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問題一：單機力學(xué)試驗量級為何比整器試驗時高很多？

回答這個問題前首先要明確單機試驗的目的。單機試驗的目的不僅是驗證產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，還要考核設(shè)計、考核工藝質(zhì)量、剔除早期失效等。這與NASA的試驗?zāi)康氖且恢碌?，其環(huán)境應(yīng)力篩選效能統(tǒng)計見圖1（引自NASA-CR-173472），熱循環(huán)試驗和隨機振動試驗是最有效的兩項環(huán)境應(yīng)力篩選項目。

圖1. 環(huán)境應(yīng)力篩選效能統(tǒng)計

關(guān)于試驗量級，在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1419“VibroacousticQualification Testing of Payloads, Subsystems, and Components”提到：試驗量級應(yīng)該依據(jù)組件安裝點的響應(yīng)確定（注：是依據(jù)響應(yīng)而定不是直接拿來就用），如果沒有數(shù)據(jù)，對于22.5kg（50磅）以下的產(chǎn)品通用的鑒定級量級為14.1grms；對于22.5kg（50磅）以下的產(chǎn)品，其隨機振動的環(huán)境應(yīng)力篩選量級為7.4grms，不同重量對應(yīng)不同的試驗量級。

在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1413 “RandomVibrationTesting”提到：驗收級量級應(yīng)等于或高于最高預(yù)示飛行環(huán)境，但不能低于考核工藝質(zhì)量（workmanship）的篩選量級；鑒定和首飛件的試驗量級應(yīng)高于驗收級并留有一定余量。

ESAECSS-E-10-03ATesting是歐空局標(biāo)準(zhǔn)的2002版，指出25kg產(chǎn)品的鑒定級隨機振動量級為7.04grms /150s，驗收級量級為6.06grms /120s。

因此，通過比對NASA、ESA和俄羅斯隨機振動試驗量級，綜合考慮各國運載技術(shù)的先進(jìn)性，可以得到以下結(jié)論：試驗要有一定量級（一般高于任務(wù)中的量級），才能考核設(shè)計、工藝和剔除早期失效等缺陷。尤其是，不能因飛行器噪聲試驗的量級很小而降低單機隨機振動試驗量級，從而導(dǎo)致喪失隨機振動試驗篩選的效能。

再總結(jié)正弦振動試驗情況。正弦振動試驗作為隨機振動的補充，能使產(chǎn)品在低頻段進(jìn)行較大的位移激勵。與隨機振動道理一樣，為了考核工藝質(zhì)量（workmanship），不能直接用飛行器下安裝位置的響應(yīng)作為輸入。

因此，試驗量級高于飛行器力學(xué)試驗下的安裝位置輸入，是為了達(dá)到其他試驗?zāi)康模荒軐⑵浣档蛷亩巩a(chǎn)品存在潛在缺陷。

問題二：振動試驗次數(shù)多了影響性能？

ESAECSS-E-ST-10-03CTesting指出關(guān)于再試驗通過一事一議的方式確定，一般以下情況需要再試驗：通過鑒定后的進(jìn)行設(shè)計更改的硬件、驗收試驗后經(jīng)長期貯存的飛行硬件、再飛的有效載荷硬件、用于飛行的鑒定件等。

NASA-STD-7001“PayloadVibroacoustic Test Criteria”指出：用于多次任務(wù)飛行的鑒定件隨機振動試驗時間為（2+0.5N）分鐘，量級為6.8grms（此為工藝質(zhì)量篩選的最小量級）或（MEFL[1]+3dB）中的較大者。說明在合理情況下，較長時間試驗不會影響飛行任務(wù)，尤其是用于多次飛行的硬件可靠性。

經(jīng)工程實踐，試驗進(jìn)行了多次后，未見不正常現(xiàn)象。但是，從成本考慮，試驗次數(shù)應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)化。

