美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)航天器試驗(yàn)基線與量級(jí)調(diào)整研究

李西園，賈瑞金，孫雪吟，尚永紅，孫玉瑋，裴一飛，王晶,3

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)航天器試驗(yàn)基線與量級(jí)調(diào)整研究

李西園1,2，賈瑞金1，孫雪吟1，尚永紅1，孫玉瑋1，裴一飛1，王晶1,3

（1.北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所，北京 100094；2.北京航空航天大學(xué)，北京 100191；3.可靠性與環(huán)境工程技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094）

對(duì)美國(guó)航天器試驗(yàn)的軍用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)行了調(diào)研，系統(tǒng)地整理了MIL-STD-1540標(biāo)準(zhǔn)到SMC-S-016A標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展脈絡(luò)，針對(duì)系統(tǒng)級(jí)、組件級(jí)試驗(yàn)基線的修訂進(jìn)行了整理、分析。以熱試驗(yàn)為典型研究對(duì)象，整理了不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于系統(tǒng)級(jí)、組件級(jí)熱試驗(yàn)在試驗(yàn)溫度范圍、循環(huán)數(shù)、剪裁方法上的修改，對(duì)比了試驗(yàn)基線、試驗(yàn)量級(jí)的變遷，結(jié)合美國(guó)航天器型號(hào)與驗(yàn)證理念的發(fā)展，分析了其修訂的依據(jù)，為我國(guó)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂提供了參考。

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)；航天器試驗(yàn)；MIL-STD-1540；SMC-S-016；基線；量級(jí)；剪裁

由于航天器具有不可維修的特點(diǎn)，為了在地面達(dá)到航天器的功能性能驗(yàn)證、模型修正、早期故障篩除等目的，航天器及其組件通常需要在地面進(jìn)行一系列復(fù)雜的試驗(yàn)。各個(gè)宇航機(jī)構(gòu)均結(jié)合自有的航天技術(shù)水平，發(fā)展了相應(yīng)的地面試驗(yàn)方法，形成了相應(yīng)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。如美國(guó)國(guó)防部（DoD）編制并多次修訂了MIL-STD-1540系列標(biāo)準(zhǔn)[1-3]，美國(guó)空軍空間和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心（SMC）在此基礎(chǔ)上發(fā)展了SMC- S-016系列標(biāo)準(zhǔn)[4-6]，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）發(fā)展了JERG-2-130系列試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[7]，歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化組織（ECSS）發(fā)展了ECSS-E-ST-10- 03C標(biāo)準(zhǔn)[8]，NASA戈達(dá)德中心（GSFC）發(fā)展了GSFC-STD-7000A系列標(biāo)準(zhǔn)[9]，我國(guó)亦發(fā)展了自有的運(yùn)載器、上面級(jí)和航天器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[10]。除了適用于絕大多數(shù)航天器的通用航天器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)外，為了對(duì)特殊航天器的驗(yàn)證提供支撐，NASA還發(fā)展了航天飛機(jī)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)JST-SP-ST-023、國(guó)際空間站的鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)SSP 41172及針對(duì)星座計(jì)劃的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)CxP 70036等[11]。

目前，美國(guó)空軍空間和導(dǎo)彈系統(tǒng)中心的SMC-S- 016A 《Test Requirements for Launch, Upper-Stage, and Space Vehicle》是業(yè)內(nèi)主要參考的標(biāo)準(zhǔn)之一。相較于原1540系列標(biāo)準(zhǔn)，SMC中心的標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)基線、試驗(yàn)量級(jí)、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)剪裁等規(guī)定上均有修改，體現(xiàn)了近20年間美國(guó)在航天器驗(yàn)證、試驗(yàn)上的新思路、新方法。文中系統(tǒng)地整理了MIL-STD-1540標(biāo)準(zhǔn)到SMC-S-016A標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展脈絡(luò)，針對(duì)系統(tǒng)級(jí)、組件級(jí)試驗(yàn)基線的修訂進(jìn)行了整理、分析；以熱試驗(yàn)為典型研究對(duì)象，整理了不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于系統(tǒng)級(jí)、組件級(jí)熱試驗(yàn)在試驗(yàn)溫度范圍、循環(huán)數(shù)、剪裁方法上的修改。分析結(jié)果顯示，在試驗(yàn)基線上，隨著航天器的多樣化，軍用標(biāo)準(zhǔn)逐漸走向靈活化，更傾向于提供更多的可選項(xiàng)；在試驗(yàn)量級(jí)上，隨著航天器材料、工藝的逐漸成熟，試驗(yàn)量級(jí)呈現(xiàn)了逐漸降低的趨勢(shì)，為我國(guó)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂提供了參考。

