吕宝，胡毅

航空电子设备环境适应性评价技术浅谈

吕宝，胡毅

（中国飞行试验研究院，陕西 西安 710089）

目前国内在装备环境适应性评价方面主要用能否通过某些环境试验来定性表示，无法整体描述装备对其所处环境的适应能力，因而不能将环境适应性要求有效落实到装备的论证、设计和生产当中，也不能准确地预计、验证和评估。根据航空电子设备环境适应性评价需求，引入灰色关联理论，探索出一套行之有效的航空电子设备环境适应性评价技术，为开展装备环境适应性评价提供有效的方法手段。

航电设备；环境试验；环境适应性；灰色关联

1 引言

装备环境适应性是指装备在其寿命期预计可能遭到的各种环境的作用下能实现它所有功（性）能和不被破坏的能力，它是装备的一种重要质量特性。航空电子设备的环境适应性直接决定了装备的作战效能。因此，充分开展航空电子设备环境适应性评价工作，及时发现装备目前存在的环境适应性问题，可以有效提高装备的作战效率和延长使用寿命。本文通过对航空电子设备经历的环境剖面进行研究分析，建立航空电子设备典型环境剖面，形成航空电子设备故障模式-环境因子矩阵，在此基础上通过对环境因子和故障模式进行灰色关联分析，最终确定出导致航空电子设备故障发生的主要环境影响因子，并提出有针对性的防护建议和措施，最终实现航空电子设备环境适应性的有效提升。

2 典型环境剖面

影响航空电子设备环境适应性的环境因子很多，对所有环境因子完全考虑是不可能的，也没有必要，但对设备工作性能影响较大的环境因子必须被纳入环境适应性评估内容。本文将这些环境因子划分成自然环境因子和平台环境因子两大类，通过对这些环境影响因子研究分析，结合航空电子设备的任务需求，建立科学合理的典型环境剖面。综合分析了航空电子设备经历的工作环境，具体分类如图1所示。

图1 航空电子设备经历环境分类图

对于航空电子设备，平台环境基本固定，因此采取以气候为主按地域划分综合考虑的原则，同时考虑理化环境和平台环境，依据环境数据以及航空电子设备使用中的故障特点，把航空电子设备典型环境剖面划分为以下6类典型环境剖面，并在此基础上确定各环境剖面的主要环境影响因子，具体如表1所示。

A类：湿热区。年平均温度高，湿度大，受风、水汽、盐雾等因素的影响，腐蚀明显。

B类：亚湿热区。年平均温度较高，湿度较大，结构腐蚀较为明显。

C类：亚干热区。年平均温度较高，空气干燥，有沙尘天气出现。

D类：温和区。年平均温度一般，湿度较大。

E类：干燥区。年平均温度一般，空气干燥。

F类：高寒区。年平均温度低，低气压，空气干燥。

表1 典型环境剖面及主要环境影响因素

类型气候区主要环境影响因子 自然环境平台环境 A湿热区盐雾、高温、湿度、淋雨振动、冲击、电磁干扰、温度 B亚湿热区温度、湿度、淋雨振动、冲击、电磁干扰、温度 C亚干热区高温、沙尘振动、冲击、电磁干扰、温度 D温和区温度、湿度、盐雾、淋雨振动、冲击、电磁干扰、温度 E干燥区温度、沙尘振动、冲击、电磁干扰、温度 F高寒区低气压、低温、太阳辐射振动、冲击、电磁干扰、温度

3 环境因子

通过对航空电子设备所经历自然环境和平台环境的分析，确定了航空电子设备的6种典型环境剖面和各环境剖面下影响航空电子设备正常工作的主要环境因子。本文从6种典型华宁剖面出发，综合地理环境、理化环境、气候环境和平台环境，确定了15项需考虑的影响航空电子设备正常工作的环境因子，主要包括高温、低温、湿热等。并在此基础上形成环境因子-故障模式矩阵，具体如表2所示。

表2 环境因子-故障模式矩阵

序号故障模式环境因子 高温低温温冲辐射低压淋雨湿热霉菌振动盐雾沙尘浸渍加速噪声电磁 1卡死√√—√√———√√√—√√— 2共振————————√————√— 3误开√√√√√√√—√√—√√√√ 4误关√√√√√√√—√√—√√√√ 5………………………………………… 注：—代表不涉及，√代表涉及。

4 故障模式与环境因子灰色关联分析

航空电子设备的环境适应性与其所处的工作环境紧密联系，环境适应性反映的是装备与其所工作环境之间的相互关系。同一个装备，由于其所处环境不同，环境适应性可能会发生变化；同一环境下的不同装备，由于其敏感的环境因子有所不同，其所表现出来的环境适应性也不同。此外，装备寿命期经历的环境条件，很多时候是多种因素构成的综合环境。航空电子设备受综合环境的影响而发生故障，并非其中的每种环境因子都是导致故障的原因。要研究装备在综合环境下的环境适应性，必须分析出每种环境因子对故障的“贡献大小”，分析出主要的导致设备故障的环境影响因子，并采取有针对性的防护措施。

由此可知，电子设备环境适应性的表征相当复杂，并具有一定程度的模糊性，本文确定了航空电子设备的典型环境剖面，并通过环境因子-故障模式矩阵对环境因子完成初次筛选的基础上，引入灰色关联系统理论，采用灰色关联分析的方法，将设备的故障模式与环境因子进行灰色关联分析，进行灰色相关度计算处理，最终便可以从筛选出的环境因子中确定出在航空电子设备某种故障模式事件中各环境因子发挥作用的大小，根据影响程度提出有针对性的防护措施，为设计更改提供依据，并最终提高航空电子设备的环境适应性。

5 结束语

本文针对航空电子设备环境适应性评价需求，在对其所经历环境剖面分析的基础上，综合考虑航空电子设备各使用环境下的故障模式，提出一套行之有效的航空电子设备环境适应性评价解决途径，为开展航空电子设备环境适应性评价提供了方法思路，可以很好地指导外场开展航空电子设备环境适应性评价工作，并最终达到提高装备环境适应性水平，增强复杂环境适应能力的目的。

［1］祝耀昌.各种环境试验的特点及其应用分析［J］.航空标准化与质量，2014（1）：38-42.

［2］朱蕾.装备环境适应性仿真技术的发展思路探讨［J］.装备环境工程，2007（3）：91-97.

［3］钟培道.环境因素对航空装备失效的影响与对策［J］.装备环境工程，2005（6）：82-85，97.

［4］张雷.一种灰色关联度的改进方法［J］.火力与指挥控制，2012（1）：121-124.

［5］胥泽奇，张世艳，宣卫芳.装备环境适应性评价［J］.装备环境工程，2012（1）：54-59.

E91

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.09.038

2095－6835（2020）09－0096－02

吕宝（1986—），男，山西人，硕士，工程师，从事航空装备通用质量特性研究工作。胡毅（1985—），男，湖南人，硕士，工程师，从事航空装备通用质量特性研究工作。

〔编辑：张思楠〕