CN114720166B - 一种民用机载设备的综合温度试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种民用机载设备的综合温度试验方法，首先获取用于民用机载设备的综合温度试中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度；其次根据民用机载设备的温度试验规范，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，根据每项温度试验的试验等级和试验温度进行温度试验组合，确定综合温度试验的整体试验过程，最后将组合后的综合温度试验的试验过程执行试验，获取民用机载设备的试验结果。本发明解决了现有民用机载设备的温度试验方式，每个设备独立进行单一试验项目的温度试验，而导致试验周期和试验经费较高，并且浪费了大量人力物力的问题。
Description
技术领域
本发明属于飞行技术领域，具体涉及一种机载设备的综合温度试验方法。
背景技术
在满足适航要求的民用机载设备研制过程中，必须进行温度试验，并且必须依据RTCA/DO-160G规定的试验方法进行。温度试验的目的在于保证机载设备在其试验等级要求的温度环境下能够正常工作。温度试验包括：
1)地面低温耐受试验和低温短时工作试验；
2)低温工作试验；
3)地面高温耐受试验和高温短时工作试验；
4)高温工作试验；
5)温度变化。
上述五个温度试验目的不同，试验条件不同，不能相互替代。因此，每个设备都需要经历这五个温度试验的验证，在试验周期和试验经费上都是一笔不菲的费用；另外，五个试验单独进行试验中很多环节重复，同时也浪费了大量人力物力。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种民用机载设备的综合温度试验方法，首先获取用于民用机载设备的综合温度试中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度；其次根据民用机载设备的温度试验规范，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，根据每项温度试验的试验等级和试验温度进行温度试验组合，确定综合温度试验的整体试验过程，最后将组合后的综合温度试验的试验过程执行试验，获取民用机载设备的试验结果。本发明解决了现有民用机载设备的温度试验方式，每个设备独立进行单一试验项目的温度试验，而导致试验周期和试验经费较高，并且浪费了大量人力物力的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
步骤1：获取用于民用机载设备的综合温度试验中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度，所述试验温度表示该项温度试验的试验等级所对应的极限温度；
所述综合温度试验包括：高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
根据民用机载设备的温度试验规范，确定每项温度试验所依据的试验标准，以及试验过程中对民用机载设备的要求和试验循环次数；
步骤2：根据民用机载设备的温度试验规范，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，根据每项温度试验的试验等级和试验温度进行温度试验组合，确定综合温度试验的整体试验过程；
步骤2-1：确定综合温度试中高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验过程；
步骤2-2：综合高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验等级和试验温度，对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，得到综合温度试验的整体试验过程；所述综合温度试验的整体试验过程中覆盖高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
步骤2-2-1：对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，包括：
确定出各项温度试验的试验温度为：低温耐受试验<低温短时工作试验<低温工作试验<高温工作试验＝高温短时工作试验<高温耐受试验；且温度变化试验的升温温度为从低温工作试验升温至高温工作试验，降温温度为从高温工作试验降温至低温工作试验升温；
根据各项温度试验的试验温度和温度变化试验的变化温度，综合温度试中依次执行低温耐受试验、低温短时工作试验、低温工作试验、高温耐受试验、高温短时工作试验和高温工作试验，并且在上述试验过程中，温度变化试验第一次循环；结束第一次循环后，执行温度变化试验第二次循环；
步骤2-2-2：综合温度试验的试验过程包括：低温试验过程、高温试验过程，嵌套于低温试验过程和高温试验过程之间的温度变化试验第一次循环，以及温度变化试验的第二次循环；
步骤2-2-2-1：低温试验过程：从环境温度降温至低温耐受试验的试验温度，进行低温耐受试验，升温进行低温短时工作试验，继续升温进行低温工作试验；在升温过程中，低温短时工作试验的结束时刻，按照规定的温度变化速率升温至低温工作试验的试验温度，以进行低温工作试验；