1 美國(guó)航天器試驗(yàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

早期美國(guó)航天器軍用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)制訂、維護(hù)。1974年4月，DoD編制了了首個(gè)航天器試驗(yàn)方面的軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1540 《Test Requi-re-m-ents for Space Vehicle》，其僅作為內(nèi)部評(píng)估用，并未公開(kāi)發(fā)布。隨后在1974年5月，1982年10月，分別發(fā)布了該標(biāo)準(zhǔn)A、B版本，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行了完善。1985年7月，DoD發(fā)布了MIL-HDBK-340《Application Guidelines for 1540B》手冊(cè)，作為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充。隨后，MIL-STD-1540B標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了三版更新后，DoD于1994年發(fā)布了MIL-STD-1540C 《Test Requirements for Launch, Upper-Stage, and Space Vehicle》，在之前標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上擴(kuò)展了運(yùn)載器、上面級(jí)試驗(yàn)內(nèi)容。同時(shí)，在具體試驗(yàn)內(nèi)容上，1540C標(biāo)準(zhǔn)還作出了強(qiáng)化鑒定試驗(yàn)作用、加大鑒定試驗(yàn)量級(jí)、增加研制試驗(yàn)、對(duì)熱不確定余量作出詳細(xì)規(guī)定等修改[12]。在1994年，美國(guó)國(guó)防部通過(guò)文件《規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)——工作的新思路》，建議盡量使用民用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，只有在確切沒(méi)有切實(shí)可用的民用規(guī)范情況下，才可以制定軍用標(biāo)準(zhǔn)。1994—1997三年間，共廢止了軍用標(biāo)準(zhǔn)近5000篇[13]。1540在此影響下修訂為1540D，即《Product Verification- Requirements For Launch, Upper Stage, And Space Vehicles》，僅闡明和規(guī)定如何在航天產(chǎn)品研制過(guò)程中對(duì)它進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的驗(yàn)證，并未對(duì)任何具體內(nèi)容進(jìn)行規(guī)定，所有試驗(yàn)中的具體要求轉(zhuǎn)移至軍用手冊(cè)MIL-HDBK-340A VOL.1。

2002年，作為空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心（SMC）系統(tǒng)工程更新計(jì)劃的一部分，MIL-STD-1540E（草案）出現(xiàn)，其名稱回到了1540C的《Test Requirements For Launch, Upper Stage, And Space Vehicle》，內(nèi)容也回到了1540C的結(jié)構(gòu)（部分具體數(shù)據(jù)選用1540B內(nèi)容）[14-15]。至2006年，共陸續(xù)編制了三份1540E草案（TOR2003 (8583)-1、TOR2004(8583)-1、TOR2004(8583)-1A，其中前兩份為內(nèi)部評(píng)估用）。2008年，SMC中心發(fā)布了《Test Requirements For Launch, Upper Stage, And Space Vehicle》正式版，編號(hào)為SMC-S-016。隨后，NASA對(duì)SMC-S-016進(jìn)行了評(píng)估，認(rèn)為其已經(jīng)完全覆蓋了1540E（草案）的范圍，在以后任務(wù)的執(zhí)行中，將直接引用SMC-S-016標(biāo)準(zhǔn)[16]。2014年，SMC中心對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了小幅修訂，形成了SMC-S-016A。美國(guó)航天器試驗(yàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程如圖1所示。

