求表征方法进行分析,采用应力分析法针对士兵电子器件进行可靠性设计。结果 该探测器的MTBF值为90 345.56 h,达到了该设备基本可靠性要求。当产品工作到2 a时,探测器任务可靠度为0.833,达到了该设备任务可靠性要求。结论 提出的方法可为士兵系统电子装备可靠性设计提供技术支撑。     

海洋环境耐蚀结构钢研究进展

以海洋装备主体材料钢铁作为研究对象,概述了结构钢在海洋环境下的腐蚀与防护研究进展。叙述了结构钢在海洋环境不同区域的各种因素影响下的腐蚀行为和机理。阐述了耐蚀结构钢材料的研究现状和国内外海洋环境用典型耐蚀低合金钢,目前主要通过微合金化技术和组织调控技术提高合金钢材料的耐蚀性。对比国外相关研究,我国耐蚀结构钢开发相对滞后,除了利用微合金化技术、组织调控技术这2种方法提高结构钢材料的耐蚀性外,采用传统腐蚀研究方法结合基于机器学习技术的新型腐蚀研究方法,挖掘海洋环境因素、材料成分和组织结构因素对结构钢腐蚀速率的影响规律,对加强结构钢腐蚀机理研究、加快新型耐蚀结构钢的开发、延长海洋装备的服役寿命具有重要意义。     

某型装备用硅橡胶密封圈热氧老化试验与寿命评估

目的 研究某型装备用硅橡胶密封圈在温度影响下的性能退化规律,并进行寿命评估。方法 采用热氧老化加速试验方法,试验过程中模拟橡胶密封圈径向承压状态,通过强化温度试验条件,在90、100、110、120 ℃条件下对硅橡胶密封圈进行加速老化试验。以压缩永久变形率作为参数,对试验后的性能检测数据进行分析与处理,结合Arrhenius模型,以硅橡胶(径压)密封圈压缩永久变形率分别达到10%、20%、30%、40%和50%为密封圈失效临界值指标,外推常温25 ℃时硅橡胶密封圈寿命。结果 加速老化试验后,硅橡胶密封圈的压缩变形率逐渐下降,且温度越高,其压缩变形率下降越快。硅橡胶(径压)密封圈在25 ℃条件下,压缩永久变形率达到10%、20%、30%、40%和50%的贮存寿命分别为1、2.9、5.6、9.1、13.8 a。结论 温度是造成硅橡胶密封圈性能退化的因素之一。文中的试验方法和数据处理方法能有效评估〇型密封圈的寿命。     

Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极干湿交替环境电化学性能研究

目的 为满足高强钢装备的阴极保护要求,开展新型干湿交替环境牺牲阳极电化学性能测试,评价材料的阴极保护效果。方法 采用高温熔炼方法,制备Al-Zn-Sn-Ce低电位牺牲阳极试样,进行不同浸水率下(干湿态环境时间比为1:1、3:1和7:1)的干湿交替环境牺牲阳极电化学性能试验、电化学表征测试及腐蚀微观形貌表征,通过对比试验数据和材料形貌表征结果,综合分析铝合金牺牲阳极在干湿交替环境下的电化学性能,探究干湿交替环境因素对阳极溶解行为的影响。结果 Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极在多种试验环境下的工作电位为‒0.70~‒0.81 V(vs. SCE),符合高强钢阴极保护电位需求,阳极表面溶解形貌相对均匀,表面阴阳极电化学微区分布均匀。随着干湿态试验环境时间比的增加,阳极工作电位出现正移,干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳导致阳极活化溶解能力下降,而干湿态环境时间比最大时,阳极自腐蚀反应得到一定的抑制,阳极电流效率均保持在75%以上。结论 随着干湿态试验环境时间比的增加,牺牲阳极在干湿交替试验环境中的工作电位出现正移。由于干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳,导致阳极活化溶解能力下降,但自腐蚀反应得到抑制。Al-0.7Zn-0.1Sn-0.1Ce低电位牺牲阳极在复杂干湿交替环境中表现出良好的阴极保护性能。     