步骤2-2-2-2：温度变化试验第一次循环的升温部分：低温工作试验结束后，从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的温升部分数据；升温过程中，按照规定的温度变化速率从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-3：高温试验过程：升温到达高温耐受试验的试验温度后，进行高温耐受试验，降温后依次进行高温短时工作试验和高温工作试验；
步骤2-2-2-4：温度变化试验第一次循环的降温部分：高温工作试验结束后，从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的降温部分数据，完成温度变化试验第一次循环；降温过程中，按照规定的温度变化速率从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-5，进行温度变化试验第二次循环；
步骤3：按照步骤2组合后的综合温度试验的试验过程执行试验，获取民用机载设备的试验结果。
优选地，所述步骤1中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度通过对照RTCA/DO-160G-2010中的表1给出：
表1温度试验的试验等级以及对应的试验温度
| 试验项 | 试验等级 | 温度 | DO-160G章节 | 通电(是/否) | 循环次数 |
| 地面低温耐受 | A2 | -55℃ | 4.5.1 | 否 | 1 |
| 低温短时工作 | A2 | -40℃ | 4.5.1 | 是 | 1 |
| 低温工作 | A2 | -15℃ | 4.5.2 | 是 | 1 |
| 地面高温耐受 | A2 | 85℃ | 4.5.3 | 否 | 1 |
| 高温短时工作 | A2 | 70℃ | 4.5.3 | 是 | 1 |
| 高温工作 | A2 | 70℃ | 4.5.4 | 是 | 1 |
| 温度变化 | B | -15℃/70℃ | 5.3.1 | 是 | 2 |
本发明的有益效果如下：
本发明通过对获取每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度进行组合，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，基于所需进行的每项温度试验的试验参数确定出综合温度试验的整体试验过程；从而可以通过一个综合试验覆盖所需进行的所有温度试验项目。因此，采用本发明的综合温度试验方法，可以实现一次试验完成设备地面高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验，便于降低试验周期与成本。相比传统试验方法，本发明能够提高温度试验的试验时间利用率，更能缩短整体试验周期减少试验成本，节约大量人力物力。
附图说明
图1为本发明一种民用机载设备的综合温度试验方法的流程图。
图2为本发明从RTCA/DO-160G获取的五个温度试验过程的剖面示意图，其中(a)地面低温耐受试验和低温短时工作试验，(b)低温工作试验，(c)地面高温耐受试验和高温短时工作试验，(d)高温工作试验，(e)高温变化实验。
图3为本发明综合温度试验方法确定出的试验过程的示意图。
图4为采用本发明综合温度试验方法确定出的试验过程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明提出一种民用机载设备的综合温度试验方法，以解决现有民用机载设备的温度试验方式，每个设备独立进行单一试验项目的温度试验，而导致试验周期和试验经费较高，并且浪费了大量人力物力的问题。
如图1所示，一种民用机载设备的综合温度试验方法，包括如下步骤：
步骤1：获取用于民用机载设备的综合温度试验中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度，所述试验温度表示该项温度试验的试验等级所对应的极限温度；
所述综合温度试验包括：高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
根据民用机载设备的温度试验规范，确定每项温度试验所依据的试验标准，以及试验过程中对民用机载设备的要求和试验循环次数；
步骤2：根据民用机载设备的温度试验规范，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，根据每项温度试验的试验等级和试验温度进行温度试验组合，确定综合温度试验的整体试验过程；
步骤2-1：确定综合温度试中高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验过程；
步骤2-2：综合高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验等级和试验温度，对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，得到综合温度试验的整体试验过程；所述综合温度试验的整体试验过程中覆盖高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
