HB 6139-1987航空机载设备可靠性试验(鉴定和验收)

中华人民共和国航空工业部部标准HB6139-87
航空机载设备可靠性试验
（鉴定和验收）
研究房
1987-06-27发布
中华人民共和国航空工业部
1988-01-01实施
适用范围
1.2设备分类
引用标准·
名词术语及定义
平均故障间隔时间（MTB）
失效前平
的观测值（
的验证值
的预计值0
假设值的下限值（
假设值的上限值（9。
生产方风险率（。
使用方风险率(B)
鉴别比(d)
修复性维修（修理）·
任务剖面：
可靠性试验的总要求和试验前工作…4.1
试验的总要求
设备设计定型的可靠性鉴定试验设备生产定型的可靠性鉴定试验…设备可靠性验收试验（抽样）
全数可靠性验收试验.
可靠性试验前工作内容和要求
制订可靠性试验方案的文件.
制订可靠性试验程序·
可靠性预计
失效模式、影响和致命性分析（FMECA）设备的热测定
进行预处理
功能和环境试验
5试验条件及应力水平
试验条件的确定
·（(2)
（3）
：（3)
·（4)
·（4)
实测应力
估计应力·
基本设计应力
极限应力：
5.2环境试验的实施
综合环境条件及应力
组合环境条件及应力
双应力试验
单应力试验…
电应力
振动应力·
热应力·
潮湿应力
低气压应力
制订试验条件的程序
6·统计试验方案
6.1标准型试验方案
6.i.1接收概率曲线与预期试验时间曲线：6.1:2
其它定时截尾试验方案.·
6.2试验方案的选择
试验方案种类的选择·
选用统计试验方案时考虑的因素6.2.2.
6.3.试验要求
设备性能
受试设备数量：
6.3.3.设备的选择：
试验时间
6.4全数可靠性验收试验方案一试验方案XVII-…6.4.1
试验时间…
方案XVII的判决
6.4.2.1·接收…
6.4.2.2.拒收
6.4.2.3·达到边界线·
6.4.3其它全数可靠性试验方案
7可靠性试验中的实施要求
受试设备的选择
受试设备在试验装置上的安装
7.3.试验装置和仪器仪表
（5）
（5）
（5）
（5）
（5）
（7）
（12)
（12)
对试验装置的要求
7.3.2试验仪器仪表
7.4试验的监测…
7.5·受试设备的预防性维护*
7.6失效的处理
7.6.1失效分类
关联失效
7.6.1.2非关联失效·
7.6.2失效分析...
7.7受试设备修复性维修及更换
8试验的判决和试验数据处理
试验的判决
定时截尾试验的判决…
概率比序贯试验的判决
可靠性鉴定试验后的处置
可靠性验收试验后的处置
8.2试验数据处理
采用定时截尾方案时MTBF的估计8.2.1
失效发生时MTBF的估计
8.2.1.2接收时MTBF的估计·
采用序贯试验方案时MTBF的区间估计8.2.2
接收时MTBF的区间估计
拒收时MTBF的区间估计
9可靠性试验后的工作及试验记录、报告9.1
改正措施·
受试设备的复原·
试验记录和报告
附录A
附录B
附录C
值班情况和测试数据记录
设备失效记录
设备失效综合记录·
设备的热测定报告
预处理报告·.