圖1 美國(guó)航天器試驗(yàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

2 基線調(diào)整對(duì)比研究

2.1 MIL-STD-1540C與MIL-HDBK-340A基線

在技術(shù)狀態(tài)管理中，經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)的規(guī)范往往被稱為技術(shù)狀態(tài)基線，試驗(yàn)基線屬于技術(shù)狀態(tài)基線中的試驗(yàn)驗(yàn)證部分。試驗(yàn)要求類標(biāo)準(zhǔn)往往將分散的型號(hào)試驗(yàn)基線匯總，形成一個(gè)通用的試驗(yàn)基線，其形式通常為多個(gè)試驗(yàn)矩陣[17]。試驗(yàn)矩陣中包含了系統(tǒng)、組件在鑒定、驗(yàn)收階段的試驗(yàn)項(xiàng)目，一般包括必須進(jìn)行（R）、經(jīng)評(píng)估進(jìn)行（ER或O）和不需要進(jìn)行（—）。在型號(hào)試驗(yàn)中，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、壽命周期剖面等具體情況需要對(duì)通用試驗(yàn)基線進(jìn)行一定的剪裁，但標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)基線仍可以反映不同時(shí)期航天器一般選取的試驗(yàn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，MIL-STD-1540C與MIL-STD-HDBK-340A具有相同試驗(yàn)矩陣。MIL-STD-1540CMIL-STD-HDBK- 340A中的組件鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線見(jiàn)表1和表2，1—11分別表示電工電子組件、天線、機(jī)械活動(dòng)組件、太陽(yáng)電池陣、蓄電池、閥門(mén)或推進(jìn)組件、壓力容器、推力器、熱學(xué)組件、光學(xué)組件和結(jié)構(gòu)組件。其中，組件級(jí)鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)中，必須進(jìn)行、經(jīng)評(píng)估進(jìn)行、不需要進(jìn)行項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)如圖2所示。

表1 1540C/340A組件鑒定試驗(yàn)基線

Tab.1 Baseline of 1540C/340A component qualification test

表2 1540C/340A組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.2 Baseline of 1540C/340A components acceptance test

圖2 1540C/340A基線統(tǒng)計(jì)

MIL-STD-1540CMIL-HDBK-340A中的系統(tǒng)鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線見(jiàn)表3和表4，其中L、U、S分別為運(yùn)載器、上面級(jí)和航天器。

表3 1540C/340A系統(tǒng)鑒定試驗(yàn)基線

Tab.3 1540C/340A system qualification test baseline

表4 1540C/340A系統(tǒng)驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.4 1540C/340A system acceptance test baseline

2.2 MIL-STD-1540E草案與SMC-S-016基線

MIL-STD-1540E草案僅有TOR 2004(8583)-1A/ SMC-TR-6-11為公開(kāi)出版，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，其試驗(yàn)矩陣與SMC-S-016完全相同。文中選取該試驗(yàn)矩陣與MIL-HDBK-340A進(jìn)行對(duì)比，其中組件級(jí)鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線對(duì)比分別見(jiàn)表5和表6，其中加粗項(xiàng)為相對(duì)變化項(xiàng)，其中↑表示提高了要求（如—調(diào)整為ER），↓表示降低了要求（如ER調(diào)整為—），↑↑表示大幅提高了要求（—調(diào)整為R），↓↓表示大幅降低了要求（R調(diào)整為—）。

表5 MIL-STD-1540E草案與SMC-S-016組件鑒定試驗(yàn)基線

Tab.5 MIL-STD-1540E draft and SMC-S-016 component qualification test baseline

表6 MIL-STD-1540E草案與SMC-S-016組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.6 MIL-STD-1540E draft and SMC-S-016 component acceptance test baseline

由表5和表6可知，在試驗(yàn)矩陣的項(xiàng)目上，MIL-STD-1540E草案合并了振動(dòng)和噪聲試驗(yàn)項(xiàng)目，并在鑒定級(jí)增加了靜載荷項(xiàng)目，功能試驗(yàn)名稱由Functional Test修改為Specification Performance Test，但測(cè)試內(nèi)容并無(wú)明顯變化。在SMC-S-016A中進(jìn)一步修改為Performance Test，但內(nèi)容均為驗(yàn)證電、光、機(jī)械性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在試驗(yàn)項(xiàng)目的要求上，統(tǒng)計(jì)如圖3所示。

