孫學(xué)敏

(中國空間技術(shù)研究院西安分院，西安 710000)

0 引言

隨著武器裝備向系統(tǒng)化、綜合化、智能化的發(fā)展，武器裝備必須全天候、高可靠、強(qiáng)抗干擾且能在各類惡劣環(huán)境下穩(wěn)定使用，同時(shí)為應(yīng)對激烈多變的國際形勢，部分武器裝備貯存期長達(dá)幾十年，因此對戰(zhàn)備產(chǎn)品的三防設(shè)計(jì)提出了更高的要求?，F(xiàn)在的電子設(shè)備三防已從傳統(tǒng)的“三防”即“防濕熱、防霉菌、防鹽霧”轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣弋a(chǎn)品的環(huán)境可靠性為目標(biāo)的環(huán)境防護(hù)技術(shù)，內(nèi)容包括防水、防潮、防結(jié)露、防鹽霧、防霉菌、防腐蝕、防老化、防振、防靜電、防高壓擊穿、防污染、防風(fēng)沙、防積雪、防裹冰、防鼠害等。良好的三防設(shè)計(jì)可以提高電子設(shè)備的可靠性，延長工作壽命，減少電子設(shè)備的損壞次數(shù)和維修次數(shù)，軍用電子設(shè)備三防性能已經(jīng)成為武器系統(tǒng)的重要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)要求。

低空飛行器電子設(shè)備作為一種重要的武器裝備，在工作環(huán)境尤其是沿海、風(fēng)沙等極端惡劣的環(huán)境中長期遭受上述腐蝕因子的影響較大，必須進(jìn)行合理的三防設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工作，保證裝備的質(zhì)量和壽命，降低使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)。低空飛行器裝備三防技術(shù)綜合了電化學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械工程等多種學(xué)科，已不是一項(xiàng)單純工藝技術(shù)的實(shí)施過程，其技術(shù)從材料選用和工藝防護(hù)向發(fā)展新型復(fù)合材料和特殊防護(hù)處理技術(shù)方向轉(zhuǎn)化，其范疇涉及到材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鍍層選擇、底漆和面漆的選擇等三防措施。工藝實(shí)施以及過程管控等方面，使其具有更高的可靠性、更好的外觀造型和更強(qiáng)的三防保護(hù)能力。

本文結(jié)合低空飛行器發(fā)射機(jī)的實(shí)際工作、存儲(chǔ)環(huán)境條件，從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證和改進(jìn)措施三方面對三防設(shè)計(jì)方法與驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 低空飛行器發(fā)射機(jī)三防設(shè)計(jì)

三防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)和整機(jī)的方案階段介入，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)從結(jié)構(gòu)形式、總體布局、連接方式、材料選擇、膜層涂覆、工藝措施、過程控制等方面綜合考慮，兼顧使用、維修及可能遇到的技術(shù)成熟度等綜合因素，確定優(yōu)化的結(jié)構(gòu)方案。在整機(jī)三防設(shè)計(jì)中首先應(yīng)根據(jù)設(shè)備的使用環(huán)境確定產(chǎn)品的防護(hù)等級，并根據(jù)防護(hù)等級的需要選擇能夠滿足要求的防護(hù)體系，并將其貫徹到整個(gè)產(chǎn)品的研制過程中[1]。低空飛行器發(fā)射機(jī)三防設(shè)計(jì)的主要考核指標(biāo)是在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中通過任務(wù)書要求的霉菌試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和可靠性溫濕度試驗(yàn)。

1.1 材料選用

1.1.1 結(jié)構(gòu)材料

由于低空飛行器發(fā)射機(jī)的性能需求和工作環(huán)境不同，對所選金屬及非金屬材料的強(qiáng)度、剛度、韌性、抗疲勞性和耐腐蝕性等要求也不同。在滿足任務(wù)書指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，綜合考慮批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、可操作性、易獲得性、易加工性及可維修性，同時(shí)考慮鋁具有在自然環(huán)境中的自鈍化能力，選擇加工工藝成熟、性能穩(wěn)定的6系防銹鋁合金作為發(fā)射機(jī)殼體和蓋板的基材。非金屬材料方面選擇了低吸潮、在低空飛行器發(fā)射機(jī)工作頻率范圍內(nèi)和整個(gè)溫度范圍內(nèi)所需性能穩(wěn)定、不易長霉 。具有抗真菌、霉菌和細(xì)菌能力的硅橡膠和環(huán)氧膠作為研制過程中的輔料。

