熱真空試驗(yàn)是指在真空和一定的溫度條件下驗(yàn)證航天器及其組件各種性能與功能的試驗(yàn)，由冷浸、熱浸與變溫過程組成。其環(huán)境條件為真空度優(yōu)于6.5×10-3Pa；具有冷黑背景，半球法向發(fā)射率大于0.90。在模擬試驗(yàn)時(shí)，試件多處于工作狀態(tài)并測量其工作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。冷浸是使航天器及其組件處于規(guī)定的試驗(yàn)最低溫度，并停留規(guī)定的時(shí)間;熱浸是使其處于規(guī)定的試驗(yàn)最高溫度，并停留規(guī)定的時(shí)間。從室溫開始降至規(guī)定的試驗(yàn)最低溫度，實(shí)行冷浸 再上升至規(guī)定的試驗(yàn)最高溫度，實(shí)習(xí)熱浸，最后回到室溫，成為一個(gè)溫度循環(huán)。

熱真空試驗(yàn)概述：

航天器入軌后運(yùn)行在宇宙空間的高真空環(huán)境中，輻射成為換熱的主導(dǎo)方式，氣體的傳導(dǎo)和對流熱效應(yīng)已經(jīng)可以忽略。由于這與地面大氣環(huán)境條件下的換熱方式有很大的不同，在大氣環(huán)境條件下無法預(yù)測航天產(chǎn)品在以輻射為換熱主導(dǎo)方式的空間環(huán)境下工作時(shí)會出現(xiàn)什么問題，因此，需要在地面進(jìn)行航天產(chǎn)品的熱真空試驗(yàn)，模擬具有輻射換熱效應(yīng)的真空環(huán)境和熱循環(huán)環(huán)境聯(lián)合作用的條件，檢驗(yàn)航天器產(chǎn)品的性能和功能，驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性，暴露產(chǎn)品在元器件、材料、工藝及質(zhì)量方面的缺陷。實(shí)踐證明，通過熱真空試驗(yàn)可以大大提高航天器在軌運(yùn)行的可靠性，國內(nèi)外有關(guān)航天器環(huán)境試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范都將熱真空試驗(yàn)規(guī)定為必做的試驗(yàn)項(xiàng)目。

熱真空試驗(yàn)規(guī)定真空環(huán)境條件的目的是模擬以輻射為換熱主導(dǎo)方式的效應(yīng)。理論和實(shí)驗(yàn)證明，在壓力低于 10^-2Pa 的條件下，氣體的對流和傳導(dǎo)換熱效應(yīng)僅為輻射換熱效應(yīng)的萬分之一，在這種壓力條件下已經(jīng)可以較為真實(shí)地模擬高真空環(huán)境的熱效應(yīng)，不需要追求更高的真空度。因此，一般規(guī)定熱真空試驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)室的壓力不高于 6.5×10^-3Pa （或 1.3×10^-3Pa）。

衛(wèi)星組件、分系統(tǒng)及整星的熱真空試驗(yàn)應(yīng)力條件設(shè)置主要依據(jù)衛(wèi)星任務(wù)的特點(diǎn)，根據(jù)最高和最低溫度進(jìn)行相應(yīng)的加嚴(yán)考核。元器件級熱真空試驗(yàn)在制定試驗(yàn)方案時(shí)，主要參考的是衛(wèi)星組件、分系統(tǒng)及整星的熱真空試驗(yàn)方法。

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熱真空試驗(yàn)，是裝有真實(shí)產(chǎn)品的航天器在真空和規(guī)定的溫度循環(huán)條件下，驗(yàn)證或檢查航天器產(chǎn)品功能、檢驗(yàn)航天器制造工藝、發(fā)現(xiàn)航天器設(shè)備早器失效的熱真空試驗(yàn)。

在研制過程中，航天器都要進(jìn)行熱真空試驗(yàn)，在初樣研制階段要進(jìn)行鑒定級熱真空試驗(yàn)，對于發(fā)射的航天器，無論是第一次發(fā)射，還是重復(fù)性發(fā)射，每發(fā)都要進(jìn)行驗(yàn)收級熱真空試驗(yàn)。