步骤2-2-1：对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，包括：
如图2所示，确定出各项温度试验的试验温度为：低温耐受试验<低温短时工作试验<低温工作试验<高温工作试验＝高温短时工作试验<高温耐受试验；且温度变化试验的升温温度为从低温工作试验升温至高温工作试验，降温温度为从高温工作试验降温至低温工作试验升温；
根据各项温度试验的试验温度和温度变化试验的变化温度，综合温度试中依次执行低温耐受试验、低温短时工作试验、低温工作试验、高温耐受试验、高温短时工作试验和高温工作试验，并且在上述试验过程中，温度变化试验第一次循环；结束第一次循环后，执行温度变化试验第二次循环；
步骤2-2-2：综合温度试验的试验过程包括：低温试验过程、高温试验过程，嵌套于低温试验过程和高温试验过程之间的温度变化试验第一次循环，以及温度变化试验的第二次循环；如图3所示；
步骤2-2-2-1：低温试验过程：从环境温度降温至低温耐受试验的试验温度，进行低温耐受试验，升温进行低温短时工作试验，继续升温进行低温工作试验；在升温过程中，低温短时工作试验的结束时刻，按照规定的温度变化速率升温至低温工作试验的试验温度，以进行低温工作试验；
步骤2-2-2-2：温度变化试验第一次循环的升温部分：低温工作试验结束后，从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的温升部分数据；升温过程中，按照规定的温度变化速率从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-3：高温试验过程：升温到达高温耐受试验的试验温度后，进行高温耐受试验，降温后依次进行高温短时工作试验和高温工作试验；
步骤2-2-2-4：温度变化试验第一次循环的降温部分：高温工作试验结束后，从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的降温部分数据，完成温度变化试验第一次循环；降温过程中，按照规定的温度变化速率从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-5，进行温度变化试验第二次循环；
步骤3：按照步骤2组合后的综合温度试验的试验过程执行试验，获取民用机载设备的试验结果。
具体实施例：
针对现有民用机载设备的温度试验方式，每个设备独立进行单一试验项目的温度试验，而导致试验周期和试验经费较高，并且浪费了大量人力物力的问题。本发明实施例提供一种民用机载设备的综合温度试验方法，可以实现一次试验完成设备地面高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验，便于降低试验周期与成本。
经过多次验证，将本发明实施例提供的综合温度试验与传统温度试验进行对比，具有以下优势：
表2本发明实施例提供的综合温度试验与传统温度试验进行对比
| 传统试验方法 | 综合温度试验方法 | |
| 试验总成本 | 较高 | 较低 |
| 试验总时长 | 较长 | 较短 |
本发明实施例提供的民用机载设备的综合温度试验方法，通过对获取每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度进行组合，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，基于所需进行的每项温度试验的试验参数确定出综合温度试验的整体试验过程；从而可以通过一个综合试验覆盖所需进行的所有温度试验项目。因此，采用本发明实施例提供的综合温度试验方法，可以实现一次试验完成设备地面高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验，便于降低试验周期与成本。相比传统试验方法，本发明实施例能够提高温度试验的试验时间利用率，更能缩短整体试验周期减少试验成本，节约大量人力物力。
以下通过一些具体实施例对本发明实施例提供的民用机载设备的综合温度试验方的实施方式进行详细说明。该具体实施例提供的方法包括如下步骤：
该具体实施例提供综合温度试验方法，用于一次试验完成机载设备地面高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验。
下面结合说明书附图来具体描述本发明的优选实施例，图4为采用本发明具体实施例提供的综合温度试验方法确定出的试验过程的示意图。
1、该具体实施例中，以某机载设备温度试验为例，获取机载设备高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验等级和温度规定如表1。可以看出，步骤1中不仅获取了每项温度试验的试验等级和对应的试验温度，还可以获取每项温度试验所依据的试验标准，以及试验过程中对民用机载设备的要求和试验循环次数。
2、获取某机载的设备高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验过程，参考图1所示，五项温度试验的剖面示意图。
3、规定开始温度由环境温度开始，根据不同温度试验的不同试验等级对应的试验温度进行组合，确定试验方案。
