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3.1 元器件验收试验

在表3-1中给出了根据计划要求需要进行元器件验收试验的各种试验和各种元器件。如果一个元器件分属于多个类别,则应按照要求进行每一类的试验。在后面的段落中详细介绍了每种试验的要求。“需要”一词表示:元器件至少需要在特定环境中进行相关试验。验收试验件应达到在设计鉴定试验值周期和持续时间范围内的环境试验量级、周期和持续时间。

表3-1 元器件验收试验

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表3-1a 电晕试验电压标准

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3.1.1 功能试验

3.1.1.1 目的

本试验旨在验证元器件的电气和机械性能是否满足规定的元器件操作要求。

3.1.1.2 试验说明

在电气试验中,应在元器件电气接口采用预期电压、阻抗、频率、脉冲以及波形,其中包括所有冗余电路。在机械试验中,应采用合适的力矩、载荷和运动。应在整个规格范围内对这些参数进行合适的调整,并符合其使用寿命周期内的预期操作顺序。另外,还应测量元器件输出,以验证元器件性能是否符合规范要求。相关性能还应包括电气连续性、稳定性、响应时间、对准、压力、泄漏,或与具体元器件配置相关的其他特殊功能试验。关于本段落的例外情况,请参见附录D:GFE-114。

3.1.1.3 补充要求

应在每次环境试验之前进行功能试验,以确保性能满足具体规范的要求。在每次环境试验之后都应进行相同的功能试验。在结构载荷试验过程中,如果施加了极限载荷条件,则不需要进行功能试验。关于本节的例外情况,请参见附录A:PG1-255;以及附录C:PG3-196。

3.1.2 热真空试验

3.1.2.1 目的

本试验通过让试验件承受热真空环境,可以在其安装到飞行构件之前检测材料和工艺缺陷。

3.1.2.2 试验说明

元器件应安装位于一个热控散热器上的一个真空室内,或者采用能模拟飞行环境的安装方式。

当真空室处于试验压力值时,应监控射频设备,以确保不会发生次级发射倍增。在开始一个温度周期时,真空室和元器件处于环境温度。在试验过程中让真空室降温,使元器件达到规定的低验收温度,然后保持稳定。在温度变化速度不超过每小时5.4℉(每小时3℃)以后,即表示温度达到稳定。

在轨道上操作的元器件应首先关闭,在经过足够长的均热期后再启动,以确保元器件内部温度在指定温度下稳定,然后进行功能试验。在元器件操作状态下,真空室温度上升,使元器件验收温度达到上限。当元器件温度在指定数值达到稳定后,应关闭元器件,然后在给电路放电后重新启动。接下来,应将真空室和元器件的温度降低到环境温度,从而完成一个温度周期的操作。

关于本段的例外情况,请参见附录A:PG1-77;附录B:PG2-46;以及附录C:PG3-218。

3.1.2.3 试验量级和持续时间

1.压力

压力应从大气压降到0.0001 Torr(0.0133 Pa)以下。关于本节的例外情况,请参见附录A:PG1-191;附录B:PG2-110和PG2-144;以及附录D:GFE-76。

2.温度

在整个周期的热阶段,元器件温度应达到最高验收限值;在冷阶段,则应达到最低验收试验温度,如图3-1所示。对于在表3-1注(4)中给出的元器件,在最低和最高试验温度之间至少应有每小时100℉(每小时55.6℃)的范围,如有可能,最低温度限值应达到30℉(-1.1℃)。如果元器件所需的非操作温度范围超过了所需的操作温度范围,元器件应经历一个周期的非操作最高和最低温度。这个周期可以与图3-1a给出的所需操作周期结合起来。如果单独执行此周期,则应在操作周期之前,如图3-1b所示。在接触非操作温度期间,不需要操作元器件。如果在3.1.3.3(2)规定的验收热循环试验期间进行了这种非操作温度周期操作,那么在验收热真空试验中就不再需要。关于本段落的例外情况,请参见附录B:PG2-41、PG2-58、PG2-83和PG2-137;以及附录C:PG3-190。

