[發明專利]航天器用元器件熱真空環境適應性的評價方法

有效

• 申請號: 201210511213.1
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102981081A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王群勇;馮穎;陽輝;白樺
• 申請（專利權）人: 北京圣濤平試驗工程技術研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01M3/00;G01M99/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及熱真空環境適應性的評價技術領域，特別是涉及一種航天器用元器件熱真空環境適應性的評價方法。

背景技術

元器件在熱真空環境下失效導致衛星任務失敗的案例屢有報道，例如，1978年發射的國際紫外探測器（IUE），由于熱設計錯誤等原因，使得這顆紫外探測器衛星上計算機的4K和8K存儲器碎裂；1978年發射的日本廣播實驗衛星(BSE)，因為行波管電源高壓電弧放電，造成保護電路失效，無法向行波管供電，導致衛星1980年壽命結束；1983年美國的陸地衛星（Landsat-4），4個太陽電池陣中有2個電源電纜損壞，故障原因是熱循環使導體出現應力，而后導致電纜損壞；1987年發射的美國地球靜止環境業務衛星GOES-7，在1993年4月衛星的數據收集平臺問訊（DCPI）系統出現異常，在每天星食期后約1小時，1號S-波段接收機不能接收來自指令和數據捕獲（CDA）站的詢問信號，后發現接收機的頻率穩定度超出需要值±5kHz的限制，原因是星食期后衛星溫度較低；1993年歐空局發射的歐洲氣象衛星（Meteosat），輻射計連續發生故障，經分析是儀器上形成的冰破壞了儀器的光學表面。

熱真空試驗是空間環境試驗中非常重要的一項試驗，它對暴露產品中隱藏的缺陷，保證和提高產品的質量和可靠性起很重要的作用。我國在軍用電子元器件新品、型譜等產品以及航天工程用元器件的鑒定檢驗中，根據航天用戶的要求，對部分產品開展了熱真空試驗評價。由于元器件級熱真空試驗方法標準的缺項，在制定試驗方案時，主要參考的是衛星組件、分系統及整星的熱真空試驗方法。衛星組件、分系統及整星的熱真空試驗應力條件設置主要依據衛星任務的特點，根據最高和最低預視溫度進行相應的加嚴考核,如GJB1027中對試驗時間的規定：“至少3次溫度循環。每次循環一般在最高（低）溫度值各保持4~8h。”并且，對于長期任務，GJB1027等現有試驗標準沒有給出試驗應力與任務環境應力之間的對應關系。

航天器用元器件在任務期間的溫度循環應力主要受航天器周期性的進入地球陰影區所調制，當型號任務周期較長時，若按1：1對元器件進行熱真空試驗，試驗的循環次數多，不但耗時長，而且成本高、結果不準確。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明首先要解決的技術問題是：如何提供一種能夠快速、準確地評價元器件在熱真空環境下性能的方法。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種航天器用元器件熱真空環境適應性的評價方法，包括以下步驟：

S1、對航天器用元器件熱真空環境進行應力分析，確定熱真空環境地面試驗的真空應力、熱應力和電應力；

S2、確定熱真空地面試驗的循環次數；

S3、根據步驟S1和S2確定的試驗條件對航天器用元器件進行熱真空地面試驗，以判定航天器用元器件樣品是否合格，所述試驗條件包括所述真空應力、熱應力、電應力和循環次數；

S4、若不合格樣品數小于等于抽樣方案規定的合格判定數，則評價所試驗的該批元器件的熱真空環境適應性滿足任務要求；否則評價為不滿足任務要求。

優選地，步驟S2具體包括：

S21：確定航天器艙內最劣情況下的溫度范圍ΔT₂；

S22：根據所述熱應力和所述溫度范圍ΔT₂計算熱真空環境試驗的加速因子AF；

S23：根據航天器運行周期和任務執行時間，以及所述加速因子AF確定熱真空地面試驗的循環次數N。

優選地，

AF=ΔT1qΔT2]]>

其中，ΔT₁為元器件試驗的極限溫差，根據所述熱應力得到，q表示與元器件材料工藝相關的常數。

優選地，

N=（y/x）/AF

其中，x表示航天器運行周期，y表示航天器任務執行時間。

優選地，當（y/x）/AF計算出結果為小數時，采取只入不舍的原則取整。