本发明具体实施例所确定的确定试验方案中，首先，升温过程中的试验，进行低温耐受试验和低温短时工作试验，接着进行低温工作试验。低温短时工作试验结束时刻，按照规定温度变化速率升温至低温工作试验的试验温度，进行低温工作试验，随后升温以进行高温耐受试验温度，升温过程中，利用从低温工作试验的试验温度到高温工作试验的试验温度的温变过程，完成记录测试机载设备温度变化试验中的温升部分数据。继续升温达到高温耐受试验温度后接着进行高温耐受和高温短时工作试验、高温工作试验。降温过程，高温工作试验结束，按照规定温度变化速率降温至低温工作温度，完成记录测试机载设备温度变化试验中的温降低部分数据及温度变化试验。前面阶段结束后，进行温度变化试验第二循环。
如图4所示，为采用本发明提供的综合温度试验方法确定出的试验过程的示意图。假设在设备不工作时，最低可接收的设备温度稳定时间为3h，设备工作时，最低可接收的设备温度稳定时间为2h。假设试验开始环境温度为25℃，设备温度变化速率均为5℃/min。图4所示综合温度试验方法的具体过程包括步骤：
步骤301：在环境大气压力下，设备不工作，TC0-TC1阶段使其温度从环境温度25℃以5℃/min速率降低至表1规定的相应地面耐受低温试验温度-55℃，在TC1-TC2阶段保持这一温度至少6h；
步骤302：然后TC2-TC3阶段在设备不工作状态下以5℃/min速率将温度升至表1中规定的短时工作低温温度-40℃，达到此温度，保持3h使内部达到温度稳定状态；
步骤303：TC3-TC4阶段，TC3处上电，记录设备工作50min试验数据。保持在工作状态下，调节试验箱内空气温度到表1中规定的工作低温温度-15℃，且TC4-TC5阶段温度稳定2h。TC5-TC6阶段记录工作低温温度条件下设备工作至少2h的试验数据。
步骤304：结束低温工作试验后，TC6-TC7阶段在设备工作状态下，按规定的5℃/min速率将试验箱内温度升高至高温工作温度70℃，在此温度变化期间，确定是否符合有关设备性能标准，记录试验数据。TC7-TC8阶段使设备在高温工作温度下达到温度稳定2h。TC8处下电，TC8-TC9阶段继续调节试验箱内空气温度升至表1中规定的地面耐受高温试验温度85℃，在TC9-TC10阶段保持这一温度至少6h；
步骤305：地面高温耐受试验结束后，因高温工作温度与短时工作温度相同均为70℃，按RTCA/DO160G章节4.5.3高温短时工作高温温度与高温工作温度相同，则不需要进行短时高温工作试验。TC10-TC11阶段，TC10处上电，在设备工作状态下以5℃/min速率将温度降至表1中规定的高温工作温度70℃，达到此温度，在设备工作状态下保持2h使内部达到温度稳定状态，TC11-TC12阶段记录设备工作2h试验数据。
步骤306：结束高温工作试验后，按RTCA/DO160G-2010章节5.3.1要求TC12-TC13阶段保持设备在不工作状态下至少2min，TC12处下电；然后TC13-TC14阶段，TC13处启动设备并按规定5℃/min速率将温度降至表1的温度变化试验低温工作温度-15℃，在此温度变化期间，确定是否符合有关设备性能标准，记录试验数据。在工作状态下，TC14-TC15阶段使设备和试验箱温度稳定在低温工作温度2h，并再工作1h，而后在TC15-TC16阶段断电30min。TC16处重新启动设备，TC16-TC17阶段按规定5℃/min速率将温度升至试验室环境温度25℃，TC17-TC18使试验箱和设备在环境温度下2h以达到温度稳定。
步骤307：TC18-TC23进行第二循环，TC18-TC19阶段在设备工作状态下，以5℃/min速率将温度降至表1的温度变化试验低温工作温度-15℃，TC19温度到达-15℃，TC19-TC20阶段使设备和试验箱温度稳定在低温工作2h。
步骤308：TC20-TC21阶段同步骤304中TC6-TC7阶段，TC21-TC22阶段使试验箱和设备在高温工作温度下2h达到温度稳定。TC22-TC23阶段同TC11-TC18阶段。在此温度变化期间，确定是否符合有关设备性能标准，记录试验数据。上述图3所示综合温度试验的实施过程可以通过下表3所示：
表3综合温度试验的实施过程
经多次验证，采用本发明实施例提供的综合温度试验方法，进行一次试验，即可获取机载设备的这几种温度试验结果。
使用本发明实施例提供的技术方案进行试验，与传统的试验方法进行比较。表4将本发明提供的综合温度试验方法与传统试验方法试验中的周期与成本进行了客观表述，能够清晰看到本发明采用的技术方案相较原有单独试验方案极大降低试验周期和试验经费。
表4综合温度试验方法与传统试验方法对比
需要说明的是：试验总时长为试验时间和试验前设置准备时间，两方法设备安装时间相同此处不对比。费用总计1000元/小时，技术人工费用总计300元/小时。
Claims (2)
1.一种民用机载设备的综合温度试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：获取用于民用机载设备的综合温度试验中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度，所述试验温度表示该项温度试验的试验等级所对应的极限温度；
所述综合温度试验包括：高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