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图3-1 元器件热真空和热循环验收试验

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图3-1a 组合的操作/非操作热真空周期

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图3-1b 分开的操作/非操作热真空周期

3.持续时间

至少应采用1个温度周期。元器件高温和低温极值应在断电状态下经历至少1h的保持期,或经历足够长的时间以达到鉴定试验所确定的内部热平衡(以两者中较长者为准),然后再启动。在预期最高温度的保持期可以处于加电或断电状态。关于本段落的意外情况,请参见附录A:PG1-159;以及附录B:PG2-58 和 PG2-149。

注:关于在本要求之前已经存在的例外情况,请参见附录A:PG1-77和PG1-83。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-21、PG1-30、PG1-76、PG1-94、PG1-149、PG1-195、PG1-220、PG1-232和PG1-241;附录B:PG2-62、PG2-71、PG2-79、PG2-84、PG2-85、PG2-88、PG2-91和PG2-127;附录C:PG3-51、PG3-102和PG3-118;以及附录D:GFE-82和GFE-90。

3.1.2.4 补充要求

应至少在第一个和最后一个操作周期,在保持期之后以及返回到环境温度之后的最高和最低预期温度下进行功能试验。在元器件操作温度范围内进行试验的其他时间内,应监控电气和电子元器件(包括冗余电路和路径)是否有故障和中断。如果元器件带有使用空气作为润滑剂的设备,那么在除去空气时不应旋转。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-21、PG1-30、PG1-76、PG1-94、PG1-149、PG1-169、PG1-187、PG1-195、PG1-220、PG1-232和PG1-241;附录B:PG2-58、PG2-62、PG2-71、PG2-79、PG2-84、PG2-85、PG2-88、PG2-91、PG2-125和PG2-127;附录C:PG3-51、PG3-61、PG3-102和PG3-118;以及附录D:GFE-82、GFE-90和GFE-91。

3.1.3 热循环试验

3.1.3.1 目的

本试验通过元器件的热循环操作,在将元器件安装到飞行构件之前检测其材料和工艺缺陷。

3.1.3.2 试验说明

在一个热循环开始时,元器件处于环境温度。在元器件处于操作状态(加电)之后,在监控参数的过程中,应降低真空室温度,使元器件达到指定的低验收温度值,此温度值在元器件上的典型位置进行测量,比如在基板上的安装点(以传导为主的内部设计)或在容器上的代表点(以辐射为主的设计)。应给元器件断电,并在冷温度下达到稳定。经过足够长的保持期再启动元器件,以确保元器件达到内部热平衡。在元器件操作状态下,提升真空室温度,使元器件达到验收温度上限。当元器件温度在指定值达到稳定之后,可以将元器件断电,也可以继续通电。接下来,应让元器件有足够长的保持期,以达到内部热平衡。然后将元器件断电(如果尚未断电),并在电路放电后重新给元器件加电。继而将真空室和元器件的温度降低到环境温度,从而完成一个完整的热循环。关于本段落的例外情况,请参见附录B:PG2-58和PG2-147;以及附录C:PG3-217。

3.1.3.3 试验量级和持续时间

1.压力

应采用环境压力。在测试非密封元器件时,真空室应充满干燥空气或氮气,以避免元器件上方和内部在低温下产生冷凝。关于本段落的例外情况,请参见附录B:PG2-56。

2.温度

在整个周期的热阶段,元器件温度应达到最高验收限值;在冷阶段,则应达到最低验收试验温度,参见图3-1。对于在表3-1注(4)中给出的元器件,在最低和最高试验温度之间至少应有100℉/h(55.6℃/h)的温度变化范围,如有可能,最低温度限值应达到30℉(-1.1℃)。如果元器件所需的非操作温度范围超过了所需的操作温度范围,元器件应经历一个周期的非操作最高和最低温度。这个周期可以与图3-1a给出的所需操作周期结合起来。如果单独执行此周期,则应在操作周期之前,如图3-1b所示。在接触非操作温度期间,不需要操作元器件。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-140、PG1-157和PG1-180;附录B:PG2-42、PG2-43、PG2-58、PG2-83和PG2-137;附录C:PG3-85、PG3-92、PG3-94、PG3-99、PG3-101、PG3-108、PG3-110、PG3-131、PG3-147、PG3-149和PG3-194;以及附录D:GFE-39、GFE-62、GFE-63、GFE-68、GFE-97、GFE-106和GFE-109。