由圖3可見(jiàn)，在組件級(jí)試驗(yàn)基線上，“調(diào)整為ER”占據(jù)了修訂的絕大多數(shù)。在鑒定級(jí)試驗(yàn)中，—調(diào)整為ER占據(jù)了總矩陣的13%，R調(diào)整為ER占據(jù)了3.2%；而在驗(yàn)收試驗(yàn)中，—調(diào)整為ER占據(jù)了總矩陣的高達(dá)24%，R調(diào)整為ER占據(jù)了0.8%。隨著航天型號(hào)的復(fù)雜化，在地面驗(yàn)證階段的需求逐漸呈現(xiàn)了多樣化，標(biāo)準(zhǔn)傾向于在驗(yàn)收階段提供更大的可選擇性。MIL- STD-1540E草案中的系統(tǒng)級(jí)鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線見(jiàn)表7和表8?？梢钥闯觯谙到y(tǒng)級(jí)試驗(yàn)矩陣上，除了刪除了貯存試驗(yàn)、熱循環(huán)試驗(yàn)（移至10.1節(jié)，作為熱真空試驗(yàn)的替代方法）外，標(biāo)準(zhǔn)亦將部分試驗(yàn)調(diào)整為經(jīng)評(píng)估進(jìn)行，提供了更大的可選擇性。

圖3 1540E組件鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線調(diào)整

2.3 SMC-S-016A基線

2014年發(fā)布的SMC-S-016A作為SMC-S-016的小幅修訂版，其試驗(yàn)基線亦存在一些變化。其鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線見(jiàn)表9和表10，其中加粗項(xiàng)為相對(duì)于SMC-S-016的修改部分。

表7 MIL-STD-1540E草案系統(tǒng)級(jí)鑒定試驗(yàn)基線

Tab.7 System level qualification test baseline of MIL-STD-1540E draft

表8 MIL-STD-1540E草案系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.8 System level acceptance test baseline of MIL-STD-1540E draft

表9 SMC-S-016A組件鑒定試驗(yàn)基線

Tab.9 Baseline of SMC-S-016A component qualification test

表10 SMC-S-016A組件驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.10 Baseline of SMC-S-016A component acceptance test

由表9、10可見(jiàn)，在試驗(yàn)矩陣的項(xiàng)目上，SMC-S-016A并未增加、刪除試驗(yàn)項(xiàng)目。在試驗(yàn)項(xiàng)目的要求上，統(tǒng)計(jì)如圖4所示。由圖4可知，在鑒定級(jí)試驗(yàn)中，所有調(diào)整均為“必須進(jìn)行”調(diào)整至“經(jīng)評(píng)估進(jìn)行”。在驗(yàn)收試驗(yàn)中，調(diào)整為“經(jīng)評(píng)估進(jìn)行”的選項(xiàng)占據(jù)總調(diào)整選項(xiàng)的55%，剩余45%則是由“經(jīng)評(píng)估進(jìn)行”調(diào)整為“不需要進(jìn)行”，即SMC-S-016A在上一版標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步放寬了試驗(yàn)要求，為型號(hào)驗(yàn)證提供了更大的可選擇性。

圖4 SMC-S-016A組件鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)基線調(diào)整

SMC-S-016A的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)收試驗(yàn)基線（鑒定試驗(yàn)基線與SMC-S-016完全相同）見(jiàn)表11?？梢钥闯觯到y(tǒng)級(jí)驗(yàn)收試驗(yàn)中，航天器的檢漏試驗(yàn)、上面級(jí)的熱真空試驗(yàn)均由“必須進(jìn)行”調(diào)整至“經(jīng)評(píng)估進(jìn)行”，與組件級(jí)試驗(yàn)調(diào)整呈現(xiàn)了同樣的趨勢(shì)。

表11 SMC-S-016A系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)收試驗(yàn)基線

Tab.11 Baseline of SMC-S-016A system level acceptance test

3 試驗(yàn)量級(jí)的調(diào)整對(duì)比研究

試驗(yàn)量級(jí)是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)環(huán)境條件之一[18]，為了對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)量級(jí)進(jìn)行對(duì)比，以典型電工電子組件熱試驗(yàn)為對(duì)象，其一般可選擇進(jìn)行熱真空試驗(yàn)或熱真空+熱循環(huán)試驗(yàn)，遵循總循環(huán)數(shù)相等的原則。對(duì)MIL-STD-1540B至SMC-S-016A的溫度范圍和最少循環(huán)數(shù)要求進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表12，其中1540B要求進(jìn)行鑒定試驗(yàn)前必須進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)以篩除早期缺陷，故鑒定試驗(yàn)溫度循環(huán)數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)要求鑒定試驗(yàn)循環(huán)數(shù)+驗(yàn)收試驗(yàn)循環(huán)數(shù)；后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)要求鑒定試驗(yàn)前可以進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，故鑒定試驗(yàn)循環(huán)數(shù)不再附加驗(yàn)收試驗(yàn)循環(huán)。其中Δ為最小溫度范圍，為最少溫度循環(huán)數(shù)。