设备失效分析综合报告
可靠性试验总报告
统计试验方案（补充件）
确定试验环境因素的原则（参考件）可靠性试验环境条件（参考件）·(14)
（16)
（16)
（16）
(20）
（20)
（62)
·（65)
附录D试验数据估计方法（参考件）（83)
中华人民共和国航空工业部部标准航空机载设备可靠性试验
（鉴定和验收）
HB6139-87
为了验证研制的或生产的航空机载设备的可靠性，本标准规定了设备进行试验的要求、试验程序、试验条件和推荐的统计试验方案等内容。1适用范围
1.1范围
本标准适用于失效前工作时间服从指数分布的设备进行可靠性鉴定试验和可靠性验收试验的要求。
标准中规定的每项要求并不是完全适用各种情况，因此生产和订货部门应根据不同设备的实际需要加以审核。
1.2适用的设备
本标准适用于下列三类设备：
第1类喷气飞机用设备；
涡轮螺旋浆飞机与直升飞机用设备；第2类
第3类
空中发射武器与机舱外设备。
2引用标准
GB3187-82《可靠性基本名词术语及定义》HB5830.5一84《机载设备环境条件及试验方法一振动》HB5830.8一84《机载设备环境条件及试验方法一高温》HB5830.9一84《机载设备环境条件及试验方法一低温》HB5830.10一84《机载设备环境条件及试验方法一温度冲击》HB5830.11一86《机载设备环境条件及试验方法一湿热》HB5830.7-85《机载设备环境条件及试验方法一炮振》3名词术语及定义
3.1平均故障间隔时间（MTBF）
可修复产品可靠性的一个基本特征量。指产品相邻两故障间工作时间平均值。3.2失效前平均时间（MTTF）
不可修复产品可靠性的一个基本特征量。指产品失效前工作时间的平均值。3.3MTBF的观测值（9）
航空工业部1987-06-27发布
1988-01-01实施
HB6139—87
其值等于设备总试验时间除以关联失效数。3.4MTBF的验证值（）
在试验条件下MTBF真值的可能范围（即包括观测值在内的置信区间）。3.5MTBF的预计值（9,）
按照设备的设计及使用环境，用可靠性预计方法确定的MTBF值。3.6MTBF假设值的下限值（0.）
它是不可接受的MTBF值。设备的MTBF真值接近，时，指数分布标准型的试验方案将以高概率拒收设备。
3.7MTBF假设值的上限值（9.）
它是可接受的MTBF值。设备的MTBT真值接近6。时，指数分布标准型的试验方案将以高概率接收设备。
3.8生产方风险率(α)
指设备MTBF的真值等于MTBF假设值的上限值6。时，设备被拒收的概率。3.9使用方风险率(B）
指设备MTBF的真值等于MTBF假设值的下限值9，时，设备被接收的概率。3.10鉴别比(d)
它是标准型试验方案的一个参数，指数分布统计试验方案的&=6./0.。3.11修复性维修（修理）
在设备失效的情况下，为将设备恢复到规定状态所采取的措施。3.12任务剖面
它是对与某一规定任务有关的所有主要过程和条件的描述。面描述该过程的经历时间、环境条件及其试验周期等。4可靠性试验的总要求和试验前工作4.1试验的总要求
可靠性试验是装备研制与生产的可靠性大纲的组成部分。鉴定或验收试验应按本标准的要求进行设计和实施。
4.1.1设备设计定型的可靠性鉴定试验试验的目的是为了验证设备的设计是否符合设备在规定环境条件下和规定性能下的可靠性要求。根据鉴定试验结果，作出设备可靠性是否合格的结论，并正式确定设备可靠性指标初始值和试验方案，作为能否进行试生产的可靠性依据。4.1.2设备生产定型的可靠性鉴定试验试验的目的是为了验证设备工艺设计是否符合设备在规定环境条件和规定性能下的可靠性要求。根据鉴定试验结果，作出设备可靠性是否合格的结论，并对部分设备给出可靠性指标值，其余给出临时指标值，作为能否进行批量生产的可靠性依据。4.1.3设备可靠性验收试验（抽样）此款应按实际需要确定是否进行，或与4.1.1款一并进行2
HB6139-87
试验的目的是为了验证各批设备能否在规定环境条件和规定性能下都能满足可靠性要求。根据验收试验结果，作出接收和拒收的判决。4.1.4全数可靠性验收试验
仅对特殊要求的设备（例如出于确保安全或完成任务的需要），自交付第一台设备开始，便对每一台设备进行可靠性验收试验。试验前应按附录A要求选择试验方案，当受试设备满足规定试验时间又没有到达所选方案的拒收线，全部受试设备均应被接收，当受试设备在规定时间内达到或超出所选方案的拒收线，可作出拒收判决。故这类试验可取代设备可靠性抽样验收试验。