3.持续时间

应至少采用8个温度周期。本试验可以在热真空下进行,并与元器件验收热真空试验共同进行,前提是温度限值、周期数、温度变化速度和保持时间符合此试验要求。在每个操作周期中,都应在高温和低温状态保持一小时,在此过程中,应将试验件断电,直到温度达到稳定,然后再重新启动。在高温和低温状态的保持时间应足够长,以达到内部热平衡。最低和最高操作温度限值之间的变化速度不应低于每分钟1.0℉(每分钟0.56℃)。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-100、PG1-132、PG1-135和PG1-159;附录B:PG2-51、PG2-53、PG2-58和PG2-149;附录C:PG3-55、PG3-154和PG3-162;以及附录D:GFE-12、GFE-18、GFE-51、GFE-88和GFE-106。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-149和PG1-204;附录B:PG2-84和PG2-85;附录C:PG3-45、PG3-49、PG3-58、PG3-63和PG3-119;以及附录D:GFE-05、GFE-25、GFE-33、GFE-44、GFE-92和GFE-112。

3.1.3.4 补充要求

应在第一个和最后一个操作热循环内在最高和最低预期操作温度保持期之后进行功能试验,并在返回到环境温度之后再进行功能试验。在高温极值的保持期,可以处于加电或断电状态。在元器件操作温度范围进行试验的其他时间内,应通过各种操作模式和参数监控电气元器件是否有故障和中断。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-101、PG1-149、PG1-204和PG1-228;附录B:PG2-58、PG2-84、PG2-85和PG2-125;附录C:PG3-45、PG3-49、PG3-62、PG3-63、PG3-119和PG3-191;以及附录D:GFE-05、GFE-16、GFE-25、GFE-33、GFE-40、GFE-44、GFE-92和GFE-112。

3.1.4 随机振动试验

3.1.4.1 目的

本试验让试验件承受一个动力振动环境,从而在将元器件安装到飞行系统之前检测其材料和工艺缺陷。在表3-1中确定了元器件所经历的验收试验环境随机振动。

3.1.4.2 试验说明

元器件应当通过元器件上的垂直安装点安装到一个刚性固件上。应在三个正交轴的每个轴上检测元器件。在本试验中,阀门应加压到操作压力,并监控在上升加压过程中是否有内部压力衰减。关于本段的例外情况,请参见附录A:PG1-243;以及附录B:PG2-106。

3.1.4.3 试验量级和持续时间

在三个正交轴的每个轴上的试验时间都不应少于1min。验收试验频谱输入可以在元器件共振频率区进行调整,以将得到的元器件值降低到试验量级频谱范围内。元器件随机振动试验量级和频谱应包含如下范围:

(1)预期最大飞行数值和频谱减去6dB,但不低于根据135dB整体声环境推导的数值(其定义由NSTS 21000-IDD-ISS 4.1.1.5节定义)。关于本要求的例外情况,请参见附录A:PG1-185和PG1-188;附录B:PG2-66;以及附录D:GFE-79。

(2)在图3-2中给出的工艺筛选数值和频谱,或由主承包商批准的筛选数值和频谱。关于本要求的例外情况,请参见附录A:PG1-137和PG1-243;附录B:PG2-48和PG2-49;附录C:PG3-42、PG3-91、PG3-98、PG3-107、PG3-146和PG3-214;以及附录D:GFE-54。

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图3-2 元器件随机振动工艺筛选试验量级

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-21、PG1-95、PG1-149、PG1-171、PG1-174、PG1-237和PG1-240;附录B:PG2-45、PG2-75、PG2-112和PG2-140;附录C:PG3-60、PG3-111、PG3-120和PG3-222;附录D:GFE-06、GFE-27、GFE-35、GFE-45、GFE-65、GFE-81、GFE-83、GFE-86和GFE-93。