基于分档策略的装备统一环境试验条件设计方法

目的 研究提出基于分档策略的装备统一环境试验条件设计方法。方法 首先，对装备力、热、自然等环境试验条件的统一化进行详细论证，研究得到不同类型环境条件的分档策略。然后，对不同型号环境试验条件的项目进行分析，提出环境试验项目“基本项”+“定制项”的统一方法，得到通用试验项目和定制试验项目。随后，对于特定环境试验项目，提出基于极值的“包络式”、基于概率统计的“精细式”和基于就近归集的“分档式”3种统一环境试验条件制定方法，给出各种方法的特点、剪裁方法，并结合典型航天型号，给出应用案例和方法示意。结果 得到了基于分档策略的装备统一环境条件制定的方法，给出了典型装备的分档环境试验条件。结论 从装备的实际出发，提出的基于分档策略的装备统一环境试验条件的设计方法，经实践证明是可行的，对于降低货架产品的研制、批产和验收成本具有重要工程意义，并且对于其他类型产品的技术条件统一化具有重要的借鉴意义。     

砂尘试验箱原理分析改进及相关标准探讨

结合砂尘的产生和运动机理,对砂尘试验箱的设计原理和应用特点进行了说明,着重对吹砂程中空气的温度和湿度、砂尘颗粒直径比例进行了分析,对气固两相流中颗粒浓度的均匀性进行了探讨。基于砂尘的运动特性,国内应用较普遍采用的闭式循环吹砂试验设备,无法实现砂的有效分离,导致吹砂试验箱试验过程中颗粒直径比例不满足GJB 150.12A要求。在MIL-STD-810H中,已经取消了对吹砂试验相对湿度≤30%的要求。基于吹尘和吹砂引起的不同环境效应,结合吹尘和吹砂试验设备原理和国内已有设备的现状,对现有试验方法和校准规范的完善、砂尘试验箱的改进设计提出了建议和意见。同时文中也介绍了国外开式、闭式循环、可变循环等几种不同类型的砂尘试验箱作为参考,基于砂尘试验的破坏机理提出了砂尘试验箱的分类和选型建议。     

民机蒙皮材料紫外老化加速环境谱研究

研究紫外辐射环境对蒙皮材料的性能退化影响,进而对民机的紫外辐射防护设计提供重要依据,并依据其使用环境编制加速环境谱。通过分析民机的任务特点和使用环境,基于民机巡航高度下紫外辐射强度的仿真结果和相关紫外环境试验标准,提出了适用于民机蒙皮材料的紫外老化加速环境谱,给出了各试验条件的确定方法,以及加速环境谱与外场实际使用环境的当量加速关系。以民机机身部位蒙皮试样为例,初步开展了若干周期的紫外老化试验,蒙皮表面材料的形貌改变和性能退化验证了所提出的加速环境谱的可行性。     

南海海洋环境下机载电子设备的腐蚀及外场防护对策

针对南海海洋大气环境下机载电子设备腐蚀故障率较大的问题,对现役飞机机载电子设备材料体系、外场故障现象及腐蚀机理进行了系统分析。结果表明,电子设备及其元器件受到微量的腐蚀就会对其功能、性能产生较大的影响,现役飞机电子设备的三防设计无法满足南海严酷的环境适应性要求,开展综合环境加速试验技术、微腐蚀机制及电信号传输与腐蚀间的对应关系等关键技术研究,是今后的重点研究方向。最后结合腐蚀原因和特点,给出了飞机外场具体腐蚀防护对策。     

带温控装置的机载外挂设备挂飞可靠性试验方法

目的制定安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面,并提出一种安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验方法。方法结合机载外挂电子设备的典型任务剖面及其复杂多样的环境条件,以某机载侦察相机为例,给出带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备可靠性鉴定试验中试验方案的选择依据,然后根据GJB 899A—2009中的温度应力、振动应力简化处理原则和典型任务剖面的持续时间及其占比,得到温度、振动应力条件,并合成挂飞可靠性试验剖面。结果使用该方法对某机载侦察相机的温度、振动应力进行处理,得到了带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面。结论提出的带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面设计方法,为安装于带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备开展可靠性鉴定试验提供了指导。     