1.1.2 元器件

電子元器件是影響電子設(shè)備正常運(yùn)行的主要因素之一。如美國惠普公司在實(shí)踐中研究發(fā)現(xiàn)，從電子整機(jī)出現(xiàn)故障的因素來看，電子元器件問題占了3/4。從法國阿里安出現(xiàn)的8次火箭發(fā)射事件來看，其中有7次是因?yàn)殡娮釉骷霈F(xiàn)故障所致。對于戰(zhàn)略武器而言，具有鹽霧抗?jié)駸岬奶厥庖?，因此，需要電子元器件具備非常?qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性能[2]。本低空飛行器發(fā)射機(jī)在相應(yīng)質(zhì)量等級及客戶目錄內(nèi)盡量選用密封性、灌封及器件材料滿足工作及儲(chǔ)存環(huán)境要求的元器件。

1.1.3 印制板選擇

目前常用的印制板有環(huán)氧酚醛玻璃布覆銅箔板和聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔板，它們具有良好的電氣、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，既耐高溫又耐潮濕。但是，隨著集成電路集成度的不斷提高、表面貼裝技術(shù)的普遍應(yīng)用以及多芯片模塊的廣泛應(yīng)用，印制電路板的組裝密度不斷增加，功率值不斷增大，傳統(tǒng)的材料已不能滿足高密度、大功率印制電路板的散熱要求，此時(shí)應(yīng)選用先進(jìn)的高導(dǎo)熱材料，如新型合金、樹脂石墨纖維、粉末加強(qiáng)復(fù)合材料等，可以大大提高印制電路板的散熱能力[3]。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

低空飛行器發(fā)射機(jī)各模塊選用一體化設(shè)計(jì)、一體化組裝，各模塊形成獨(dú)立、相對密閉腔，各模塊間只有電氣連接部位相通，該設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：避免了水滴、灰塵、細(xì)小雜物、細(xì)小鹽結(jié)晶、油滴及其他化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入發(fā)射機(jī)；各模塊相鄰接觸面涂覆密封膠后用穿釘緊固，避免了因點(diǎn)焊、鉚接等結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致的隙縫腐蝕；整個(gè)發(fā)射機(jī)采用同一型號鋁合金避免了因采用不同類型金屬接觸導(dǎo)致的電偶腐蝕；在散熱齒、棱角等易腐蝕部位結(jié)構(gòu)斷面厚度盡量保持一致，避免了因斷面厚度差異，在溫度發(fā)生變化或在機(jī)械電氣負(fù)載作用下薄弱部位發(fā)生形變，材料晶格會(huì)扭曲而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，嚴(yán)重時(shí)能引起電參數(shù)的變化[4]；各模塊蓋板的緊固件選用沉頭緊固件在整機(jī)組合后均隱藏在整機(jī)內(nèi)部避免了因緊固件凸出導(dǎo)致的腐蝕。

1.3 低空飛行器發(fā)射機(jī)工藝防護(hù)設(shè)計(jì)

三防中的工藝防護(hù)在低空飛行器電子設(shè)備中起著舉足輕重的作用，優(yōu)良的工藝技術(shù)通過可行有效的工藝方法、合理清晰的工藝流程以及系統(tǒng)的工藝方案實(shí)現(xiàn)預(yù)期的三防效果。

工藝防護(hù)一般包括鍍層涂覆處理和密封處理。表面鍍涂處理就是通過鍍覆或涂裝的方法在設(shè)備及其零件表面覆蓋一層金屬鍍層或非金屬涂層，使之與周圍介質(zhì)隔離開來，從而達(dá)到防護(hù)的目的。密封處理一般是把殼體與蓋板接觸間隙、模塊間隙、接插件法蘭等小面積與整機(jī)接觸面等間隙用密封墊、灌封膠進(jìn)行密封處理，防止灰塵、濕氣、鹽霧等外界物質(zhì)進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部。

1.3.1 表面處理

根據(jù)產(chǎn)品表面的暴露類型(I型(暴露)表面或Ⅱ型(遮蔽)表面)選擇恰當(dāng)?shù)谋砻驽兏埠突瘜W(xué)處理方法。低空飛行器發(fā)射機(jī)在滿足電性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際選用鋁合金表面進(jìn)行黑色陽極化、除表面外的其他部位進(jìn)行導(dǎo)電氧化處理，以提高鋁合金的耐蝕性，以阻斷鋁合金基底和其他金屬接觸時(shí)，在腐蝕介質(zhì)中組成電偶，引起的電偶腐蝕。