3.1.4.4 补充要求

在随机振动试验过程中,电气和电子元器件应加电并进行监控,以确定是否有任何故障或中断。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-21、PG1-95、PG1-149、PG1-171、PG1-174、PG1-230和PG1-244;附录B:PG2-55、PG2-112、PG2-122和PG2-140;附录C:PG3-53、PG3-60、PG3-66、PG3-67、PG3-74、PG3-75、PG3-76、PG3-87、PG3-89、PG3-96、PG3-105、PG3-111、PG3-120、PG3-123、PG3-133、PG3-139、PG3-144、PG3-160、PG3-174、PG3-180、PG3-206、PG3-209、PG3-222和PG3-224;以及附录D:GFE-06、GFE-22、GFE-27、GFE-35、GFE-45、GFE-55、GFE-65、GFE-78、GFE-81、GFE-83、GFE-86和GFE-93。

3.1.5 声振动试验

3.1.5.1 目的

本试验可以检测表面积—重量比较大,可能对声激发比较敏感的元器件和组件的材料和工艺缺陷。

3.1.5.2 试验说明

元器件应安装在一个能够产生所需声压值的回响声学单元中。真空室内应具有均匀的声能密度。在发射过程中的元器件配置(比如展开或收起)应与飞行动力环境一样。首选的试验方法应该是元器件安装在飞行类支撑结构上,并拆下地面搬运设备。

3.1.5.3 试验量级和持续时间

元器件应承受的声压值等于预期最大值减去6dB,不过不低于根据135dB整体声环境推导的数值(其频谱由NSTS 21000-IDD-ISS 4.1.1.5定义)。持续时间应不少于1min。关于本节的例外情况,请参见附录A:PG1-184。

3.1.5.4 补充要求

应在声学试验之前和之后进行功能试验。在试验过程中,电气和电子元器件应加电并进行监控。在试验过程中应监控参数,以确定是否有故障或中断。对于表面积与体积比较大的元器件(大天线和太阳能电池阵列),不能通过采用机械振动模拟操作动力环境叠加的方式来进行试验。对于这种元器件配置,应需要进行声学试验。如果需要进行声元器件试验,则不需要进行随机振动试验。关于本节的例外情况,请参见附录A:PG1-184。

3.1.6 压力试验

3.1.6.1 目的

本试验检测可能导致压力容器或阀门出现故障的材料和工艺缺陷。

3.1.6.2 试验说明

1.耐压

对于压力容器、压力线路和固件等项目,元器件温度应符合关键应用温度,并进行一个周期的耐压试验。在一个耐压周期中,应包括将内部压力(静水力学或气动方式)升高到耐压,在该压力下保持5min,然后下降到环境压力。如果有任何永久形变、变形或故障迹象,则表示未通过试验。

2.阀门的耐压

当阀门处于打开和闭合位置时,应至少为入口施加一个周期(5min)的耐压。在5min的加压期之后,入口压力应降低到环境压力。应目测检查试验件的内部和外部,如有变形迹象,则表示未通过试验。可以在室温下或更高温度下进行试验。

3.1.6.3 试验量级

1.温度

温度应按照试验说明。另外,如果对耐压进行了合适的调整,从而可以反映温度对强度和断裂韧度的影响,则可以在室温下进行试验。

2.耐压

耐压应按照SSP 30559 第3章的说明。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-149和PG1-261;附录C:PG3-196;以及附录D:GFE-13和GFE-110。

3.1.6.4 补充要求

在进行所有试验时应遵循所有相关的安全标准。关于本段的例外情况,请参见附录C:PG3-196。

3.1.7 泄漏试验

3.1.7.1 目的

本试验旨在证明密封和加压元器件能够满足在元器件开发规范中规定的泄漏规格要求。

3.1.7.2 试验说明

应在开始进行元器件热真空、热循环和随机或声振动验收试验之前以及完成这些试验之后进行元器件泄漏试验。采用泄漏试验方法的灵敏度和精度应符合规定元器件允许的最大泄漏速度。要检测的最小泄漏速度值应至少是泄漏试验的灵敏度值的2倍,以确保测量数据的可靠性。如果温度可能影响密封材料或表面,则应评估硬件设计和操作特征。如果有技术保障,应在最低和最高温度限值进行泄漏试验。如果通过评估确定:是因为构成组件的一个或多个低层元器件的原因,可以为一个指定的组件级在温度限值下进行的泄漏试验提供技术保障。并证明所有的这些低层元器件都在低层验收试验中的温度限值下进行了合适的泄漏试验,那么较高层的组件不需要在温度限值下进行泄漏试验。只有在经过相关的安全组织批准之后,才能在元器件耐压试验之前进行泄漏试验,否则在所有情况下,都应在元器件耐压试验之后进行泄漏试验。应采用如下方法或者符合第8章标准的另外一种合适的泄漏试验方法。

