GJB150A《军用装备实验室环境试验方法》的特点及实施难点.docx

GJB150A军用装备实验室环境试验方法的特点及实施难点GJB150A自从2009年颁布以来，开始被广泛应用于军工产品。本文剖析了GJB150A标准的特点以及GJB150A与GJB150的差别，并指出标准剪裁及试验中的注意事项，对GJB150A存在的问题提出了一些建议。1前言GJB150A军用装备实验室环境试验方法于2010年颁布发行，越来越多的产品开始抛弃使用GJBI50转而使用GJBI50A进行试验。随着环境试验技术的进步以及测量手段的提高，GJB150A进行了很多改进，包括试验要求，试验程序，测试方法,报告内容等。但是对于GJB150A相对于GJB150的变化，以及GJB150A的特点，业内很多技术人员并没有能够完全了解和接受。因此有必要对GJB150A进行深度的解析。2 GJB150A的发布背景GJB150军用设备环境试验方法自1986年发布、1987年实施以来，对我国军工产品的研制及环境试验室建设发挥了重要的作用。GJB150适用于军工产品的研制环境摸底试验、定型阶段的鉴定试验、批生产阶段的验收检验和定期试验，为确保军工产品环境适应性发挥重大作用。如今，GJB150已经成为我国军工产品研制生产中应用最广泛，使用频率最高，使用方、承制方关注度最高的一个试验标准。在型号需求的牵引下，各单位纷纷建设各自的环境试验室。GJB150为各环境试验室的建设提供了技术依据，即为环境试验设备的类型和其技术指标提供了指导。GJB150中的试验条件经常被研制任务书或研制合同（协议书）引用而成为环境适应性要求或环境适应性验证要求，促进了我国环境适应性和产品环境工程的基本概念的形成发展和相应技术的研究。GJB150贯彻至今，环境适应性的概念提出并得到了广泛的认可，产品环境工程的概念也已经形成，并建立了相应的技术体系，并纳入了各种标准和文件。如：GJB4239装备环境工程通用要求；GJB6117装备环境工程术语；GJB9001B质量管理体系等等。当然，GJB150在实施的过程中，也发现了一些问题。例如：某型号舵机在机载测试中发现，GJB150.16给定的振动试验量值超过该舵机在飞机上的实际振动量值，该产品在振动试验过程中存在严重的过试验现象，导致产品难以通过振动试验完成交付；很多产品在按照GJB150.16进行振动试验时会发现，加速度传感器难以将振动试验台的振动控制在要求的范围之内。GJB150的等效标准美军标810C在20年间已经经历了3次修订，试验项目和试验程序等内容不断增加和完善，标准的性质也从最初的引用标准发展成为剪裁标准，体现了环境试验发展的大方向。在这样的形势下，GJB150A经过多年的修改和完善终于与大家见面。3 GJB150A的特点3.1 GJB150A是一个剪裁标准，这是GJB150A的最大的特点GJB150A等效采用了美标MIL-STD-810F/G中第I部分环境工程工作指南中的第5章通用实验室方法指南和第11部分实验室环境试验，不涉及环境工程工作指南和相关的世界气候区数据。由于美军标MIL-STD-810F是一个剪裁标准，因此等效采用MIL-STD-810F/G的GJB150A也是一个剪裁标准。GJB150通过设置条件来规定试验条件，而GJB150A却是采用“剪裁指南”来指导环境工程专家或相关技术人员通过利用标准中的技术参数，并结合装备自身的特点和使用的设备条件自行剪裁，最终确定装备的试验项目，试验顺序，试验条件，试验程序。所以对相关技术人员提出了更高的要求,他们必须掌握更多环境工程技术和知识，必须能针对装备寿命环境、装备自身特性和环境影响作深入分析。也就是说在实际的操作过程中给了技术人员一定灵活度，不同的环境、装备甚至试验设备，都可能影响标准的剪裁。例如：按照GJB150.15A,如果具备采用带滑轨火箭撬，且电源装配、遥控系统等辅助装置技术成熟，可选择带滑轨火箭撬进行试验。但如果不具备这些条件，可采用离心机进行加速度试验，但是试验中应测量和计算，确保试件最高进离心机中心一端承受的加速度不小于试验规定值的90%,而另一端（远离离心机中心的一端）承受的加速度值不应超过110%的规定加速度值。