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4.1 用于飞行的鉴定组件(原型飞行)的使用

如果计划将鉴定组件/元器件用于飞行,则应修改组件/元器件鉴定试验计划,从为专用鉴定件制订的计划修改到更低的应力值。组件/元器件应进行相同的原型飞行试验。安装这些鉴定元器件(原型飞行)的飞行构件应根据本手册要求进行验收或原型飞行试验。

关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-97、PG1-102、PG1-105、PG1-108、PG1-111、PG1-113、PG1-116、PG1-119、PG1-122、PG1-125、PG1-128和PG1-130;以及附录B:PG2-89。

4.1.1 组件/元器件原型飞行试验

如果没有专用鉴定试验件,所有生产件都将用于飞行,那么试验内容应相同(如2.2节中关于元器件鉴定的定义),只有如下情况例外:

(1)对于热真空试验,温度极值应比预期最低和最高温度高10℉(5.6℃)。最小周期数应为1个周期。对于电气/电子元器件,最小操作温度范围应为100℉(55.6℃)。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-141、PG1-206和PG1-239;附录B:PG2-113;附录E:BOE-01。

(2)对于热循环试验,温度极值应比预期最低和最高温度高10℉(5.6℃)。最小周期数应为8个周期。对于电气/电子元器件,最小操作温度范围应为100℉(55.6℃)。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-141、PG1-153、PG1-154、PG1-160和PG1-260;附录B:PG2-113、PG2-130、PG2-131、PG2-135、PG2-136和PG2-145;以及附录D:GFE-31、GFE-69、GFE-85和GFE-94。

(3)对于声振动试验,试验量级应为预期最大飞行数值,但不低于根据141dB整体声环境推导的数值(其频谱由NSTS 21000-IDD-ISS 4.1.1.5定义)。试验时间不应超过1min。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-86、PG1-91、PG1-92、PG1-155和PG1-167;以及附录C:PG3-103和PG3-171。

(4)对于随机振动试验,试验量级和频谱应包含如下范围:

◇ 预期最大飞行数值,但不低于根据141dB整体声环境推导的数值(其频谱由NSTS 21000-IDD-ISS 4.1.1.5节定义);

◇ 图3-2定义的最小工艺屏蔽数值和频谱。

在三个正交轴的每个轴上,试验时间应不超过1min。关于本段落的例外情况,请参见附录E:BOE-02。

(5)对于热冲击试验,冲击频谱应比预期最大值高3dB。关于本段落的例外情况,请参见附录A:PG1-162。

(6)对于压力试验,只应进行2.2.10节中规定的耐压试验。

原型飞行电气和电子元器件还应进行下文第4.1.2节规定的老炼试验。

关于这些段落的例外情况,请参见附录A:PG1-84、PG1-96、PG1-106、PG1-109、PG1-114、PG1-117、PG1-120、PG1-123、PG1-126、PG1-131、PG1-134、PG1-142、PG1-143、PG1-144、PG1-145、PG1-146、PG1-150、PG1-151、PG1-161、PG1-163、PG1-164、PG1-165、PG1-166、PG1-175、PG1-176、PG1-177、PG1-178、PG1-179、PG1-197、PG1-198、PG1-199、PG1-200、PG1-238、PG1-271和PG1-272;附录C:PG3-41、PG3-56、PG3-113、PG3-114、PG3-150、PG3-151、PG3-165、PG3-166、PG3-167、PG3-168、PG3-169、PG3-170、PG3-184、PG3-185、PG3-186、PG3-187、PG3-188、PG3-189、PG3-203和PG3-204;以及附录D:GFE-30、GFE-47、GFE-48、GFE-70、GFE-71、GFE-72、GFE-73、GFE-74、GFE-84和GFE-95。

4.1.2 组件/元器件原型飞行老炼试验

4.1.2.1 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。

4.1.2.2 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。

4.1.2.3 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温度控制传感器来确定温度。

(1)如果选择在固定升温下进行加速老炼试验,则温度不应超过与原型飞行热循环试验过程中高操作温度等级对应的数值。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该对应4.1.1B中所述的原型飞行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),以达到元器件内部热平衡。

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,应包含在其他原型飞行试验过程中的所有累计操作时间。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,如果在完成所有原型飞行试验(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 img 的加速老炼。

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4.1.1节中规定的热循环原型飞行试验以外所需的周期。元器件总累积操作时间至少为100h。这个总时间包括在原型飞行试验计划中记录的所有操作时间。在完成所有其他原型飞行试验和本段中所述的额外老炼温度周期以后,可以实现在环境温度下达到100h所需的所有额外操作时间,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。

4.1.2.4 补充要求

加速固定升温老炼方法只适用于在所有其他原型飞行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原型飞行热真空或热循环(包括本段所述的热循环老炼)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。如果一个指定类型元器件中的内部部件( 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,每个部件的激活能量如下所示:

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

对于没有部件列表的商业即用元器件,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进行功能试验。

4.1.3 用于飞行的原型飞行组件认证

在完成原型飞行试验计划后,应评估组件试验历史信息,以了解试验时间是否过长,是否存在疲劳类故障,从而确定该组件是否可以用于飞行,还是需要进行翻修。空间站结构和组件的原型飞行试验应符合SSP 30559。 yebKVl/el+vSiZfF15Hl+k9omo4+cR1WmMWzUmKLnc4gBHrywpUnAEVOX3lBUmRV

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