1.第一种方法—浸没,仅用作一种通过/未通过试验;本方法不对元器件泄漏速度进行量化测量

本方法可以用于加压元器件和系统的总体或局部的内部-外部泄漏试验。在试验液体接触外部表面之前,内部气体压力应施加在整个压力边界至少15min。要检查区域的照明亮度至少为1000lx(勒克斯)或1000lm/m 2 (流明/平方米)(100fc(尺烛光))。在被检查表面区的照明应没有阴影。观察者眼睛与被检查表面的距离应不超过60cm(2ft)。可以使用放大镜来提高检查效果。元器件应完全浸没在液体中。元器件的关键侧或者相关侧应在一个水平面内并朝上。在浸没过程中不应出现泄漏(如果元器件发出一个或多个气泡则说明存在泄漏)。

2.第二种方法—真空室

本方法可以用于加压元器件和系统的所有内部-外部泄漏试验。元器件应放在一个真空室(钟形容器)内,并使用一个适合所用示踪气体的泄漏检测器进行泄漏试验。真空室系统泄漏试验灵敏度应进行鉴定和记录,其标准泄漏不应超过元器件的最大允许泄漏要求。元器件应填充已知浓度的示踪气体,并达到所需的压力。应保持此压力,直到泄漏检测器输出达到稳定(稳定的定义:在间隔时间不短于5min的连续3次读数中,泄漏检测器测量输出结果差异不超过10%,其中包括第一次和最后一次测量)。应记录校准数据和泄漏检测器初始和最终读数。应记录最终的元器件泄漏速度,在15min内至少应记录3个数据点,以证明满足了上述的稳定性要求。

3.第三种方法—压力变化

在加压元器件和系统的所有内部-外部泄漏试验中可以使用压力衰减技术。为了提高这种技术的精度,可以将一个参考容器连接到加压元器件或系统。如果环境温度变化,应考虑元器件和参考容器容积变化。在密封元器件和系统的所有外部-内部泄漏试验中,可以使用升压技术。应在所需的时间内监控元器件内部压力、大气压力和环境温度(或元器件温度),以确定实际压降或升压以及相应的泄漏速度。压力表/传感器应有合适的精度和灵敏度,以便能测量所需的最低压力变化。应考虑计算泄漏速度时所用的受压元器件和试验固件总内部体积的相关公差/误差,并作为最大正值。

4.第四种方法—化学指示剂,仅用作一种通过/未通过试验;本方法并不对元器件泄漏速度进行量化测量

所有可能泄漏操作液体的接缝、端子和夹管都应采用一种合适的指示剂,比如稀释的酚酞溶液,或符合ASTM 1066.95(2000)版本要求的其他合适的变色指示剂,比如比色剂。如果指示剂颜色变化,则说明出现了泄漏。在试验之后,应除去指示剂(比如使用蒸馏水)。

5.第五种方法—检测器探头,仅用作一种针对各接缝(比如焊缝和机械固件)的通过/未通过试验;本方法不对元器件泄漏速度进行定量测量

本方法使用的检测器探头是一种半定量技术,用来检测和定位加压元器件和系统内的内部-外部泄漏,但是不应视为定量技术。元器件应填充一种已知浓度的示踪气体,并达到所需的压力。在检查之前,耐压应至少保持30min。在检查之前,应测量示踪气体背景,并校准泄漏试验设备,其方法将检测器探头末端穿过一个已校准泄漏锐孔(校准的泄漏幅度应等于或小于最大允许泄漏速度)。得到的泄漏检测器输出应至少比示踪气体背景高40%。在所需的浸泡时间之后,检测器探头末端应在试验表面穿过,其扫描速度和距离与系统校准时一样。每隔60min以及每次变更试验指挥/操作者时,都重复进行系统校准。任何泄漏检测器输出如果超过确定的失踪气体背景以及大气示踪气体变化和泄漏检测器漂移容差(两者相加不超过示踪气体背景的40%),则表示存在泄漏。

