民航空管通信設(shè)備環(huán)境可靠性測試方法討論

楊雨航 田良 張勇

摘要：環(huán)境試驗主要是為了模擬各類嚴酷環(huán)境對設(shè)備造成的影響，在設(shè)備投入使用前開展環(huán)境試驗也是為了將設(shè)備的各類問題能夠提前暴露出來。本文以民航空管甚高頻地空通信電臺為例，簡述該類設(shè)備依據(jù)標(biāo)準開展各類環(huán)境試驗的方法以及建議補充試驗的項目。

關(guān)鍵詞：環(huán)境試驗;民航空管設(shè)備;甚高頻地空通信電臺;試驗方法

中圖分類號：TN915.06 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）07-0024-03

0 引言

空管通信設(shè)備主要用于管制員與飛行員之間進行陸空對話，指揮飛機按計劃起飛、巡航和降落，所以該類設(shè)備應(yīng)用于飛機的整個飛行階段，由此可見，空管通信設(shè)備在民航飛機飛行過程中起著至關(guān)重要的作用。由于機場、空管站、管制中心等所處的地理環(huán)境不同，所以甚高頻通信設(shè)備也應(yīng)用于不同環(huán)境，無論是酷熱的夏天還是冰冷的冬天，無論是腐蝕性較強的海邊還是空氣稀薄的高山或高原，都要確保其功能性能滿足使用需求。為保證甚高頻設(shè)備能應(yīng)用于這些環(huán)境，需要在投入使用前或出廠前進行環(huán)境試驗，考慮各類環(huán)境對甚高頻通信設(shè)備的影響，確保設(shè)備功能性能在各類復(fù)雜環(huán)境下都能滿足使用需要。

環(huán)境試驗是將設(shè)備暴露在自然的或人工的環(huán)境條件下使其經(jīng)受各種環(huán)境條件，以評價產(chǎn)品在實際儲存、運輸和使用的環(huán)境條件下的功能性能，并分析研究環(huán)境因素對其造成的影響程度。通過使用各種環(huán)境試驗設(shè)備模擬高低溫、濕度、氣壓、鹽霧、沖擊以及振動等情況，加速設(shè)備在使用環(huán)境中的狀況，驗證其是否達到在研發(fā)、設(shè)計、制造中所預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)，從而對產(chǎn)品進行整體評估，進而確定產(chǎn)品的可靠性。

1 民航空管通信設(shè)備介紹

依據(jù)民航局CCAR-87《民用航空空中交通通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備使用許可管理辦法》規(guī)定，將民航空管設(shè)備分為通信、導(dǎo)航和監(jiān)視設(shè)備三類[1]，設(shè)備分類情況見表1。

甚高頻地空通信電臺的設(shè)備安裝環(huán)境及基本工作原理見圖1。

如圖1所示，甚高頻地空通信電臺分為室內(nèi)部分（主機、遙控盒、話筒等）和室外部分（天線）。為了保證通話覆蓋范圍以及通話質(zhì)量，其室外部分的天線多數(shù)安裝山頂或周圍無遮擋物的地區(qū)，這樣就使天線長時間暴露在溫度過高或過低的環(huán)境下，沿海地區(qū)的設(shè)備還面臨鹽霧的腐蝕，各類嚴酷的天氣都將對天線的使用和壽命造成直接影響。所以，設(shè)備在投入使用前做各種環(huán)境試驗就顯得非常必要。

2 甚高頻電臺環(huán)境氣候測試方法介紹

MH 4001.1-2016《甚高頻地空通信地面系統(tǒng) 第1部分：話音通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》對設(shè)備的振動、沖擊、工作環(huán)境溫度、儲存環(huán)境溫度、相對濕度、最大海拔高度等進行了詳細要求[2]。其中振動、沖擊主要模擬設(shè)備在運輸、安裝過程中的振動以及后期可能會遇到的地震等環(huán)境因素，確保設(shè)備在這些條件下仍能正常工作，而工作環(huán)境溫度、儲存環(huán)境溫度、相對濕度、最大海拔高度就是考慮到設(shè)備的安裝環(huán)境面臨的各類氣候而進行的約束。以下就氣候環(huán)境試驗方法進行描述。

2.1 甚高頻地空通信電臺環(huán)境試驗要求

（1）正常條件工作溫度：0℃～+40℃;

（2）極限條件工作溫度：-20℃～+55℃;

（3）天線、饋線等室外設(shè)備工作溫度：-40℃～+55℃;