1.3.2 元器件封裝和加固

用于低空飛行器電子器件的封裝材料，必須滿足以下條件：①具有較小的介電常數(shù)和較大的體積電阻，以確保器件封裝后有較高的絕緣性；②具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，強(qiáng)度高的封裝材料，可以保證器件在受到較高沖擊后，不致于出現(xiàn)器件管腿斷裂、器件損壞的情況；③具有流動(dòng)性好、常溫固化的特點(diǎn)，以確保填充物在狹小、有限的空間內(nèi)固化前能夠充滿所有空隙，保證封裝無死角。

由于低空飛行器電子產(chǎn)品在運(yùn)輸移動(dòng)及工作過程中，會(huì)受到顛簸震動(dòng)，易使器件尤其是大質(zhì)量器件遭受損害，為避免這種情況發(fā)生，通常對器件進(jìn)行加固。加固材料常分為剛性加固材料和彈性加固材料。剛性加固材料一般選用環(huán)氧樹脂，具有粘結(jié)強(qiáng)度高，耐候性好等優(yōu)點(diǎn)。彈性加固材料一般選用硅橡膠和硅酮膠，常用的型號有南大703、南大705、晨光GD-414和硅寶482，具有良好地粘結(jié)性和抗沖擊能力，同時(shí)具有可維修的優(yōu)點(diǎn)[5]。

1.3.3 印制板防護(hù)

印制電路板三防涂覆的主要作用有：①避免因?yàn)榄h(huán)境濕氣及其他污染導(dǎo)致的線路板漏電或短路，防止電弧、電暈等放電現(xiàn)象的發(fā)生；②提升無引線器件焊點(diǎn)的疲勞負(fù)荷壽命，對線路板上的小元件提供一定程度的固定作用，避免震動(dòng)或機(jī)械沖擊對其的影響；③能縮減PCB上導(dǎo)線空間80%以上；④延長PCB壽命80%(british telecom)；⑤降低焊盤，焊點(diǎn)開裂可能性80%(swedish research institute， IVF)[6]。同時(shí)通過三防涂覆，在元器件、焊點(diǎn)、引腳、印制板上的涂覆膜可達(dá)到長期防潮、防霉、防鹽霧侵蝕的作用，并能防止由于溫度驟然變化所引起的“結(jié)露”使印制導(dǎo)線或焊點(diǎn)間漏導(dǎo)增加，短路甚至擊穿。對高電壓的印制電路板導(dǎo)線進(jìn)行涂覆后，可以有效地避免導(dǎo)線間爬電、擊穿現(xiàn)象，從而允許更小的印制導(dǎo)線間距。此外，由于元器件和印制板之間有涂層粘連，從而可增加其機(jī)械強(qiáng)度[7]。

三防涂覆根據(jù)丙烯酸類、有機(jī)硅類、聚氨酯類等溶劑型和Parylene材料類型選擇刷涂、浸涂、噴涂或真空霧化工藝方法，低空飛行器發(fā)射機(jī)根據(jù)使用頻段需求采用噴、刷印制板組裝件，部分不易涂覆位置選擇合適類型硅橡膠點(diǎn)涂保護(hù)。

1.4 過程管控

低空飛行器發(fā)射機(jī)的整機(jī)三防防護(hù)貫穿整個(gè)研制流程，包括機(jī)械加工、表面處理、印制電路板組件的裝配、整機(jī)裝聯(lián)等生產(chǎn)過程，以及檢驗(yàn)、包裝、調(diào)測、聯(lián)試、試驗(yàn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存和外協(xié)等過程。過程中各工序管控、防護(hù)不當(dāng)均可導(dǎo)致防護(hù)層的破損或防護(hù)措施減弱甚至失效。因此需要對產(chǎn)品壽命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)有效、合理管控，如施工工藝管理、制造工藝管理、采購管理、監(jiān)測管理以及包裝運(yùn)輸管理等，且在開展各個(gè)方面管理時(shí)做好有效監(jiān)督，有效消除工程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患[8]，使產(chǎn)品的三防工作能夠發(fā)揮應(yīng)有效能。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 試樣準(zhǔn)備