6.第六种方法—排气罩

本方法可以用于密封元器件和系统的所有外部-内部泄漏试验。元器件内部空间应泄压到足以满足一种示踪气体泄漏检测器要求的真空度。在确定系统灵敏度时,应在距离泄漏检测器的最远点安装一个标准泄漏缝隙。元器件的外部表面应承受其浓度经过验证的示踪气体。应保持压力,直到泄漏检测器输出达到稳定。应记录校准数据和泄漏检测器初始和最终读数。应记录最终的元器件泄漏速度,在15min内至少应记录3个数据点,以证明满足了上述的稳定性要求。

7.第七种方法—示踪探头,本方法可以用来定位已知的外部-内部泄漏,不过不应用来验证飞行硬件指定的允许泄漏速度

元器件内部空间应泄压到足以满足一种示踪气体泄漏检测器要求的真空度。示踪探头连接到一个100%示踪气体源,在另外一端带有一个阀门开口,以便使示踪气体流通过元器件。如果泄漏检测器发现示踪气体有任何高于背景的情况,都表示存在泄漏。

8.第八种方法—累积

本方法可以用于加压元器件和系统的所有内部-外部泄漏试验。元器件应封闭在一个合适的外壳内。此外壳应进行校准,其方法是将一个标准泄漏装置放在外壳内并保持事先确定的时间,然后将一个检测器探头安放在外壳内,并记录最大泄漏检测器响应值。接下来,应使用氮气或空气净化外壳。元器件应填充一种已知浓度的示踪气体,并达到所需的压力。在检查之前,耐压应至少保持30min。然后应使用氮气或空气净化外壳。在经过校准时间后,应将检测器探头放在外壳内。应记录校准数据以及泄漏检测器初始和最终读数,另外,还应记录最终元器件泄漏速度。

9.第九种方法—体积排量

本方法可以用于加压元器件比如阀门的总内部-内部泄漏试验,比如压力调节器或热交换器。元器件的一侧应加压到所需的压力,而在内部屏障的另外一侧应与大气隔离,并连接到一个合适的设备,以便证明体积排量。为此,将采用一种液体排量,或者沿着测量设备的刻度移动一个液体弯月面。

10.第十种方法—泄漏检测器直接连接

本方法可以用于加压元器件的所有内部-内部泄漏试验,比如阀门、压力调节器、或热交换器。元器件的一侧应填充一种已知浓度的示踪气体,并达到所需的压力,而内部屏障的另外一侧应与大气隔离,并连接到泄漏检测器。应保持压力,直到泄漏检测器输出达到稳定。应记录校准数据和泄漏检测器初始和最终读数。应记录最终的元器件泄漏速度,在15min内至少应记录3个数据点,以证明满足了上述的稳定性要求。

11.第十一种方法—局部真空室

本方法可以用于加压元器件和系统的局部内部-外部泄漏试验。连接到示踪气体泄漏检测器的局部真空室(钟形容器)应安装在元器件区,以进行泄漏试验。应使用一个标准泄漏缝隙鉴定并记录局部真空室系统灵敏度,不超过元器件的最大允许泄漏速度要求。元器件应填充一种已知浓度的示踪气体,并达到所需的压力。应保持压力,直到泄漏检测器输出达到稳定。应记录校准数据和泄漏检测器初始和最终读数。应记录最终的元器件泄漏速度,在15min内至少应记录3个数据点,以证明满足了上述的稳定性要求。

注:关于在当前要求之前已经存在的例外情况,请参见附录A:PG1-193、PG1-208、PG1-213、PG1-215、PG1-217、PG1-224、PG1-225、PG1-226、PG1-247、PG1-253、PG1-267和PG1-269;附录B:PG2-69、PG2-77、PG2-108、PG2-115、PG2-117和PG2-119;以及附录C:PG3-176、PG3-182和PG3-201。

注:关于版本T的SSP 41172中所述以前的加压系统和元器件泄漏要求(第五种方法)的例外情况,请参见附录C:PG3-175和PG3-181。

3.1.7.3 试验量级和持续时间

在进行泄漏试验时,应将元器件加压到最大设计压力,然后再在最小设计压力下进行试验(如果密封效果取决于正确的密封压力),不管采用何种方法,试验时间都应足够长,以便检测任何明显的泄漏。

