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航天器环境试验和航天产品的质量与可靠性保证

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2024年6月13日发(作者:宁清卓)

2019.04

科学技术创新

-19

-

航天器环境试验和航天产品的质量与可靠性保证

李军

贵州航天电子科技有限公司

贵州贵阳

550000

摘要

为了保证航天产品有良好的质量以及使用可靠性

,应认识到航天器设备环境实验工作的重要性,

并能结合航天产晶

的使用环境以及设备特点

制定科学的航天器设备环境试验工作方案

就航天器设备环境试分析试验和航天产品可靠性以及实

际质量进行了分析

关键词

航天器

环境试验;

产品质量

可靠性

中图分类号:

V416,V460

文献标识码

A

文章编号

:2096-4390

2019

04-0019-02

由于航天器使用环境十分严酷

因此需要保证航天器有良好

运载能力受到了限制

要求航天器设备的重量能够尽量保持在较

的质量

能完全适应航天器设备使用环境要求

这也就需要技术人

低程度

这也是保证航天设备发射成功的重要基础

但这也使得航

员做好航天器设备环境实验工作

天器设备在制造方面有了更大难度

1

航天器设备环境试验重要性分析

航天器设备的这些特点都是使得航天器设备制造质量水平要

航天器设备的使用中环境是其他设备所无法比拟的

并且航

求不断提高,一旦航电器设备在使用中出现了故障问题

或者是未

天器设备使用环境也有着复杂

多变的特点

因此在航天器设备制

能适应相应的工作环境

那么就会造成巨大的财产损失以及人力

造的过程中也要充分的考虑到航天器设备使用环境的特点

保证

损失

影响航天领域的发展

。因此也就需要在航天器设备在完成地

航天进设备在使用中有可靠性以及质量

而在当前航天器设备制

面制造之后

,

能科学地开展环境试验工作

判断航天器设备能否在

造领域中,

通常会采用环境试验的方式来判断航天器设备是否达

工作环境中发挥相应作用

,而这也是正式环境分析实验的重要内

到了相应的质量水平

。当代在航天领域不断发展的趋势下

航天器

涵以及核心目标

设备环境试验也得到了更大程度的关注

是试验工作获得了更大

22

环境实验分析

由于环境试验是航天器设备性能检验的重要组成部分,也是判

断航天器设备能否正常运行的重要依据

因此航天器设备实验的

的发展

,

能好的对航天器设备各方面性能进行检测分析

让航电器

设备在使用中有更好的稳定性

2

航天器设备所处环境以及环境试验分析

2.1

航天器设备工作环境分析

由于航天器设备在使用中会被发射到外太空

这直接使得航

主要内容也在不断完善

相关技术也在不断发展

试验检测项目在

不断增多

在开展环境实验工作阶段中需要技术人员做好各个方面的关

天器设备所处的工作工作环境是有着其他设备所无法比拟的特殊

键点

首先

需要技术人员能够对航天器设备的实际使用环境进行

比如在航天器设备的使用环境中就会存在着环境温度极低

详细分析

由于地面环境和太空环境之间有巨大差异

所以技术人

阳辐射强烈

,

以及真空

磁场以及微重力等特殊环境条件

这些环

员要从资料以及数据分析方面入手

尽可能的还原航天器设备的

境条件都会对电子设备的正常运行产生极大影响

,

普通设备在这

真实工作环境

让环境试验工作的质量得到保证

种环境中难以发挥正常作用

并遭到严重损坏

而当这些环境条件

其次

在完成了航天器设备使用环境分析之后

就需要结合航

相互交叉在一起时

环境条件就会对环境中的设备造成更为严重

天器设备的主要功能

具体用途以及使用环境特点,完成使用环境

的损坏

因此