按照任務(wù)書制作發(fā)射機(jī)試驗(yàn)樣件兩套，一套(1#)為發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)件安裝空的印制板用于霉菌試驗(yàn)，一套(2#)與正式產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)一致，用于除霉菌試驗(yàn)外的環(huán)境試驗(yàn)和可靠性溫濕度試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)方法

為驗(yàn)證本發(fā)射機(jī)三防工藝設(shè)計(jì)能否滿足產(chǎn)品使用要求，分別進(jìn)行霉菌試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和可靠性增長濕熱試驗(yàn)，其中環(huán)境試驗(yàn)包括溫度循環(huán)試驗(yàn)、低溫貯存試驗(yàn)、高溫貯存試驗(yàn)、溫度沖擊試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)。

2.2.1 霉菌試驗(yàn)[9]

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

用于鑒定產(chǎn)品的抗霉能力。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

試驗(yàn)條件：試驗(yàn)在恒定溫濕度條件下進(jìn)行，溫度30℃±1℃、濕度95%± 5%。

試驗(yàn)菌種：黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、繩狀青霉、球毛殼霉。

(3) 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)周期：僅作外觀檢查時(shí)，試驗(yàn)周期取28天，無需性能測試。

檢測方法：按GJB150.10A-2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第10部分：霉菌試驗(yàn)》進(jìn)行，考核等級不大于2級。

2.2.2 環(huán)境試驗(yàn)

2.2.2.1 溫度循環(huán)試驗(yàn)

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確保產(chǎn)品具備任務(wù)書中規(guī)定的環(huán)境適應(yīng)能力。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

溫度范圍：-40℃～60℃，具體試驗(yàn)條件如表1所列。

表1 溫度循環(huán)篩選條件Tab.1 Temperature cycle screening conditions

(3) 試驗(yàn)方法

a) 將產(chǎn)品接入溫箱，試驗(yàn)前對低空飛行器發(fā)射機(jī)電性能進(jìn)行檢測，并記錄數(shù)據(jù)；

b) 開高低溫箱電源，將溫度設(shè)定在-40℃。在溫度傳感器到達(dá)-40℃后開始計(jì)時(shí)，保持1小時(shí)后設(shè)定溫箱溫度為60℃，讓溫箱開始升溫，同時(shí)將低空飛行器發(fā)射機(jī)開機(jī)通電；

c) 在溫度傳感器到達(dá)60℃保持30分鐘，按照表1進(jìn)行檢測；

d) 在高溫保持60分鐘后，將發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)。同時(shí)設(shè)定溫箱溫度為-40℃，讓溫箱降溫；

e) 按照b)～ d)的步聚，再循環(huán)19次，溫度循環(huán)試驗(yàn)結(jié)束；

f) 試驗(yàn)結(jié)束后，對發(fā)射機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)后的測試，同步驟a)。

2.2.2.2 低溫貯存試驗(yàn)[10]

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定設(shè)備在非工作狀態(tài)下對極端低溫環(huán)境的耐受能力。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

試驗(yàn)溫度取-40℃。

(3) 試驗(yàn)方法

將試驗(yàn)設(shè)備放置在試驗(yàn)箱內(nèi)，調(diào)溫到-40℃，設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定后，保持24h后恢復(fù)到正常的試驗(yàn)大氣條件，直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，對設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣及電氣性能測試。

試驗(yàn)箱降溫和恢復(fù)過程溫度變化率最高不應(yīng)超過10℃/min。具體試驗(yàn)程序按照GJB150.4A-2009《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法 低溫試驗(yàn)》執(zhí)行。

2.2.2.3 高溫貯存試驗(yàn)[11]

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定設(shè)備在非工作狀態(tài)下對極端高溫環(huán)境的耐受能力。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

試驗(yàn)溫度取70℃。

(3) 試驗(yàn)方法

將試驗(yàn)設(shè)備放置在試驗(yàn)箱內(nèi)，調(diào)溫到70℃，并在相對濕度不大于15%的試驗(yàn)條件下，保持48h后恢復(fù)到正常的試驗(yàn)大氣條件，直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，對設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣及電氣性能測試。

試驗(yàn)箱升溫和恢復(fù)過程溫度變化率最高不應(yīng)超過10℃/min。具體試驗(yàn)程序按照GJB150.3A-2009《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法 高溫試驗(yàn)》執(zhí)行。