4.2可靠性试验前工作内容和要求4.2.1制订可靠性试验方案的文件为贯彻本标准要求，生产方应根据合同或技术协议制订可靠性试验方案的文件。此文件应包括所有可靠性鉴定、验收试验及老练程序的说明，并应反映设备技术条件及本标准的要求。可靠性试验方案的文件应经使用方同意，并在试验前提交有关技术部门审定通过。此文件应包括下列各项内容：
各种可靠性试验的目的和要求；受试设备结构形式说明和数量；试验条件（环境的和工作的）及性能曲线和工作循环；选取的统计试验方案；
试验进度表和阶段计划；
规定试验要求（预处理、预防性维护及设备更换等）及失效判据；试验装置及测试仪器的说明和要求；对其他部门提供试验器材的要求；试验程序单格式及记录要求；
试验分析的要求、计算方法及试验报告内容：j
对不同的试验，上述具体内客可作相应的变更，但应尽量使文件的项目完整。4.2.2制订可靠性试验程序
在可靠性试验方案文件批准后，还应为贯彻批准的试验方案文件制订出详细的可靠性试验程序。该程序内容应说明每种试验进行的方法，试验装置和测试仪器的使用要求等。编制试验程序应考虑受试设备的工作循环、试验周期中各环境应力的施加和应力水平变化情况、预处理、预防性维护、试验记录要求（值班记录、数据和失效记录)等内容。4.2.3可靠性预计
试验前，对设备应进行可靠性预计，这种预计应对设备所处不同飞行阶段或工作模式，按我国制定的元器件失效率手册进行。一般可靠性预计值6，应等于或大于9。才能开始试验。如在研制中已按上述要求作了预计则可免于进行。如因数据资料缺乏无法进行预计，也可暂不进行。
4.2.4失效模式、影响和致命性分析（FMECA）试验前进行这项工作可以指出在设计中存在致命性和突然失效的可能性，并有助于对可靠性试验中发生的失效进行分析。3
4.2.5设备的热测定
HB6139—87
用一台设备按可靠性试验程序（和规定任务剖面图）规定的温度循环和工作循环进行热测定。热测定目的是识别设备的最大热惯性部件和确定设备与试验箱空气之间的时间一温度关系。并将这种关系用来确定设备热稳定的程度，以便规定可靠性鉴定试验和验收试验所施加温度应力的持续时间。
用于热测定的受试设备不应再用作可靠性试验的样品。因为这种施加应力的附加工作时间，会使受试设备带上缺陷。如没有别的设备可用于热测定，当使用方同意，用于热测定的受试设备也可用作可靠性试验的样品。正常生产的每一种同类设备，只需要做一次热测定。如最大热惯性点的温度与试验温度之差在3℃以内或温度变化率小于每小时3℃时，可认为设备在高温或低温试验的温度已达稳定。如果热测定表明设备局部温度明显地高于设计时热分析的预计或比预计小得多，则应采取相应措施并在可靠性试验前通过。4.2.6进行预处理
对提交作可靠性试验的受试设备，必须进行相应的预处理（老练、筛选、磨合、试运行等）。受试设备的预处理应与生产的设备预处理相同，不应进行特别的预处理。设备的预处理由生产方进行，在预处理期间出现的失效，不影响合格与否或接收/拒收的判决，但应记录和分析，并采取相应的失效处理，对设备进行必要的修复性维修。一般老练期间最后一次修理后要完成无故障工作两个试验周期。
应合理地确定老练预处理持续时间和所施加的环境应力，其目的为了排除设备的早期失效。试验应力的选择要求能在最短时间内最有效地暴露故障及不引进现场使用中不会出现的失效模式或留下残余应力，但不需要对工作环境进行精确模拟。4.2.7功能和环境试验
由拒收判决引起设计、技术条件或试验过程条款的变更，要补充做功能和环境试验，直到满足要求。
5试验条件及应力水平
试验条件应包括设备的工作应力条件及环境应力条件。工作应力条件，包括设备开启时间、工作循环、开启频度、输入及输出条件等。这些条件由具体设备的特性、功能及使用维修情况确定。环境应力条件，包括振动、温度、湿度、低气压、炮振、盐雾等。这些条件应按设备所在的机种、安装位置的环境条件及设备对各环境因素的敏感情况确定。具体确定方法见附录B。试验应力及水平是指试验时施加工作应力及环境应力的类型，应力的大小，作用时间的长短，施加应力的频度及次数，施加应力的次序等，应根据现场使用所完成典型的任务剖面时的应力情况确定。试验时应尽可能模拟现场实际使用情况。本标准规定采用综合环境条件，但在下列情况下：a。根据设备的结构、工艺、材料特征、设备的功能特征与使用环境条件的主要环境因素耦合结果证明可不做综合环境试验的；由于试验装置不能满足综合环境试验的要求的。b.