問題三：單機試驗的溫度范圍過高了？

熱試驗的目的也有兩大方面：一為普遍都知道的環(huán)境適應(yīng)性，二為考核工藝質(zhì)量（workmanship）。從圖1中可以看出，溫度循環(huán)或熱循環(huán)試驗在環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）的效能中排第一位。ESS的目的就是考核工藝質(zhì)量、剔除早期失效。因此，熱試驗的溫度范圍應(yīng)該至少為ESS量級范圍。

依據(jù)NASA-CR-173472“NASA Flight Electronics Environmental StressScreeningSurvey”[1]，NASA各所ESS的溫度范圍：GSFC取預(yù)示溫度±10℃和1~6個循環(huán)，MSFC取-47~+50℃和1~8個循環(huán)，JSC取0~+40℃和1.5~5個循環(huán)，LeHC取-25℃~+79℃和3~10個循環(huán)，JPL取0~+55℃和1個循環(huán)。根據(jù)環(huán)境科學(xué)研究所（IES）工業(yè)/政府電子學(xué)硬件環(huán)境應(yīng)力篩選委員會（ESSEH）2年多的調(diào)研統(tǒng)計，結(jié)合NASA各所經(jīng)驗，JPL推薦的飛行產(chǎn)品ESS溫度范圍為-50~+50℃（5℃/min）（ΔT=100℃）和5~10個循環(huán)，隨機振動量級為6grms和10min（持續(xù)時間比NASA各所的經(jīng)驗時間長，但可以根據(jù)量級而調(diào)整），循環(huán)次數(shù)和振動時間匹配關(guān)系如圖所示；JPL建議飛行產(chǎn)品環(huán)境試驗的最低量級應(yīng)該是此處推薦的，不應(yīng)低于此量級。

ESAECSS-E-10-03A Testing指出電子學(xué)有效載荷的鑒定級溫度范圍為-35℃~+70℃和8個循環(huán)。歐洲金星探測有效載荷ASPERA-4也是按照此規(guī)范要求進(jìn)行的熱循環(huán)試驗。

維持高溫的工程原因：

案例：產(chǎn)品中的潛在通路會在高溫段會出現(xiàn)漏電流增大的情況，如由于3.3V的差分電壓導(dǎo)致漏電流增大，使得PROM往FPGA中加載程序時，上升沿時間縮短，導(dǎo)致FPGA無法啟動。

試驗中的現(xiàn)象為：高溫穩(wěn)定段多片無法加載，中溫時1片無法加載。

設(shè)計改進(jìn)措施為：在3.3V和地之間增加一個820Ω的電阻，此后漏電電壓為0.24V，F(xiàn)PGA啟動正常。

因此，維持熱循環(huán)中的高溫對考核設(shè)計、考核工藝質(zhì)量是有必要的，但是否需要那么多循環(huán)次數(shù)、那么高的溫度，應(yīng)該考慮優(yōu)化。

問題四：老練時間那么長會不會拐過浴盆曲線另一端？

對于10-6h-1量級的失效率（一般元器件的失效率量級），在98%的概率下，能夠連續(xù)加電運行17520小時（2年）；在95%的概率下，能夠連續(xù)加電運行約6年；在90%的概率下，能夠連續(xù)加電運行12年。10%的使用風(fēng)險一般是可接受的，因此，從理論上來看，我們產(chǎn)品中的試驗時間不會導(dǎo)致“拐過去”。

JPLD-29204"MTO Product Assurance Requirements Document (PARD) for Mars UHFAntennaArray"指出：在發(fā)射前，飛行產(chǎn)品要至少運行1000小時。SOG-SMA-RQ-00100-B "Safety &Product Assurance RequirementDocument"指出：在發(fā)射前，飛行產(chǎn)品裝星后在整星條件下至少要運行1000小時。并且交付前也要進(jìn)行200~300小時的加電工作。

問題五：本來就有過故障，還讓它增加試驗時間？

這與對待囚犯的道理一樣，對于犯過刑事案件的服刑人員，改造后可能找不著工作，或者找到工作，但要經(jīng)歷比別人時間更長的考核期。飛行產(chǎn)品也一樣，出過故障后，可能就重新投板，或者再補做幾個循環(huán)的試驗。