2.2.2.4 溫度沖擊試驗(yàn)[12]

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定設(shè)備在周圍大氣溫度急劇變化時(shí)的適應(yīng)性。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

低溫取-40℃，高溫取70℃，三個(gè)循環(huán)。

(3) 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)備放入試驗(yàn)箱內(nèi)，將試驗(yàn)箱內(nèi)溫度調(diào)整到70℃，保持1h或者直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，取時(shí)間長者；高溫階段結(jié)束后，在1min內(nèi)將試驗(yàn)設(shè)備轉(zhuǎn)移到已調(diào)節(jié)至-40℃的試驗(yàn)箱內(nèi)，保持1h或者直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，取時(shí)間長者；低溫階段結(jié)束后，在1min內(nèi)將試驗(yàn)設(shè)備轉(zhuǎn)移到已調(diào)節(jié)至70℃的試驗(yàn)箱內(nèi)，保持1h或者直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，取時(shí)間長者。以上描述為1.5個(gè)循環(huán)，溫度沖擊試驗(yàn)連續(xù)重復(fù)三個(gè)高、低溫循環(huán)。

試驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)到正常的試驗(yàn)大氣條件，直至試驗(yàn)設(shè)備達(dá)到溫度穩(wěn)定，對設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣及電氣性能測試。具體試驗(yàn)程序按照GJB150.5A-2009《軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法 溫度沖擊試驗(yàn)》執(zhí)行。

2.2.2.5 濕熱試驗(yàn)

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定設(shè)備在高相對濕度并伴有溫度循環(huán)的環(huán)境條件下使用和貯存的適應(yīng)性。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

高溫高濕階段：溫度60℃，相對濕度95%；

低溫高濕階段：溫度30℃，相對濕度95%；

試驗(yàn)時(shí)間：10個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)24h。

(3) 試驗(yàn)方法

完成初始檢測后，試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)為23℃±2℃、相對濕度為50%±5%，并保持24h。

在2h內(nèi)，將試驗(yàn)箱溫度調(diào)升到60℃，相對濕度調(diào)升至95%，溫濕度的控制應(yīng)能保證試驗(yàn)設(shè)備表面凝露；在60℃及相對濕度95%條件下保持6h；在8h內(nèi)將試驗(yàn)箱溫度調(diào)降到30℃，此期間相對濕度保持在85%以上；當(dāng)試驗(yàn)箱溫度達(dá)到30℃后，相對濕度應(yīng)為95%，在此條件下保持8h。

以上描述為1個(gè)循環(huán)，濕熱試驗(yàn)重復(fù)10個(gè)循環(huán)。在第5、10循環(huán)末進(jìn)行性能檢測，循環(huán)結(jié)束后調(diào)節(jié)溫濕度條件使其達(dá)到室溫條件后，對設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)通、絕緣及電氣性能測試。

2.2.3 可靠性增長溫濕度試驗(yàn)

(1) 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

有計(jì)劃地激發(fā)故障、分析故障和改進(jìn)設(shè)計(jì)，及早解決設(shè)計(jì)和工藝上的薄弱環(huán)境以提高設(shè)備可靠性；進(jìn)行可靠性增長分析、跟蹤和評估。

試驗(yàn)采用綜合環(huán)境應(yīng)力。施加應(yīng)力條件原則上應(yīng)模擬使用任務(wù)剖面所遇到的最大使用應(yīng)力條件。但為了激發(fā)故障，也可模擬設(shè)備使用環(huán)境極限應(yīng)力。

(2) 試驗(yàn)環(huán)境與條件

溫度：-30℃±3℃～+50℃±2℃；

溫度變化率：10℃/min；

相對濕度：高溫保持階段85%±5%，在試驗(yàn)剖面的其它部分相對濕度不加以控制。

(3) 試驗(yàn)方法

將低空飛行器發(fā)射機(jī)放置在可靠性增長試驗(yàn)箱中，連接射頻電纜和測試低頻電纜至試驗(yàn)箱外。

a) 試驗(yàn)前對低空飛行器發(fā)射機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)前的電性能檢測，對功耗、各端口功率、諧雜波進(jìn)行測試并記錄數(shù)據(jù)；

b) 開可靠性增長試驗(yàn)箱，試驗(yàn)條件按照試驗(yàn)應(yīng)力剖面圖的要求進(jìn)行；

c) 重復(fù)b)步驟6個(gè)循環(huán)；

d) 在每個(gè)循環(huán)按照試驗(yàn)應(yīng)力剖面圖中規(guī)定的測試時(shí)間加電測試；

e) 試驗(yàn)后對低空飛行器發(fā)射機(jī)進(jìn)行電性能測試，同步驟a)。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)象