3. 2GJB150A中环境试验的种类更加全面GJB150A在技术允许的前提下，尽可能覆盖了所有军工产品的需求，尤其是航空航天与其他行业结合发展的特殊需求，如航空炸弹及导弹的智能化和信息化、无人机在战场上的普及使用等，导致传感技术、通信技术、情报处理技术等传统电子技术向航空航天领域渗透，必然要求将原先属于航空航天领域的行业标准充实、完善到国家军用标准中。针对全球大气变化及环境污染问题，GJB150A增加了酸性大气和流体污染等试验项目。GJB150A共有28个部分，取消了GJB150中的温度-高度试验、温度-湿度-高度试验，但强调“温度、湿度、振动、高度”以任意组合方式进行综合，实际上比GJB150更灵活，覆盖的环境条件更加广泛。同时，GJB150A增加了“流体污染试验，爆炸分离冲击试验、酸性大气试验、弹道冲击试验”四个试验项目，并将GJB150.18冲击试验中的“试验十：舰船设备的冲击试验”单独列为一个试验项目GJB150.30A舰船冲击试验。3.3GJB150A对各个环境试验项目的类别的区分更加详细GJB150和GJB150A两个标准的各试验项目中均设置了多个试验程序，这是因为即使是同样的环境因素，由于装备所处状态、使用环境、应力作用方式、产品寿命或试验设备、作用机理不一样，就可能需要应用不同的试验程序来模拟这些影响。例如，GJB150.16中振动试验的分类见表1,GJB150A.16中对振动试验的分类见表2。对比发现，GJB150A.16对振动环境的分类，增加了制造/维修。装备在制造和验收过程中都会经历振动环境。环境试验准确验证交付产品的外场寿命是建立在试件与要交付的产品在制造和验收过程上相同，这样试件在试验前与产品在交付前积累了同样的损伤的基础上的。一旦交付产品的制造过程发生了变化，造成振动环境增大，就必须评估这种振动量值增大产生的影响，以确保产品的外场寿命不受影响。另外，如果试验件在同一场地完成组装，而交付的装备需要运到另一地点进行总装，中间的运输振动环境都应该作为预处理合并到试验大纲中。4实施GJB150A的难点4.1明确剪裁GJB150A的主体剪裁是GJB150A最大的特点，实施过程中最大的问题是对标准的裁剪，必须明确对标准剪裁的主体。对于研制试验，研制单位是标准的剪裁主体，可以根据产品的技术成熟度、环境适应性指标或研制工作目标自行对标准进行裁剪。对于型号工程，一般总师单位的有关部门是标准的剪裁主体，负责对项目和试验条件进行剪裁，形成环境适应性技术指标，并纳入到产品研制合同或技术协议中。此时，产品研制单位不需要对试验项目和试验要求进行剪裁，只需按照合同或技术协议完成。如果在合同或技术协议中，环境适应性指标不明确，研制单位可对标准进行剪裁并报请总师单位批准。4. 2人为因素会增大对标准剪裁结果的影响当需要研制单位自行完成对标准的剪裁时，环境工程专家或相关技术人员需要根据“剪裁指南”来利用标准中的数据、技术指导并结合装备自身的特点和利用的设备条件来自行剪裁，来确定装备的试验项目，试验顺序，试验条件，试验程序。这对相关技术人员提出了较高的要求，他们必须掌握更多环境工程技术和知识，必须能对装备的寿命环境、装备的自身特性和环境对装备功能的影响有深入的分析和判断。在剪裁过程中，技术人员的主观因素，专业知识、经验的丰富程度，对产品特性及功能性能的了解程度不同都会导致参与人员的意见发生分歧，最终只能妥协以施加最大的试验应力，来提高试验结果的可信度。这将会增加产品的研制难度及成本。反之，如果标准的剪裁人员没有原则性、缺乏责任心或分析失误时，就可能导致欠试验。4.3GJB150A强化了对试验信息的收集及处理，必要时需要拍照GJB150A不但增加了试验后的数据处理，还强化了对试验前，试验中的数据的收集。如试验前要求对试验所要使用的设备和仪器、要求的试验程序、试验中的关键部件和组件、试验持续时间、试件的技术状态、试验量值及其持续时间、应力施加方式、仪器/传感器的安装位置、试件的安装状态等信息进行记录，这些都将是试验前的必要工作。