对于航天器电器设备而言

需要其具有远超其他普

的设计工作

通过分析航天器设备在相应的人工设计环境中的运

通设备的性能

能在生产方式、

组成材料等方面都有良好的水平,

行情况

,

判断航天器设备能否完全适应真实的太空环境

,

并在相应

避免航天器设备在使用中岀现安全故障

而为了能进一步确保航

的太空环境中有稳定的工作状态

在这一环节中

需要技术人员能

天器设备有好的质量,

也就需要技术的人在完成航天器设备生产

够将理论和实践结合在一起

将航天器设备实际使用环境特具现

制造之后

科学的进行航天器设备环境试验

判断航天器设备能否

化到地面上

完全适应运行环境的要求

第三

在实际开展航天器设备使用环境试验阶段中

会出现较

和普通电子设备相比

航天器设备有着突出的特点

首先

多情况

并且航天器设备在这种使用条件下也可能会出现一些故

天器设备往往和科研项目

、技术研究项目相匹配

所以航天器设备

给航天器设备的正常运行造成影响

而这也正是航天器设备环

有着生产量小的特点

其次

由于航天器设备的生产材料较为特

境实验工作的主要目标,

也就是排除航天器机设备在使用使用中

生产工艺较为复杂

所以航天器设备的造价较高

第三,在航天

的隐患

一旦航天器设备使用环境试验阶段中发现故障

那么就要

领域不断发展之后

也需要航天设备完成更多的实验操作以及信

详细的将故障情况记录下来并详细分析故障成因

,

从而为故障排

息采集

这也就使得航天器设备内部结构不断复杂化

第四

从航

除做好铺垫

同时在进行环境试验的阶段中,不仅要重点注意航天

天器设备使用情况来看

在航天器设备发射到太空中之后

救援机

器设备是否出现运行故障

也要对航天器设备中各个零部件的磨

械设备难以迅速到达

,

因此在航天器设备发射之后

一旦出现了故

损情况进行分析

因为在航天领域中,航天器设备完成发射往往后

将非常难以修复

航天器设备的这些特点使得航天器需要具有

需要其具有较长的寿命,这样才能真正的完成相应调查工作

也就

超强的可靠性

在发射之后能够一直保持正常运行状态

第五

是说良好的使用寿命是航天器设备发挥作用的基础

发射航天器设备的时候

需要将航天器设备放安置于其他运载工

在当代航天领域中

航天器设备环境检测工作有着极为重要的

具上,而在应用在运载设备摆脱地球引力进入外太空的过程中

地位

需要通过航天器设备环境试验工作来判断设备是否达到了

要消耗大量的能量

并克服巨大的地球引力

这也就使运载工具的

使用标准以及特殊要求

离开环境分析试验的支持

转下页

-20-

科学技术创新

2019.04

FPSO

改装之单点系泊结构建造工艺研究

肖文彬

(大连中远海运重工有限公司

辽宁大连

116113)

要:

FPSO,

FLOATING

PRODUCTION

STORAGE

&

OFFLOADING

的英文简称

中文翻译为

浮式生产储存卸货装置

它是一座大型的“

海上石油工厂

主要功能是海上石油和天然气的生产加工

临时储存及输送

由于全球工业高速发达

对能源

的依赖与需求日益剧增

陆地的石油

天然气已经满足不了需求

因此海洋的开采逐渐由陆地转移到浅海,

再由浅海逐步向深海

区扩展

大型的

FPSO

随即出现;据统计

在现有的海洋平台装置应用中

,FPSO

已占据半壁江山

当之无愧成为当前快速开发海洋

油田的领头羊。

但由于新造

FPSO

对资金要求极高一动辄数亿乃至十几亿美元

而且建造周期一般都在

4

年左右

而相比之下

改装的成本和周期只有新造的

60%-70%,

因此

,在过去的

20

多年里

,全球市场需求的

FPSO

50%

以上是由原油轮改装而来的

关键词

FPSO

系泊

结构建造;研究

中图分类号:

TE58

文献标识码

A

文章编号

:2096-4390(

2019

)04-0020-02

我们知道,

FPSO

是靠特殊的系泊系统固定在海上

固定方

式有很多

其中一种是内转塔式单点系泊系统,一般都设在船

主要由系泊

浮筒

浮子锁紧装置

旋转头总成

绞车

通风

消防探测及污水排放等几大系统组成

它的两大功能:一是依

靠系泊系统拴住

FPSO

另一大功能是实现与海上井口平台系

统传输

当然

固定住

FPSO

是最基本的功能

所以内转塔式单

点系泊系统常常被业内人士称为

FPSO

本文结合某公司承接的某油船改装成

FPSO

的新增内转塔

式单点系泊工程

依次从月池的结构

建造精度

月池的建造工

艺方法

五大阶段重点关注的问题等四个方面分别进行阐述

1

月池的结构

1

(转下页)

将会导致航天器设备难以正常运行

由于航天器是小批量

单件生产

造价昂贵

不可能对它像对批

量产品那样用统计试验方法从一批产品中抽样进行可靠性指标验

3

试验标准对保证航天产品可靠性的作用分析

为了保证航天器可靠性

在航天器的可靠性保证标准中规定了

证的试验

也谈不上进行飞行试验

如何来看待和确定航天器的可

要做可靠性试验

这在美军标

MIL-STM1543B

镰天器和运载器可

靠性

唯一可行的办法是通过大量模拟实际环境的地面试验和分

靠性大纲的要求

和我国相应的行业标准

QJ1408A-98C

航天产品

析等方法来验证航天器及其各分系统和组件能够承受将遇到的环

可靠性保证要求

有所规定

要做的可靠性试验是

环境应力筛选

境并能正常工作

确信有要求的功能

性能

寿命和余量或裕度

“可靠性研制牆长试验

但是和武器装备的可靠性保证标准如

天器的试验标准正是考虑了这种要求

规定了三个阶段的试验目

美军标

MIL-STD-785

系统和设备研制和生产可靠性大纲

和我国

要求

试验项目和试验条件

包括对各种余量的估计和验证

寿命

军用标准

GJB450-88

装备研制与生产的可靠性通用大纲

中规定

试验和老炼试验等,上面的目的是能够达到的

的可靠性试验有所不同的是

在航天器的可靠性标准中没有可靠性

结束语

统计试验的项目

即可靠性鉴定试验和可靠性验收试验

对航天器

航天领域是科研的重要领域之一,也是推动社会发展的关键基

来说,可靠性验收试验是不适用的

而可靠性鉴定试验对航天产品

而在航天领域发展中

航天器设备是关键的信息采集工具

一般也是不适用的

而是改为可靠性验证,同时指出:

该验证主要是

要技术人员能做好航天器设备环境试验工作,

确保航天器设备性

用可靠性预测

FMECA

产品故障报告和型号试验数据等,以分析

能和实际使用环境有良好的匹配度

避免航天器设备在使用中出

的方式来完成的

也就是说

武器装备和航天器可靠性标准在可靠

现故障问题

性试验规定上的不同正是这两类可靠性标准的重要差别之一

参考文献

种差别反映了两类产品研制和生产的方式上的不同

武器装备一般

[1]

张小达

李晔

向树红等.航天器环境试验基线与剪裁技术:第一部

是批量生产的

而航天器是单件和小批量生产

因此应用统计的试

分试验基线由来

[J].

航天器环境工程

,2016,33

:121-126.

验方法来评估和验证航天产品的可靠性是不现实的,必须有适合航

[2]

向树红

张小达

李晔等.航天器环境试验基线与剪裁技术:第三部

天器特点的研制和试验方法

包括怎样使用试验手段来保证和验证

分试验基线剪裁

[JJ.

航天器环境工程

2016,33(4).

它的可靠性

这正是为什么在有了武器装备的可靠性保证标准后

[3]

邵亚楠

冯小琼.航天器产品关键检验和强制检验的质量控制方法

又另行制定航天器的可靠性保证标准的重要原因之一

过去的概

研究

[J].

质量与可靠性

2016(6).

念,认为可靠性试验就是要用统计试验的方法来测定和验证产品的

[4]

王建军

李延

张庆君等.高分三号卫星产品保证实施策略与实践

可靠性指标所以和环境试验完全不是一回事

实际上

(寸航天器这

[JJ.