為了對(duì)溫度范圍、循環(huán)數(shù)進(jìn)行直觀的比較，可以采取低周疲勞等效方式數(shù)對(duì)試件的總環(huán)境應(yīng)力篩選作用進(jìn)行等效。目前在標(biāo)準(zhǔn)中，往往采取式（1）進(jìn)行等效，或?qū)υ囼?yàn)條件進(jìn)行裁剪。

表12 不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)組件級(jí)熱試驗(yàn)最低溫度范圍、循環(huán)數(shù)的規(guī)定

Tab.12 Provisions of different test standards for minimum temperature range and cycle number of component level thermal test

×Δ1.4=(1)

式中：為循環(huán)數(shù)；Δ為溫度范圍，℃；為常數(shù)。通過(guò)對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的常數(shù)項(xiàng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以直觀顯示試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力篩選強(qiáng)度。不同標(biāo)準(zhǔn)中鑒定、準(zhǔn)鑒定、驗(yàn)收試驗(yàn)的量級(jí)對(duì)比如圖5所示。

由圖5可知，由于MIL-STD-1540C和MIL-HD--BK-340A對(duì)于鑒定試驗(yàn)的要求過(guò)于苛刻，在后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)中調(diào)整了試驗(yàn)量級(jí)和持續(xù)時(shí)間，顯著降低了試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力篩選水平。在此基礎(chǔ)上，SMC-S-016A進(jìn)一步降低了準(zhǔn)鑒定試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力篩選水平。對(duì)于系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)，美軍標(biāo)均有通過(guò)系統(tǒng)級(jí)熱循環(huán)、熱真空試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行早期故障篩除的規(guī)定。由于熱循環(huán)試驗(yàn)具有更低的成本，更強(qiáng)的環(huán)境應(yīng)力篩選能力，更豐富的測(cè)試手段，以及更方便的試驗(yàn)中斷、試件維修方式，與熱真空試驗(yàn)相結(jié)合往往可以在有效暴露系統(tǒng)故障的前提下縮短試驗(yàn)時(shí)間，降低試驗(yàn)成本[18]。不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于系統(tǒng)級(jí)熱真空或熱真空+熱循環(huán)試驗(yàn)的規(guī)定見(jiàn)表13。

圖5 試驗(yàn)量級(jí)變化

表13 不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)級(jí)熱循環(huán)試驗(yàn)最低溫度范圍、循環(huán)數(shù)的規(guī)定

Tab.13 Regulations of different test standards on minimum temperature range and cycle number of system level thermal cycle test

