真空热试验模拟

为了检验卫星各子系统的电性能并消除其相互的干扰, 需对卫星上广泛使用的半导体器件进行老化试验处理, 后来又出现了热应力筛选试验。所谓热应力筛选试验, 就是在常温、常压下进行热循环试验, 将潜在的失效通过加大热应力的办法将其显现出来并加以消除, 使器件的失效进入稳定过渡期, 在寿命终比前又出现失效高发期。这样就形成了一浴盆曲线, 即早期和晚期是事故高发期, 中期是事故低发期。通过热应力筛选试验可以大大提高电子器件的可靠性, 从而提高卫星的可靠性。从卫星发生的事故来看, 发现大致上遵循浴盆曲线, 但中期阶段并不是一直线, 而是一向下倾斜的有起伏的驼峰曲线, 其形成机制至今未有圆满解释。我们认为这是因为卫星处于失重的热真空环境中, 换热居主导地位的是热辐射而非热对流, 并且是在微重力环境下, 很容易造成局部过热而引发事故。所以, 卫星在做了常温常压下的热循环试验之后, 还必须作热真空环境下的热循环试验。试验次数由原来的次减至现在的次, 这样既节省了试验费用, 也达到了提高卫星可靠性的目的。

       为了检验卫星通过温控措施后的效果, 必须通过热平衡试验的考验。由于卫星的换热主要是通过热辐射的方式, 热真空平衡试验时间长、费用高, 对研制周期的影响也大。能否找到一个简单的办法, 只通过较短时间的试验数据就预报出它的平衡温度来呢对此, 我们认为卫星的平衡温度点就是指此点的温度不随时间变化, 其时间变化率为零。因此在预测时将微分项等于零, 就成了解非线性代数方程, 则可求出平衡温度。根据协同论, 在众多相互有关的子系统中起支配作用的是慢系统。由于起基础作用的是辐射项, 它是慢系统, 而传导项是快系统, 仅在系统初期有点作用, 因此在方程中可将传导项去掉, 方程的基本解是反正切函数。这样可通过控制论的系统辨识的方法,测出此种函数的基本参数, 从而可预示出它的平衡温度。当然还可用求微分方程拐点的办法找到转换温度点, 然后求平衡温度。这样可以达到减少试验时间、降低试验费用、缩短研制周期的目的。

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