航天器工程

201726(®

种产品恰恰难以用统计的方法来做试验

2024年6月13日发(作者:宁清卓)

2019.04

科学技术创新

-19

-

航天器环境试验和航天产品的质量与可靠性保证

李军

贵州航天电子科技有限公司

贵州贵阳

550000

摘要

为了保证航天产品有良好的质量以及使用可靠性

,应认识到航天器设备环境实验工作的重要性,

并能结合航天产晶

的使用环境以及设备特点

制定科学的航天器设备环境试验工作方案

就航天器设备环境试分析试验和航天产品可靠性以及实

际质量进行了分析

关键词

航天器

环境试验;

产品质量

可靠性

中图分类号:

V416,V460

文献标识码

A

文章编号

:2096-4390

2019

04-0019-02

由于航天器使用环境十分严酷

因此需要保证航天器有良好

运载能力受到了限制

要求航天器设备的重量能够尽量保持在较

的质量

能完全适应航天器设备使用环境要求

这也就需要技术人

低程度

这也是保证航天设备发射成功的重要基础

但这也使得航

员做好航天器设备环境实验工作

天器设备在制造方面有了更大难度

1

航天器设备环境试验重要性分析

航天器设备的这些特点都是使得航天器设备制造质量水平要

航天器设备的使用中环境是其他设备所无法比拟的

并且航

求不断提高,一旦航电器设备在使用中出现了故障问题

或者是未

天器设备使用环境也有着复杂

多变的特点

因此在航天器设备制

能适应相应的工作环境

那么就会造成巨大的财产损失以及人力

造的过程中也要充分的考虑到航天器设备使用环境的特点

保证

损失

影响航天领域的发展

。因此也就需要在航天器设备在完成地

航天进设备在使用中有可靠性以及质量

而在当前航天器设备制

面制造之后

,

能科学地开展环境试验工作

判断航天器设备能否在

造领域中,

通常会采用环境试验的方式来判断航天器设备是否达

工作环境中发挥相应作用

,而这也是正式环境分析实验的重要内

到了相应的质量水平

。当代在航天领域不断发展的趋势下

航天器

涵以及核心目标

设备环境试验也得到了更大程度的关注

是试验工作获得了更大

22

环境实验分析

由于环境试验是航天器设备性能检验的重要组成部分,也是判

断航天器设备能否正常运行的重要依据

因此航天器设备实验的

的发展

,

能好的对航天器设备各方面性能进行检测分析

让航电器

设备在使用中有更好的稳定性

2

航天器设备所处环境以及环境试验分析

2.1

航天器设备工作环境分析

由于航天器设备在使用中会被发射到外太空

这直接使得航

主要内容也在不断完善

相关技术也在不断发展

试验检测项目在

不断增多

在开展环境实验工作阶段中需要技术人员做好各个方面的关

天器设备所处的工作工作环境是有着其他设备所无法比拟的特殊

键点

首先

需要技术人员能够对航天器设备的实际使用环境进行

比如在航天器设备的使用环境中就会存在着环境温度极低

详细分析

由于地面环境和太空环境之间有巨大差异

所以技术人

阳辐射强烈

,

以及真空

磁场以及微重力等特殊环境条件

这些环

员要从资料以及数据分析方面入手

尽可能的还原航天器设备的

境条件都会对电子设备的正常运行产生极大影响

,

普通设备在这

真实工作环境

让环境试验工作的质量得到保证

种环境中难以发挥正常作用

并遭到严重损坏

而当这些环境条件

其次

在完成了航天器设备使用环境分析之后

就需要结合航

相互交叉在一起时

环境条件就会对环境中的设备造成更为严重

天器设备的主要功能

具体用途以及使用环境特点,完成使用环境

的损坏

因此

对于航天器电器设备而言

需要其具有远超其他普

的设计工作

通过分析航天器设备在相应的人工设计环境中的运