在熱真空試驗(yàn)中，高溫限與低溫限的停留時(shí)間通常為8-12小時(shí)。

在熱真空試驗(yàn)中，熱控分系統(tǒng)承擔(dān)的工作包括：

（1）航天器內(nèi)溫度數(shù)據(jù)的監(jiān)視、分析與檢測。

（2）航天器內(nèi)溫度控制：航天器內(nèi)溫度達(dá)到高溫限與低溫限的控制，以及高溫限與低溫限的保持。采取的方法是：控制航天器散熱面的散熱能力；航天器內(nèi)儀器工作與不工作；控溫專用加熱器的通電與斷電；以及液體冷卻回路降溫等。

（3）航天器外溫度控制：航天器外表面溫度控制，對于采用紅外籠模擬外熱流。通過改變黑片目標(biāo)溫度實(shí)現(xiàn)；對于采用康銅加熱片模擬外熱流，通過改變加在康銅加熱片上的加熱功率實(shí)現(xiàn)。

（4）航天器內(nèi)儀器設(shè)備升降溫速率與升降溫時(shí)間的控制。

熱真空試驗(yàn)條件：

（1）環(huán)境壓力：優(yōu)于6.65×10-3Pa。

（2）試驗(yàn)溫度：一般電子電器設(shè)備的鑒定級溫度范圍為-35～65°C，驗(yàn)收級試驗(yàn)溫度范圍為-25～60°C。

（3）循環(huán)次數(shù)：鑒定級試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)要求至少9.5次，準(zhǔn)鑒定級試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)要求至少3.5次，驗(yàn)收級試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)要求至少3.5次。

（4）停留時(shí)間：極端高低溫端停留時(shí)間至少6小時(shí)。

熱真空試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

國內(nèi)外航天機(jī)構(gòu)在對于衛(wèi)星組件、分系統(tǒng)、整星的鑒定和驗(yàn)收中，熱真空試驗(yàn)是必做的試驗(yàn)項(xiàng)目，并制定了相關(guān)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，如“MIL-STD-1540D—1999.Product verification requirements for launch，upper stage，and space vehicles”，“ECSS-E-10-03A—2002.Space engineer”，“GJB1027—1990.衛(wèi)星環(huán)境試驗(yàn)要求”。

熱真空試驗(yàn)的基本參數(shù)為試驗(yàn)室內(nèi)的壓力、試件表面溫度及平均溫度變化速率、高溫恒溫段和低溫恒溫段停留時(shí)間，以及循環(huán)次數(shù)等，一般要求如下：

（1）試驗(yàn)室內(nèi)壓力不高于 6.5×10-3Pa（若能夠達(dá)到不高于 1.3×10-3Pa 則更佳，可視產(chǎn)品和設(shè)備具體情況而定）。

（2）試驗(yàn)中試件表面溫度測點(diǎn)（溫度控制傳感器安裝在試件表面的非熱源處）的溫度在高溫和低溫之間循環(huán)變化。在每個(gè)循環(huán)中，維持高（低）溫恒溫段為 4～12h，平均變溫速率不小于1℃/min（或根據(jù)設(shè)備能力確定）。鑒定試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)為2～3次，驗(yàn)收試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)為1次。

（3）鑒定試驗(yàn)中高溫恒溫段和低溫恒溫段的溫度為產(chǎn)品在航天飛行中可能經(jīng)受的最高環(huán)境溫度增加 5℃和最低溫度減少 5℃。驗(yàn)收試驗(yàn)中高溫恒溫段和低溫恒溫段的溫度為產(chǎn)品在航天飛行中可能經(jīng)受的最高環(huán)境溫度和最低環(huán)境溫度。高溫恒溫段允許正偏差 3℃，低溫恒溫段允許負(fù)偏差3℃。