2.3.1 霉菌試驗(yàn)

試驗(yàn)后對產(chǎn)品外觀及產(chǎn)品內(nèi)部進(jìn)行檢查，外表面(含接插件)完好，將產(chǎn)品開蓋后，內(nèi)部框架及PCB板完好，未見霉變痕跡。滿足不大于2級的考核標(biāo)準(zhǔn)，檢測合格。

2.3.2 環(huán)境試驗(yàn)

試驗(yàn)樣品先后進(jìn)行了溫度循環(huán)試驗(yàn)、低溫貯存試驗(yàn)、高溫貯存試驗(yàn)、溫度沖擊試驗(yàn)和濕熱試驗(yàn)。試驗(yàn)前后外觀完好，工作正常。試驗(yàn)過程中功耗、輸出EVM、輸出信號帶寬、輸出雜波抑制、輸出諧波抑制、輸出功率等電性能指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，數(shù)據(jù)一致性良好。

在濕熱試驗(yàn)后，3個(gè)射頻接插件及1個(gè)低頻接插件上的緊固件出現(xiàn)了白色氧化痕跡，接插件外觀圖如圖1所示。

圖1 濕熱試驗(yàn)后緊固件銹蝕圖片F(xiàn)ig.1 Image of the fasteners corrosion after humid heat test

2.3.3 可靠性增長溫濕度試驗(yàn)

試驗(yàn)樣品試驗(yàn)前后和試驗(yàn)中外觀完好，工作正常，功耗、輸出EVM、射頻輸出功率電性能指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，檢測合格。

對2#試件進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)和可靠性增長濕熱試驗(yàn)，試驗(yàn)前后試件外觀良好，未發(fā)生明顯變化，各電性能指標(biāo)正常，滿足任務(wù)書要求；對1#試件進(jìn)行霉菌試驗(yàn)后只有安裝在機(jī)殼上的接插件緊固件發(fā)生銹蝕，其他部位外觀良好，未發(fā)生明顯變化。說明目前三防設(shè)計(jì)基本滿足該低空飛行器發(fā)射機(jī)所涉及貯存，工作環(huán)境要求。

2.4 結(jié)果分析

1#試樣在所有試驗(yàn)過程中出現(xiàn)了1個(gè)問題，其它功能性能正常。問題及現(xiàn)象為濕熱試驗(yàn)后鐵鍍鋅材質(zhì)的緊固件表面出現(xiàn)白色銹蝕痕跡，而不銹鋼材質(zhì)的緊固件表面正常。原因?yàn)闄C(jī)殼表面安裝接插件使用的緊固件是鐵鍍鋅材質(zhì)，在濕熱試驗(yàn)過程中產(chǎn)品表面出現(xiàn)的冷凝水(結(jié)露)，結(jié)露在化解時(shí)結(jié)合環(huán)境中的CO2、SO2等腐蝕性氣體產(chǎn)生酸性微環(huán)境而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。而不銹鋼材料在上述腐蝕環(huán)境相對惰性，未被腐蝕。

3 改進(jìn)措施及驗(yàn)證結(jié)果

針對上述1#試樣出現(xiàn)的問題，在不改變低空飛行器發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)、外觀尺寸及電性能的基礎(chǔ)上，對低空飛行器發(fā)射機(jī)的三防設(shè)計(jì)由原來的“整機(jī)三防”設(shè)計(jì)優(yōu)化為“單模塊防護(hù)+整機(jī)防護(hù)”，既便于后續(xù)生產(chǎn)加工和操作，又能夠減小隱患。改進(jìn)的主要內(nèi)容包括：①程序注入口、模塊間接插件等可以孤立的部位設(shè)置獨(dú)立密封結(jié)構(gòu)；②在結(jié)構(gòu)布局允許的情況下，在機(jī)殼壁開槽安裝導(dǎo)電密封圈；③對于無法加工密封槽的薄蓋板或小面積的密封部位(如接插件插座等安裝部位)采用加密封墊密封；④對于易產(chǎn)生腐蝕的緊固件替換為更耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)緊固件，詳細(xì)情況如下所述。