注:关于在当前要求之前已经存在的例外情况,请参见附录B:PG2-102。

关于版本T的SSP 41172中所述以前微弱泄漏试验要求的例外情况,请参见附录A:PG1-193、PG1-202、PG1-211、PG1-224、PG1-225、PG1-226、PG1-251、PG1-265和PG1-269;附录B:PG2-93、PG2-94、PG2-97和PG2-104;以及附录C:PG3-129、PG3-199和PG3-229。

注:关于版本T的SSP 41172中所述以前的加压系统和元器件泄漏要求的例外情况,请参见附录C:PG3-137、PG3-156和PG3-164。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-149、PG1-249、PG1-259和PG1-263;附录B:PG2-151;附录C:PG3-125、PG3-127、PG3-135、PG3-141、PG3-196、PG3-211、PG3-212、PG3-219和PG3-227;以及附录D:GFE-13和GFE-29。

3.1.7.4 补充要求

无。

3.1.8 老炼试验

3.1.8.1 目的

老炼试验的目的是检测可能导致元器件提前出现故障的材料和工艺缺陷。

3.1.8.2 试验说明

应通过本试验给电子和电气元器件施加应力,从而在其使用寿命内提前引发故障。本试验可以在环境温度、升高温度或循环温度条件下进行。在整个试验过程中应操作元器件(加电)并监控参数。关于本段落的例外情况,请参见附录C:PG3-216。

3.1.8.3 试验量级和持续时间

1.压力

本试验可以在环境压力或真空条件下进行。

2.温度

试验可以在固定温度、升高温度或循环温度条件下进行。应根据安装在元器件基板的控制温度传感器来确定温度。关于本段落的例外情况,请参见附录B:PG3-215。

(1)如果选择在固定温度下进行加速老炼试验,则温度不应超过与验收热循环试验过程中升高操作温度对应的数值。如果选择进行加速固定升温试验,应使用如下方程来确定时间加速度因子:

img

式中 F = 时间加速度因子;

E a = 激活能量(eV);

K = 玻尔兹曼常数(8.625E-05 eV/K);

T a = 环境温度(K)(在本应用中,环境温度应视为295.8K);

img = 升高老炼温度(K)。

(2)如果选择在循环温度下进行老炼操作,那么最低和最高试验温度应对应3.1.3节中所述的验收热循环试验过程中的最低和最高操作温度,但是扫描范围不应小于每小时100℉。在温度极值之间的每次温度变化平均速度应为9℉/min(5℃/min)或者更快。在每个周期中,都应在最高和最低温度下保持足够长的保持期(不少于1h),以达到组件内部热平衡。

3.持续时间

对于固定温度老炼(通过升温实现环境或加速老炼),总操作时间应等于环境温度下的300h。在这300h中,应包含在其他验收试验过程中的任何累计操作时间。对于升温老炼方法,应根据上述时间加速度因子方程来确定达到等效于环境温度下300h的剩余时间。比如,如果在完成所有验收试验(除了老炼以外)以后,元器件总累积操作时间为60h,那么还需要240h(处于环境温度)才能完成老炼。如果在升温条件(比如120℉)下加速老炼,那么可以缩短所需的剩余试验时间。借助上述方程(在本例中假设 E a = 0.6),可以计算出时间加速度因子为6.7。因此,为了达到240h的环境温度老炼效果,可以在120℉下进行36(240/6.7)h的加速老炼。关于本节的例外情况,请参见附录A:PG1-156。

如果进行循环温度老炼,则至少应执行10个温度周期。这些周期是3.1.3中规定的热循环验收试验以外所需的周期。元器件总累积操作时间至少为100h。这个总时间包括在验收试验计划中记录的任何操作时间。在完成所有其他验收试验和本段中所述的额外老炼温度周期以后,可以在环境温度下实现达到100h所需的任何额外操作时间,也可以在上文所述的升温条件下通过加速试验实现这个目标。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-233;以及附录D:GFE-01,GFE-07,GFE-46和GFE-107。