根据民用机载设备的温度试验规范，确定每项温度试验所依据的试验标准，以及试验过程中对民用机载设备的要求和试验循环次数；
步骤2：根据民用机载设备的温度试验规范，确定综合温度试验的开始温度由环境温度开始，根据每项温度试验的试验等级和试验温度进行温度试验组合，确定综合温度试验的整体试验过程；
步骤2-1：确定综合温度试中高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验过程；
步骤2-2：综合高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验的试验等级和试验温度，对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，得到综合温度试验的整体试验过程；所述综合温度试验的整体试验过程中覆盖高低温耐受试验、高低温短时工作试验、高低温工作试验和温度变化试验；
步骤2-2-1：对每项温度试验的试验过程进行叠加和关联处理，包括：
确定出各项温度试验的试验温度为：低温耐受试验＜低温短时工作试验＜低温工作试验＜高温工作试验＝高温短时工作试验＜高温耐受试验；且温度变化试验的升温温度为从低温工作试验升温至高温工作试验，降温温度为从高温工作试验降温至低温工作试验升温；
根据各项温度试验的试验温度和温度变化试验的变化温度，综合温度试中依次执行低温耐受试验、低温短时工作试验、低温工作试验、高温耐受试验、高温短时工作试验和高温工作试验，并且在上述试验过程中，温度变化试验第一次循环；结束第一次循环后，执行温度变化试验第二次循环；
步骤2-2-2：综合温度试验的试验过程包括：低温试验过程、高温试验过程，嵌套于低温试验过程和高温试验过程之间的温度变化试验第一次循环，以及温度变化试验的第二次循环；
步骤2-2-2-1：低温试验过程：从环境温度降温至低温耐受试验的试验温度，进行低温耐受试验，升温进行低温短时工作试验，继续升温进行低温工作试验；在升温过程中，低温短时工作试验的结束时刻，按照规定的温度变化速率升温至低温工作试验的试验温度，以进行低温工作试验；
步骤2-2-2-2：温度变化试验第一次循环的升温部分：低温工作试验结束后，从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的温升部分数据；升温过程中，按照规定的温度变化速率从低温工作试验的试验温度升温到高温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-3：高温试验过程：升温到达高温耐受试验的试验温度后，进行高温耐受试验，降温后依次进行高温短时工作试验和高温工作试验；
步骤2-2-2-4：温度变化试验第一次循环的降温部分：高温工作试验结束后，从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程，记录民用机载设备温度变化试验第一次循环中的降温部分数据，完成温度变化试验第一次循环；降温过程中，按照规定的温度变化速率从高温工作试验的试验温度降温到低温工作试验的试验温度的温变过程；
步骤2-2-2-5，进行温度变化试验第二次循环；
步骤3：按照步骤2组合后的综合温度试验的试验过程执行试验，获取民用机载设备的试验结果。
2.根据权利要求1所述的一种民用机载设备的综合温度试验方法，其特征在于，所述步骤1中每项温度试验的试验等级以及对应的试验温度通过对照RTCA/DO-160G-2010中的表1给出：
表1温度试验的试验等级以及对应的试验温度
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| CN108562447A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-09-21 | 西安航空制动科技有限公司 | 一种民用飞机刹车系统综合环境试验箱的设计方法 |
| CN113835454A (zh) * | 2021-11-29 | 2021-12-24 | 中国飞机强度研究所 | 一种飞机气候环境试验环境温度调节控制方法 |
-
2022
- 2022-03-17 CN CN202210264897.3A patent/CN114720166B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016114403A (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-23 | エスペック株式会社 | パワーサイクル試験装置およびパワーサイクル試験方法 |
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Non-Patent Citations (2)
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| 机载设备气候类环境试验标准分析;魏艳娟;明志茂;;环境技术;20170225(第01期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114720166A (zh) | 2022-07-08 |
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