通设备的性能

能在生产方式、

组成材料等方面都有良好的水平,

行情况

,

判断航天器设备能否完全适应真实的太空环境

,

并在相应

避免航天器设备在使用中岀现安全故障

而为了能进一步确保航

的太空环境中有稳定的工作状态

在这一环节中

需要技术人员能

天器设备有好的质量,

也就需要技术的人在完成航天器设备生产

够将理论和实践结合在一起

将航天器设备实际使用环境特具现

制造之后

科学的进行航天器设备环境试验

判断航天器设备能否

化到地面上

完全适应运行环境的要求

第三

在实际开展航天器设备使用环境试验阶段中

会出现较

和普通电子设备相比

航天器设备有着突出的特点

首先

多情况

并且航天器设备在这种使用条件下也可能会出现一些故

天器设备往往和科研项目

、技术研究项目相匹配

所以航天器设备

给航天器设备的正常运行造成影响

而这也正是航天器设备环

有着生产量小的特点

其次

由于航天器设备的生产材料较为特

境实验工作的主要目标,

也就是排除航天器机设备在使用使用中

生产工艺较为复杂

所以航天器设备的造价较高

第三,在航天

的隐患

一旦航天器设备使用环境试验阶段中发现故障

那么就要

领域不断发展之后

也需要航天设备完成更多的实验操作以及信

详细的将故障情况记录下来并详细分析故障成因

,

从而为故障排

息采集

这也就使得航天器设备内部结构不断复杂化

第四

从航

除做好铺垫

同时在进行环境试验的阶段中,不仅要重点注意航天

天器设备使用情况来看

在航天器设备发射到太空中之后

救援机

器设备是否出现运行故障

也要对航天器设备中各个零部件的磨

械设备难以迅速到达

,

因此在航天器设备发射之后

一旦出现了故

损情况进行分析

因为在航天领域中,航天器设备完成发射往往后

将非常难以修复

航天器设备的这些特点使得航天器需要具有

需要其具有较长的寿命,这样才能真正的完成相应调查工作

也就

超强的可靠性

在发射之后能够一直保持正常运行状态

第五

是说良好的使用寿命是航天器设备发挥作用的基础

发射航天器设备的时候

需要将航天器设备放安置于其他运载工

在当代航天领域中

航天器设备环境检测工作有着极为重要的

具上,而在应用在运载设备摆脱地球引力进入外太空的过程中

地位

需要通过航天器设备环境试验工作来判断设备是否达到了

要消耗大量的能量

并克服巨大的地球引力

这也就使运载工具的

使用标准以及特殊要求

离开环境分析试验的支持

转下页

-20-

科学技术创新

2019.04

FPSO

改装之单点系泊结构建造工艺研究

肖文彬

(大连中远海运重工有限公司

辽宁大连

116113)

要:

FPSO,

FLOATING

PRODUCTION

STORAGE

&

OFFLOADING

的英文简称

中文翻译为

浮式生产储存卸货装置

它是一座大型的“

海上石油工厂

主要功能是海上石油和天然气的生产加工

临时储存及输送

由于全球工业高速发达

对能源

的依赖与需求日益剧增

陆地的石油

天然气已经满足不了需求

因此海洋的开采逐渐由陆地转移到浅海,

再由浅海逐步向深海

区扩展

大型的

FPSO

随即出现;据统计

在现有的海洋平台装置应用中

,FPSO

已占据半壁江山

当之无愧成为当前快速开发海洋

油田的领头羊。

但由于新造

FPSO

对资金要求极高一动辄数亿乃至十几亿美元

而且建造周期一般都在

4

年左右

而相比之下

改装的成本和周期只有新造的

60%-70%,

因此

,在过去的

20

多年里

,全球市场需求的

FPSO

50%

以上是由原油轮改装而来的

关键词

FPSO

系泊

结构建造;研究

中图分类号:

TE58

文献标识码

A

文章编号

:2096-4390(

2019

)04-0020-02

我们知道,

FPSO

是靠特殊的系泊系统固定在海上

固定方

式有很多

其中一种是内转塔式单点系泊系统,一般都设在船

主要由系泊

浮筒

浮子锁紧装置

旋转头总成

绞车

通风

消防探测及污水排放等几大系统组成

它的两大功能:一是依

靠系泊系统拴住

FPSO

另一大功能是实现与海上井口平台系

统传输

当然

固定住

FPSO

是最基本的功能

所以内转塔式单

点系泊系统常常被业内人士称为

FPSO

本文结合某公司承接的某油船改装成

FPSO

的新增内转塔

式单点系泊工程

依次从月池的结构

建造精度

月池的建造工

艺方法

五大阶段重点关注的问题等四个方面分别进行阐述

1

月池的结构

1

(转下页)

将会导致航天器设备难以正常运行

由于航天器是小批量

单件生产

造价昂贵

不可能对它像对批

量产品那样用统计试验方法从一批产品中抽样进行可靠性指标验

3

试验标准对保证航天产品可靠性的作用分析

为了保证航天器可靠性

在航天器的可靠性保证标准中规定了

证的试验

也谈不上进行飞行试验

如何来看待和确定航天器的可

要做可靠性试验

这在美军标

MIL-STM1543B

镰天器和运载器可

靠性

唯一可行的办法是通过大量模拟实际环境的地面试验和分

靠性大纲的要求

和我国相应的行业标准

QJ1408A-98C

航天产品

析等方法来验证航天器及其各分系统和组件能够承受将遇到的环

可靠性保证要求

有所规定

要做的可靠性试验是

环境应力筛选

境并能正常工作

确信有要求的功能

性能

寿命和余量或裕度

“可靠性研制牆长试验

但是和武器装备的可靠性保证标准如

天器的试验标准正是考虑了这种要求

规定了三个阶段的试验目

美军标

MIL-STD-785

系统和设备研制和生产可靠性大纲

和我国

要求

试验项目和试验条件

包括对各种余量的估计和验证

寿命

军用标准

GJB450-88

装备研制与生产的可靠性通用大纲

中规定

试验和老炼试验等,上面的目的是能够达到的

的可靠性试验有所不同的是

在航天器的可靠性标准中没有可靠性

结束语

统计试验的项目

即可靠性鉴定试验和可靠性验收试验

对航天器

航天领域是科研的重要领域之一,也是推动社会发展的关键基

来说,可靠性验收试验是不适用的

而可靠性鉴定试验对航天产品

而在航天领域发展中

航天器设备是关键的信息采集工具

一般也是不适用的

而是改为可靠性验证,同时指出:

该验证主要是

要技术人员能做好航天器设备环境试验工作,

确保航天器设备性

用可靠性预测

FMECA

产品故障报告和型号试验数据等,以分析

能和实际使用环境有良好的匹配度

避免航天器设备在使用中出

的方式来完成的

也就是说

武器装备和航天器可靠性标准在可靠

现故障问题

性试验规定上的不同正是这两类可靠性标准的重要差别之一

参考文献

种差别反映了两类产品研制和生产的方式上的不同

武器装备一般

[1]

张小达

李晔

向树红等.航天器环境试验基线与剪裁技术:第一部

是批量生产的

而航天器是单件和小批量生产

因此应用统计的试

分试验基线由来

[J].

航天器环境工程

,2016,33

:121-126.

验方法来评估和验证航天产品的可靠性是不现实的,必须有适合航

[2]

向树红

张小达

李晔等.航天器环境试验基线与剪裁技术:第三部

天器特点的研制和试验方法

包括怎样使用试验手段来保证和验证

分试验基线剪裁

[JJ.

航天器环境工程

2016,33(4).

它的可靠性

这正是为什么在有了武器装备的可靠性保证标准后

[3]

邵亚楠

冯小琼.航天器产品关键检验和强制检验的质量控制方法

又另行制定航天器的可靠性保证标准的重要原因之一

过去的概

研究

[J].

质量与可靠性

2016(6).

念,认为可靠性试验就是要用统计试验的方法来测定和验证产品的

[4]

王建军

李延

张庆君等.高分三号卫星产品保证实施策略与实践

可靠性指标所以和环境试验完全不是一回事

实际上

(寸航天器这

[JJ.

航天器工程

201726(®

种产品恰恰难以用统计的方法来做试验

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