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真空熱試驗模擬
真空熱試驗模擬
為了檢驗衛星各子系統的電性能并消除其相互的干擾, 需對衛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、常壓下進行熱循環試驗, 將潛在的失效通過加大熱應力的辦法將其顯現出來并加以消除, 使器件的失效進入穩定過渡期, zui后在壽命終比前又出現失效高發期。這樣就形成了一浴盆曲線, 即早期和晚期是事故高發期, 中期是事故低發期。通過熱應力篩選試驗可以大大提高電子器件的可靠性, 從而提高衛星的可靠性。從衛星發生的事故來看, 發現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星處于失重的熱真空環境中, 換熱居主導地位的是熱輻射而非熱對流, 并且是在微重力環境下, 很容易造成局部過熱而引發事故。所以, 衛星在做了常溫常壓下的熱循環試驗之后, 還必須作熱真空環境下的熱循環試驗。試驗次數由原來的次減至現在的次, 這樣既節省了試驗費用, 也達到了提高衛星可靠性的目的。
為了檢驗衛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據就預報出它的平衡溫度來呢對此, 我們認為衛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方程, 則可求出平衡溫度。根據協同論, 在眾多相互有關的子系統中起支配作用的是慢系統。由于起基礎作用的是輻射項, 它是慢系統, 而傳導項是快系統, 僅在系統初期有點作用, 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。這樣可通過控制論的系統辨識的方法,測出此種函數的基本參數, 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。