HB6139-87
通过生产方和使用方协商，允许用合理的组合环境试验代替综合环境试验。5.1试验条件的确定
试验过程中施加的各项应力及施加应力的顺序，应按5.2及附录C中有关要求予以规定。温度、湿度应考虑不同舱室的环境条件的影响，振动应力应考虑各部位机械阻抗不同带来的影响。
试验时施加应力的种类，应力的类型及应力大小，应按下列次序来确定。5.1.1实测应力
根据使用方所拟定的设备安装部位、用途及飞机执行典型任务剖面时所实测的工作应力及环境应力的数据，经分析归纳来确定。5.1.2估计应力
如果不能得到设备所计划的各种用途及安装部位的实测应力的各种数据，则可根据相似的机种、任务面、安装部位及相似用途的相似设备的实测数据来估计试验中施加的应力的种类、应力类型及应力大小。
5.1.3基本设计应力
在下列三种情况下：
使用方未规定应力种类，应力类型及应力大小；a.
b.不能获得关于所计划用途的实测数据；c，不能获得估计用的相似用途的实测数据。试验时施加的环境因素的种类、类型、应力大小按附录C所规定的方法确定。5.1.4极限应力
通用设备可用应力步进施加法，在设备失效率不出现明显增加情况下，确定设备正常工作的极限环境应力水平。
5.2环境试验的实施
5.2.1综合环境条件及应力
除另有规定外，对大多数新研制的设备，通常应按照所规定的现场使用实测环境因素的种类（主要）、应力的类型、应力大小及变化速率，将各应力综合于同一试验空间。表1给出了不同机种的环境应力综合情况和要求。对于大多数设备在试验时应施加的环境应力的种类是：电应力、振动应力（随机、正弦或随机加正弦的复合）、热应力、潮湿应力、低气压应力等。5.2.2组合环境条件及应力
由于综合环境试验设备在我国尚不普及，且多种环境应力共同作用时，对设备的结构及功能的影响，因环境应力的种类和设备的结构与功能不同而异。对某些设备经生产、使用双方协商可以用多个单应力按一定的顺序施加的组合试验条件来代替综合试验条件。设备技术条件或合同应对组合中的应力种类、类型、大小、组合顺序及循环周期作出规定。组合试验的各单应力施加顺序可按下述的原则确定：模拟现场使用中的环境应力出现的顺序；a.
b.对强度与性能有残余影响的应力应先加；5
电应力
HB6139-87
200000
左左左左
左左左左
同同同同
左左左左
左左左左
湿应力
HB6139-87
C.参照环境适应性试验方法总则中推荐的顺序，d.试验循环次数较多时，应力施加的顺序对试验结果影响较小，施加应力的顺序主要考虑试验设备的利用率及试验效率。5.2.3双应力试验
某些特殊的使用场合，如果只有两个主要的环境应力特别天或设备只对某两种环境应力缴感时，则允许只施加该两因素的相应应力进行试验。5.2.4单应力试验。
某些特殊情况下，只有一个主要环境因素或某些特殊的设备只对其中某一环境因素敏感，可以只施加该环境应力进行试验。5.3电应力
电应力包括设备的通断循环、工作时电应力及输入电压在标称值的上下限的变化。根据设备的特性、用途、现场使用的情况确定通、断的频度及工作的时间，循环的次数。具体要求由设备技术条件、合同及有关标准作出规定，如无特殊规定，应按附录的规定进行。5.4振动应力
可靠性试验时，施加给受试设备的振动激励应与设备在现场使用时的实际振动激励一致。它与飞机的类型，设备所在飞机的舱位、及安装支承方式，飞机执行典型飞行任务的各个阶段的情况有关。在确定振动应力时应在下列几个方面作出规定：振动类型（正弦、随机、随机加正弦）；a.
频率范围及量值；
c.振动施加轴向：
d.振动持续时间（每循环周期各应力水平的交变次数）及总时间（应力总交变次数）。如无特殊规定，应力水平应按HB5830.5一84《机载设备环境条件及试验方法一振动》的有关要求进行。
最低应力水平不得低于按附录C估算出的应力水平。5.5热应力
热应力是模拟设备现场使用的环境热应力情况，它取决于飞机使用的地域、范围、机种、完成典型任务剖面的气动加热情况；飞机上升、下降速度造成的热循环情况，设备所在舱室的空调、冷却情况和自身的发热情况等。确定热应力时应在下列几个方面作出规定：起始温度（地面停放时的热浸、冷漫）及接通电源时间（加热作用）；工作温度（执行任务时最高、最低温度，温度变化速率及变化次数）；b.
每个任务剖面的温度循环次数；d.冷却方式及冷却气流（速率及波动），设备自身发热情况。5.6潮湿应力
温度循环期间的潮湿应力应足以产生使用现场中可能遇到的凝露及结霜现象。在试验循环周期的每一阶段，不要求始终保持湿度不变。可以在温度循环过程中某些适当的循环段上，通过向试验空间喷入水汽的办法提高湿度以产生所需要的结果。5.7低气压应力