（4）儲存環(huán)境溫度：-40℃～+60℃;

（5）相對濕度：小于或等于95%;

（6）最大海拔高度：大于或等于3000m。

2.2 溫度試驗

標(biāo)準制定的測試方法包含以下幾類試驗，以此來考驗設(shè)備在標(biāo)準要求的極限溫度下是否能正常運行以及設(shè)備是否能經(jīng)受極限溫度的變化造成的影響[3-4]。為保證設(shè)備的環(huán)境試驗結(jié)果可靠，其在試驗箱中的位置擺放應(yīng)如圖2所示。

（1）-20℃條件下進行功能性能測試;

（2）+55℃條件下進行功能性能測試;

（3）-40℃設(shè)備儲存試驗;

（4）+60℃設(shè)備存儲試驗;

（5）-40～+60℃溫度循環(huán)試驗;

（6）-40～+60℃溫度沖擊試驗。

2.3 濕度試驗

依據(jù)標(biāo)準要求，設(shè)備需在濕度不大于95%的環(huán)境下能夠正常運行，通常需要將被測設(shè)備在95%濕度下儲存至少96小時[5]。

2.4 氣壓試驗

依據(jù)標(biāo)準要求設(shè)備需在最大海拔高度應(yīng)不小于3000米的環(huán)境下能夠正常運行，依據(jù)海拔高度和氣壓的關(guān)系制定的測試方法包含70.957kPa氣壓下儲存至少4小時以及70.957kPa氣壓下開展功能性能測試[6]。

2.5 綜合分析

試驗前后需對設(shè)備的主要功能性能進行測試，并分析比較試驗前后的測試數(shù)據(jù)，以此判定當(dāng)前試驗對設(shè)備是否造成影響，以及影響程度等。當(dāng)試驗要求在極限氣候條件還需開展測試時，則需要分析三次測試的結(jié)果。同時，試驗前后也需要檢查設(shè)備的外觀否有明顯變化。

3 建議

通常，按照上述試驗方法就可以驗證甚高頻通信電臺能否在各類氣候條件下正常工作，但是，由于室外部分安裝室外，其環(huán)境因素相對更加惡劣，所以，也可適當(dāng)增加其他方面的測試，以確保設(shè)備功能性能能夠滿足使用要求，保證設(shè)備運行安全：

（1）室外部分可增加鹽霧試驗。如果天線安裝地點位于海邊，那么天線將面臨長期的鹽水腐蝕，所以天線的抗腐蝕能力必須得到保證[7]。

（2）室外部分可增加溫度-濕度-高度綜合試驗。天線安裝在高海拔地區(qū)時，可能面臨溫度和濕度的同時變化，那么設(shè)備是否能經(jīng)受住這些變化也需要得到驗證。

（3）室外部分可增加防水、防塵試驗。室外天線長期暴露于外界，雨水和沙塵對設(shè)備的影響也不能忽視。

（4）設(shè)備的高度試驗可將海拔高度可適當(dāng)提升。以西藏為例，平均海拔高度超過4000米，天線的安裝位置又處于周圍較高點，那么在這種條件下，標(biāo)準要求的3000米則根據(jù)需要進行適度調(diào)整。

4 結(jié)語

任何設(shè)備必然處于一定的環(huán)境之中，需要在一定的環(huán)境條件下使用，因此都擺脫不了環(huán)境對其造成的影響，尤其是民航空管設(shè)備，安裝條件相對惡劣，安全性要求更高，更應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計、研制、生產(chǎn)、測試、使用全過程得到重視，所以投入使用的設(shè)備需經(jīng)過環(huán)境試驗，這也是非常重要的環(huán)節(jié)之一。

參考文獻

[1] 中國民用航空局.民用航空空中交通通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備使用許可管理辦法[Z].2002-07-02.

[2] MH/T 4001.1-2016，甚高頻地空通信地面系統(tǒng)，第1部分：話音通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB/T 2423.1_2008，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗，第2部分：試驗方法，試驗A：低溫[S].

[4] GB/T 2423.2-2008，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗，第2部分：試驗方法，試驗B：高溫[S].

[5] GB/T 2423.3-2016，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗，第2部分：試驗方法，試驗Cab：恒定濕熱試驗[S].

[6] GB/T 2423.21-2008，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗，第2部分：試驗方法，試驗M：低氣壓[S].

[7] GB/T 2423.17-2008，電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗，第2部分：試驗方法，試驗Ka：鹽霧[S].