（4）溫度循環(huán)。熱真空試驗(yàn)中的一個(gè)溫度循環(huán)包括高溫和低溫兩個(gè)溫度交變，在進(jìn)行高、低溫溫度保持時(shí)，分別進(jìn)行衛(wèi)星等的測試。根據(jù)總體規(guī)范的要求，衛(wèi)星處于每個(gè)溫度保持階段的時(shí)間為 8h，溫度保持的時(shí)間應(yīng)滿足衛(wèi)星進(jìn)行在軌運(yùn)行條件和工作模式測試的需求。試驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行衛(wèi)星的高溫端儀器設(shè)備溫度拉偏，試驗(yàn)條件滿足高溫保持的條件時(shí)，進(jìn)行 8h的高溫保持，之后開始降溫，進(jìn)行衛(wèi)星的低溫端儀器設(shè)備溫度拉偏，當(dāng)試驗(yàn)條件滿足低溫保持的條件時(shí)，進(jìn)行 8h 的低溫保持，完成試驗(yàn)的 1 個(gè)循環(huán)。本試驗(yàn)中共進(jìn)行 4 個(gè)溫度循環(huán)，以滿足暴露儀器設(shè)備制造和組裝的工藝缺陷的需要。

（5）溫度拉偏。在試驗(yàn)過程中，星上儀器設(shè)備的溫度拉偏均需滿足如下要求：對于高溫工況，儀器設(shè)備按 FM1 在軌飛行的最高遙測溫度提高 5e 以上，但必須在儀器設(shè)備的驗(yàn)收級高溫限以下；對于低溫工況，由于FM1在軌飛行中沒有出現(xiàn)極冷工況的條件，因此，以熱設(shè)計(jì)分析計(jì)算值作為下拉的基準(zhǔn)，儀器設(shè)備的溫度比預(yù)計(jì)溫度拉低5e以下，但必須在儀器設(shè)備的驗(yàn)收級低溫限以上。

（6）溫度保持。當(dāng)星上的儀器設(shè)備溫度有 80%以上達(dá)到拉偏+5e 或-5e 的時(shí)候，開始進(jìn)入8h的溫度保持階段。每一個(gè)溫度保持階段的后5h進(jìn)行衛(wèi)星性能的電測試。

（7）試驗(yàn)暴露的衛(wèi)星缺陷。在整個(gè)熱真空試驗(yàn)中，通過整機(jī)電測，對整機(jī)各個(gè)分系統(tǒng)在試驗(yàn)前、試驗(yàn)中和試驗(yàn)后均進(jìn)行了詳細(xì)的功能、性能測試，使整機(jī)所有設(shè)備都得到了檢驗(yàn)。

熱真空試驗(yàn)要求：

（1）溫度穩(wěn)定性：溫度變化保持在3°C，溫度變化的速率不小于1°C/min。

（2）測溫點(diǎn)：進(jìn)行熱浸試驗(yàn)時(shí)，溫度系指機(jī)殼上或儀器板溫度，且此測溫點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離試驗(yàn)設(shè)備的熱源處；進(jìn)行冷浸試驗(yàn)時(shí)，溫度系指機(jī)殼上或儀器板的溫度。

（3）整個(gè)試驗(yàn)過程中，產(chǎn)品通電工作并進(jìn)行設(shè)備的性能監(jiān)測或測試。當(dāng)溫度達(dá)到并穩(wěn)定在極端低溫時(shí)產(chǎn)品斷電，然后作冷啟動并作性能測試；當(dāng)溫度達(dá)到并穩(wěn)定在極端高溫時(shí)產(chǎn)品斷電，然后作熱啟動。試驗(yàn)前后對單機(jī)進(jìn)行全面性能測試并對比。

（4）射頻單機(jī)應(yīng)在設(shè)計(jì)頻率和最大功率下工作；機(jī)械運(yùn)動部件在穩(wěn)定的高低溫端進(jìn)行力和力矩設(shè)計(jì)余量的測試。

享檢測可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行熱真空實(shí)驗(yàn)，該試驗(yàn)是指模擬航天器在真空、冷黑和太陽輻射環(huán)境的地面試驗(yàn)。概念：模擬航天器在空間的真空、冷黑和太陽輻射環(huán)境的一種地面試驗(yàn)。