真空熱試驗模擬

    為了檢驗衛(wèi)星各子系統(tǒng)的電性能并消除其相互的干擾, 需對衛(wèi)星上廣泛使用的半導體器件進行老化試驗處理, 后來又出現(xiàn)了熱應力篩選試驗。所謂熱應力篩選試驗, 就是在常溫、常壓下進行熱循環(huán)試驗, 將潛在的失效通過加大熱應力的辦法將其顯現(xiàn)出來并加以消除, 使器件的失效進入穩(wěn)定過渡期, zui后在壽命終比前又出現(xiàn)失效高發(fā)期。這樣就形成了一浴盆曲線, 即早期和晚期是事故高發(fā)期, 中期是事故低發(fā)期。通過熱應力篩選試驗可以大大提高電子器件的可靠性, 從而提高衛(wèi)星的可靠性。從衛(wèi)星發(fā)生的事故來看, 發(fā)現(xiàn)大致上遵循浴盆曲線, 但中期階段并不是一直線, 而是一向下傾斜的有起伏的駝峰曲線, 其形成機制至今未有圓滿解釋。我們認為這是因為衛(wèi)星處于失重的熱真空環(huán)境中, 換熱居主導地位的是熱輻射而非熱對流, 并且是在微重力環(huán)境下, 很容易造成局部過熱而引發(fā)事故。所以, 衛(wèi)星在做了常溫常壓下的熱循環(huán)試驗之后, 還必須作熱真空環(huán)境下的熱循環(huán)試驗。試驗次數(shù)由原來的次減至現(xiàn)在的次, 這樣既節(jié)省了試驗費用, 也達到了提高衛(wèi)星可靠性的目的。

       為了檢驗衛(wèi)星通過溫控措施后的效果, 必須通過熱平衡試驗的考驗。由于衛(wèi)星的換熱主要是通過熱輻射的方式, 熱真空平衡試驗時間長、費用高, 對研制周期的影響也大。能否找到一個簡單的辦法, 只通過較短時間的試驗數(shù)據(jù)就預報出它的平衡溫度來呢對此, 我們認為衛(wèi)星的平衡溫度點就是指此點的溫度不隨時間變化, 其時間變化率為零。因此在預測時將微分項等于零, 就成了解非線性代數(shù)方程, 則可求出平衡溫度。根據(jù)協(xié)同論, 在眾多相互有關的子系統(tǒng)中起支配作用的是慢系統(tǒng)。由于起基礎作用的是輻射項, 它是慢系統(tǒng), 而傳導項是快系統(tǒng), 僅在系統(tǒng)初期有點作用, 因此在方程中可將傳導項去掉, 方程的基本解是反正切函數(shù)。這樣可通過控制論的系統(tǒng)辨識的方法,測出此種函數(shù)的基本參數(shù), 從而可預示出它的平衡溫度。當然還可用求微分方程拐點的辦法找到轉(zhuǎn)換溫度點, 然后求平衡溫度。這樣可以達到減少試驗時間、降低試驗費用、縮短研制周期的目的。