当试验中产品需要工作时，则应对产品进行测试和分析，并与试验前的基线性能数据进行比较和记录；试件上被施加的环境条件、试件对施加的环境作用的响应等都需要记录。必要时需要拍照，这时必须做好保密工作。如果试验出现中断，则需要对试验中断的分析和处理进行记录。试验结束后除了常规的试验信息，如果产品出现失效，还需要按照环境效应和失效判据、试验大纲和试验报告的要求进行试验结果分析,不仅分析施加的应力条件作用下受试产品的功能和性能及其变化，还要根据受试产品的理论模型、失效机理和环境叠加效应和持续长时间试验造成的累积损伤效应来进行分析，并对受试产品的功能和性能与施加的应力、受试产品应力响应之间的关系做出说明。5实施GJB150A的一些建议GJB150A虽然在GJB150的基础上有了很大的改进和完善，但仍存在一些缺陷。例如：GJB150.IA中3.5.2条对于时间工作时的温度稳定要求为“除另有规定，当试件中具有最大温度滞后效应的功能部件的温度变化率不大于2.0/h时，则认为试件达到工作时的温度稳定”，操作性很差。在试验中，对于结构复杂的产品，很难确定最大温度之后效应的功能部件，而且即使能确定，对于部件内部，难以测量其温度变化率。建议借鉴GJB4.2-1983舰船电子设备环境试验高温试验,按表3确定温度稳定时间。表2GJB150A.16中振动试验类别右命射救T奥椎临r厂过条修修日餐1.Mfi0修过程装各加"零件2.运H修装州装务用件零件3.坏境应力第透«»用件事除k>*隼/*t着作为*货物«.AzVfflKnvr*大m”.外助炉装置.皆，H5HI7.气式*务件为8.茶式n酱ft“cr9.ftAfl花作为看物W作为阴初情瞬ll.工伸2.*nx安装的14.JkftMI3.气式ISJt气式安HCAtt内7.MttXM含*H我他也外抬内.ftM安*在AU内*19卡等停整装/毋安装cqr内（门前幽,20.JtM*Aiex«9年内安整水上HBTM21.M安装的装务发NZZ.舆检发动只U<tS4ll的茶餐人体23.人体由人体Mk的蒙金岛安装任ML4I号0境!不定所有法工只天城.KU.IK忏等表3试验样品重量与保温时间表试总样M瓶MG（公斤）保温时间小时）G<1.5I1.5<G152i5<G1504（；1508注：试验样机的几个分机在一个试验箱(室)内进行试验时，应以最重分机重量来确定保温时间。6结语GJB150A作为一个剪裁标准,相对于GJB150菜单式标准无疑是一个很大的进步。GJB150A具有很高的灵活性，可以有效地避免简单套用菜单式标准而带来的过试验或欠试验，但对平台环境的实测数据需要更加具体，要求我们增加对平台环境数据的积累，更需要培养一批有经验的环境工程专家或专业人员去从事环境剪裁工作。参考文献：1GJB150T986军用设备环境试验方法S.2GJB150A-2009军用设备环境试验方法S.3MIL-STD-810F环境工程考虑和实验室环境试验S.中国航空综合技术研究所，译,2000-10.4GJB4.2T983舰船电子设备环境试验高温试验S.5祝耀昌,王建刚,张建军.GJB150A和GJB150内容对比和分析(一)".航天器环境工程，2011,28(1):5-10.ZhuYaochang,WangJian,gang,ZhangJianjun.AcomparativestudyofGJB150AandGJB150(PartI)J.SpacecraftEnvionmentEngineering,2011,28(1):510.6祝耀昌，王建刚,张建军.GJB150A和GJB150内容对比和分析(二)J.航天器环境工程，2011,28(2):110114.ZhuYaochang,WangJian,gang,ZhangJianjun.AcomparativestudyofGJB150AandGJB150(PartII)J.SpacecraftEnvironmentEngineering,2011,28(2):1101147冉建华.GJB150A的发布对产品设计及试验工作的影响J.装备环境工程,2011,8(6):7175.陆海桃孙晔张智森(中航工业金城南京机电液压工程研究中心，江苏南京211100)