某航空电子设备的HALT方案设计与实施

目的研究针对某民用航空机载电子设备的HALT方案与实施,以此提高该设备的固有可靠性。方法基于环境应力和失效的统计分布关系,结合某民用航空机载电子设备的特点,设计针对性的HALT方案,并实施HALT实验。结果发现多个设计缺陷,并完成整改,极大地提高了该民用航空机载电子设备的可靠性。结论通过设计针对性HALT方案与实施,发现设计缺陷,并进行设计改进,可以有效提高设备的可靠性。     

武器装备典型故障和环境效应统计分析

目的 针对武器装备典型故障环境效应进行统计并分析.方法 以收集到的208个试验故障为研究对象,统计分析近10年来武器装备进行环境试验后产生的各种环境效应,以及环境效应的分类、分布及失效原因等,获取武器装备环境试验失效的统计数据.结果 环境效应引起的故障主要集中在电子元器件和机械件的失效上,且电子元器件的失效所占比例在所...     

电子部组件延寿分析

由于军用电子设备的高可靠性以及列装之前的测试无法完全模拟出真实的服役环境,导致测试结果的参考意义不大。鉴于此,文中将以电子部组件的任务剖面作为基础,在制作环境载荷谱时,参考影响电子部组件寿命的关键因素,将电子元器件及焊点疲劳失效的机理模型作为理论依据。在绘制电子部组件的CAD模型时,进行适当简化,使用ANSYS软件对其进行多载荷耦合作用下的有限元仿真,找出电子元器件的薄弱点,并对关键部位进行寿命预测,为军用电子设备故障的初步诊断及装备延寿分析提供借鉴。     

民用水上飞机机载设备腐蚀环境技术要求研究

目的针对民用水上飞机的机载设备构建一套更为严格的环境技术要求,以满足民用水上飞机在其特殊使用环境和使用模式下的安全性和可靠性。方法通过分析水上飞机的总体使用环境,提取影响机载设备腐蚀的主要环境因素,整理和归纳环境量值对相关环境要求进行修正。结果给出了RTCA DO-160G标准中湿热、霉菌和盐雾试验条件的改进建议。结论试验条件改进依据充分合理,能够适用于民用水上飞机机载设备的腐蚀环境适应性评估与验证。     

大气中子单粒子效应（NSEE）对机载电子设备影响的评估方法讨论

针对中子单粒子效应(NSEE)对机载电子设备的影响进行了深入研究,明确了对NSEE敏感的器件类型、失效模式以及典型机载电子设备受NSEE影响诱发的故障现象。在此基础上,初步提出NSEE影响评估方法及程序,进一步对NSEE影响评估的目的、评估过程中的内容及输入和输出信息进行深入探讨。     

舰载机载成附件环境适应性设计与管理

以某型舰载机沿用/选用、新研/改进机载成品、附件为例,提出了一套适用于舰载电子设备、生命保障与环控设备、生活设施等机载成品、附件的环境适应性设计、试验与管理方法,规范了舰载机载成附件的腐蚀防护与控制设计程序与方法,为型号设计定型提供了有力保障,为后续机型的机载成附件环境工程工作的开展积累了经验。     

机载电子装备若干环境工程问题研究

装备环境适应性与装备的功能、性能和可靠性等一样．也是装备的重要质量特性之一。研究表明装备环境工程与装备环境适应性密切相关．目前我国环境工程工作尚处于起步阶段。在对装备环境工程概念进行简要阐述的基础上,结合自身工作实际情况,对当前我国机栽电子装备在环境工程方面面临的问题进行了讨论和分析．并从使用方的角度提出了对策建议。