注:关于当前要求之前存在的例外情况,请参见附录B:PG2-47。

关于这些段落的例外情况,请参见附录D:GFE-36。

3.1.8.4 补充要求

加速固定升温老炼方法只适用于在所有其他验收试验之后达到总操作时间要求(相关的300h或100h)所需的剩余时间。时间加速度因子方程不适用于在任何验收热真空或热循环(包括本节所述的热循环老炼)试验过程中升温所花费的时间。

对于加速固定升温老炼方法,应使用权重平均方法计算元器件的激活能量。如果元器件一个指定类型的内部部件( Q i )(如电阻器、电容器、二极管等)具有特殊的激活能量 img 则应使用如下公式,根据权重平均方法来确定元器件的激活能量( E a ):

img

比如,如果一个元器件包含4种不同的部件,其激活能量如下:

img

应根据如下权重平均方法来确定元器件的激活能量:

img

各种部件典型的激活能量如下:

img

续表

img

对于没有部件列表的商业即用(COTS)元器件,要在加速度因子方程中使用的激活能量( E a )应为0.3。对于有部件列表的商业即用元器件,激活能量应为具有最低激活能量的栏中的部件对应的数值。

应在进行此老炼试验之前和之后根据3.1.1节的要求进行功能试验。

关于这些段落的例外情况,请参见附录D:GFE-36。

3.1.9 氧气兼容性试验

氧气系统组件应进行表3-2所述的氧气兼容性验收试验。

表3-2 需要进行验收试验的氧气元器件

img

3.1.9.1 目的

本试验旨在检测使用氧气加压时可能导致元器件被点燃的材料和工艺缺陷。

3.1.9.2 试验说明

氧气系统元器件应承受SSP 30559中定义的氧气最大设计压力(MDP)。元器件在MDP状态使用氧气加压的过程中进行功能试验(除了泄漏试验外)(功能试验包括打开和闭合阀门、连接和断开快速分断装置等)。应保持元器件规格中所述的清洁度。对于接触非氧气兼容性溶剂组件的元器件,应在验收试验之前进行MSFC-PROC-404所述的碳氢化合物检测分析。总碳氢化合物含量不应超过百万分之五。

每个元器件应在100毫秒内从环境压力(10~15psia)增压到MDP,并经历10个氧气加压周期。在每个加压周期后,元器件应在MDP保持至少30s。每个元器件都应承受正向和反向的氧气流,其中的反向氧气流在元器件的操作能力范围内。关于本要求的例外情况,请参见附录D:GFE-108。

在氧气兼容性验收试验之后应进行目测检查,并根据元器件规格规定的数值进行检验。如果在氧气兼容性验收试验之后拆卸表3-2中所列元器件,则必须全面重新进行氧气兼容性验收试验。应在氧气兼容性验收试验之后进行功能试验和泄漏试验(在元器件规格中定义)。

3.1.10 电晕/起弧试验

3.1.10.1 目的

本试验的目的是确保在上升/下降或泄压/复压活动期间所需的非密封电气/电子元器件不会出现有害的电晕/起弧。只有采用密封底盘设计的电气/电子元器件或在太空真空条件下启动的元器件不需要进行电晕/起弧试验。对于外部元器件,本试验应作为热真空验收试验的一部分。

3.1.10.2 试验说明

元器件应在环境条件下放在一个真空室内。给元器件加电并进行监控,然后应将真空室压力降低到指定的低压力值。压力从20Torr变化到0.001Torr(或相反)的时间至少应为10min,以便为临界压力区提供足够多的时间。应在临界压力区复制最坏情况设计方案以及最有可能导致电晕/起弧的操作条件(通过元器件设计功能或外部感应瞬态条件)。除非为了验证是否存在电晕/起弧而需要在临界压力区对元器件进行全面功能试验,否则不需要进行这种试验。这种电晕/起弧监控可以在真空室泄压或复压过程中进行。最后,应让真空室返回到环境压力。

3.1.10.3 试验量级和持续时间

1.压力

压力应从环境压力降低到0.001Torr以下。

2.温度

应采用环境温度。

3.1.10.4 补充要求

应评估元器件的设计和操作特征,以确定合适的电晕监控技术。可以使用MSFC-STD-531作为参考。 uG1Mzm3N1UrEcbC7SyChxvIhXhrs2gkSqo+Hot/6ZNN3+bjODMoZs1ULlOtUfd7M

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