3.1 獨(dú)立密封腔體

1)將與其他模塊對插的接插件用隔墻或安裝堵板獨(dú)立隔離開來，避免了因相鄰模塊密封性不良導(dǎo)致性能下降或失效，如圖2所示。

圖2 獨(dú)立腔體示意圖1Fig.2 Schematic representation 1 of the independent cavity

2)將調(diào)試、程序注入口或外接接口設(shè)計(jì)成獨(dú)立的密閉腔體，與產(chǎn)品內(nèi)部隔離開來，程序加注或升級時(shí)無需打開產(chǎn)品內(nèi)腔，只需打開程序加注口蓋板，避免了因程序升級等操作導(dǎo)致的單模塊/整機(jī)的密封性，進(jìn)一步保證產(chǎn)品研制過程中的密閉性，如圖3所示。

圖3 調(diào)試/程序注入口等獨(dú)立腔體示意圖2Fig.3 Schematic representation 2 of the independent cavity

3.2 凹槽加導(dǎo)電密封圈

將模塊殼體由原來的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為凹槽結(jié)構(gòu)，相鄰模塊間通過加導(dǎo)電密封圈，利用剛-柔-剛結(jié)構(gòu)增加密封性，解決了因模塊間灌封密封膠導(dǎo)致的維修性差的問題，如圖4所示。

圖4 凹槽加導(dǎo)電密封圈示意圖Fig.4 Schematic representation of groove

3.3 優(yōu)化接插件安裝工藝

將原來的由密封膠灌封接插件法蘭與機(jī)殼接觸縫隙改進(jìn)為接插件安裝前加墊相應(yīng)規(guī)格尺寸的導(dǎo)電密封墊，電性能合格后再用密封膠灌封接插件法蘭與機(jī)殼間隙，由剛-剛結(jié)構(gòu)完善為剛-柔-剛結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了單模塊及整機(jī)密封性，如圖5所示。

圖5 接插件加墊導(dǎo)電橡膠墊示意圖Fig.5 Schematic optimization of electrical connector installation

3.4 更換接插件緊固件

將易腐蝕的緊固件更換為同規(guī)格的具有較高耐候性的不銹鋼材質(zhì)緊固件，解決了因酸性微環(huán)境導(dǎo)致的鐵鍍鋅材質(zhì)腐蝕，并通過了例行試驗(yàn)(包括濕熱試驗(yàn)、力學(xué)試驗(yàn)等)的考核，外觀完好，所有性能功能都正常，如圖6所示。

圖6 濕熱試驗(yàn)后緊固件示意圖Fig.6 Image of the fasteners after humid heat test

4 結(jié)論

良好的三防設(shè)計(jì)可以提高發(fā)射機(jī)的可靠性，延長發(fā)射機(jī)的工作壽命，減少設(shè)備的更換次數(shù)和維修次數(shù)，其經(jīng)濟(jì)性和重要性是顯而易見的?！罢麢C(jī)防護(hù)”設(shè)計(jì)從材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、防護(hù)措施的有效性、過程管控的嚴(yán)謹(jǐn)性等方面綜合考慮，是三防設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，“整機(jī)防護(hù)”后試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)前、試驗(yàn)中和試驗(yàn)后均工作正常，電性能指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，證明“整機(jī)防護(hù)”三防設(shè)計(jì)基本能夠滿足使用需求。但是在濕熱試驗(yàn)后存在鐵鍍鋅材質(zhì)的緊固件表面出現(xiàn)白色銹蝕痕跡的現(xiàn)象。

針對該現(xiàn)象，采用“整機(jī)防護(hù)+單模塊防護(hù)”的改進(jìn)后的三防設(shè)計(jì)方法。該方法通過了后續(xù)定型例試件的例行試驗(yàn)(包括濕熱試驗(yàn)、力學(xué)試驗(yàn)等)的考核，所有功能和性能都正常，且外觀完好。因此，該方法杜絕了由于密封不到位或者因操作個(gè)體差異導(dǎo)致的三防性能下降問題，同時(shí)提高了可操作性，增強(qiáng)了低空飛行器發(fā)射機(jī)的三防性能，已推廣應(yīng)用到多個(gè)任務(wù)中，進(jìn)一步確保了靶試成功率，為低空飛行器發(fā)射機(jī)的可靠性提升發(fā)揮了關(guān)鍵作用。