由表13可見(jiàn)，對(duì)于系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)，當(dāng)選取僅進(jìn)行熱真空試驗(yàn)時(shí)，對(duì)于循環(huán)數(shù)的要求差異不大，尤其對(duì)于驗(yàn)收級(jí)試驗(yàn)，規(guī)定均為4次。當(dāng)進(jìn)行熱真空+熱循環(huán)的試驗(yàn)方式時(shí)，則對(duì)于熱真空、熱循環(huán)試驗(yàn)的循環(huán)數(shù)要求差異非常大。在MIL-STD-1540B中，系統(tǒng)級(jí)熱循環(huán)試驗(yàn)的次數(shù)高達(dá)40~50次，盡管其可以在驗(yàn)收級(jí)降低75%的熱真空循環(huán)數(shù)，但增加的40次熱循環(huán)對(duì)于飛行模型來(lái)說(shuō)仍然過(guò)于嚴(yán)苛，不但帶來(lái)了試驗(yàn)時(shí)間、經(jīng)費(fèi)升高，亦可能帶來(lái)過(guò)試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。在MIL-STD-1540C中，則將熱循環(huán)試驗(yàn)循環(huán)數(shù)降低到了10%。在后續(xù)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)循環(huán)數(shù)又進(jìn)一步降低至鑒定級(jí)6次，準(zhǔn)鑒定、驗(yàn)收級(jí)3次。與此同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)中要求的熱真空試驗(yàn)最小循環(huán)數(shù)均有上升，如準(zhǔn)鑒定、驗(yàn)收級(jí)試驗(yàn)均從1次逐漸調(diào)整為2次。其主要原因在于隨著航天器的復(fù)雜化，由于內(nèi)部溫度梯度的存在，通過(guò)系統(tǒng)級(jí)熱循環(huán)試驗(yàn)不足以對(duì)其早期故障進(jìn)行篩除，甚至可能帶來(lái)過(guò)試驗(yàn)、欠試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，而與軌道狀態(tài)更為接近的熱真空試驗(yàn)則不存在這種風(fēng)險(xiǎn)，故在標(biāo)準(zhǔn)的修訂中，美軍標(biāo)更傾向于選擇環(huán)境要素與在軌更為接近的熱真空試驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)航天器試驗(yàn)軍用標(biāo)準(zhǔn)是目前世界范圍內(nèi)廣泛參考的標(biāo)準(zhǔn)之一，文中系統(tǒng)地整理了美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展脈絡(luò)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的調(diào)整項(xiàng)進(jìn)行了討論。在試驗(yàn)基線的修訂上，隨著航天任務(wù)的多樣化，航天器對(duì)于試驗(yàn)項(xiàng)目的需求也呈現(xiàn)了多樣化，航天器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)逐漸走向靈活化，更傾向于為航天器及組件的驗(yàn)證提供更多的選擇。在組件級(jí)試驗(yàn)量級(jí)上，隨著航天器材料、工藝的逐漸成熟，標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的試驗(yàn)強(qiáng)度在逐漸降低，即在鑒定、驗(yàn)收階段，通過(guò)更低強(qiáng)度的環(huán)境應(yīng)力篩選已經(jīng)可以暴露組件在設(shè)計(jì)、制造、材料上的缺陷。在系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)上，隨著航天器的復(fù)雜化，工藝、材料的成熟化，系統(tǒng)級(jí)熱循環(huán)試驗(yàn)在故障篩除、實(shí)施方便性等指標(biāo)上與熱真空試驗(yàn)相比優(yōu)勢(shì)逐漸減弱，反而存在過(guò)試驗(yàn)、欠試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。美軍標(biāo)在發(fā)展中逐漸傾向于選擇與在軌狀態(tài)更為接近的熱真空試驗(yàn)。文中對(duì)美軍標(biāo)基線、量級(jí)修訂的整理與分析，可為我國(guó)航天器試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂提供參考。

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Space Vehicle Test Baseline and Level Adjustment of US Military Standard

LI Xi-yuan1,2, JIA Rui-jin1, SUN Xue-yin1, SHANG Yong-hong1, SUN Yu-wei1, PEI Yi-fei1, WANG Jing1

(1. Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering, Beijing 100094, China; 2. Beihang University, Beijing 100191, China; 3. Science and Technology on Reliability and Environmental Engineering Laboratory, Beijing 100094, China)

The development of military standards for spacecraft test in the United States was investigated. The development of MIL-STD-154 standard to SMC-S-016A standard was systematically sorted out. The revision of system level and component level test baseline was sorted out and analyzed. Taking the thermal test as a typical research object, the modification of different standards for the system level and component level thermal test in the test temperature range, cycle number and tailoring method were sorted out, the changes of test baseline and test level were compared, and the basis for revision was analyzed in combination with the development of spacecraft model and verification concept in the United States. It provides a reference for the formulation and revision of corresponding standards in China.

US military standard; space vehicle test; MIL-STD-1540; SMC-S-016; baseline; test level; tailor

2020-03-21；

2020-04-15

10.7643/ issn.1672-9242.2020.05.014

V416

A

1672-9242(2020)05-0087-08

2020-03-21；

2020-04-15

李西園（1985—），男，博士研究生，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)楹教炱髟囼?yàn)、驗(yàn)證技術(shù)。

LI Xi-yuan (1985—), Male, Ph. D. candidate, Senior engineer, Research focus: spacecraft test and verification technology.