SJZ 21501-2018 雷达环境适应性设计指南[电子].pdf
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1、Bl中华人民共和国电子行业标准FL0109SJ/Z21501-2018雷达环境适应性设计指南Guide of environmental adaptation design for radar2018- 12-29 发布2019-03 -01 实施国家国防科技工业局发布SJ/Z 21501-2018NZ. 1_ 刖S123455.15.25.35.45.55.65.75.8目 次.11 .1 .1 .2 .3 .3 .3 .4 .4 .4 .4.5 .5 .5 .6 .6 .7 .7 25 27 28 3536范围.规范性引用文件 术语和定义. 缩略语. 一般要求环境分类 装载平台分类 环境剖
2、面. 雷达主要组成 构件表面复 环境适应懂t 环境适 环境适6详细要求6.16.26.36.46.5环境分 环境条 环境适 环境适区 环境适应;附录A(资料性W 方附录B (资料性IO录) 参考文献达环境类型及其影响分析蚀影响因素调查表ISJ/Z 21501-2018前 言本指导性技术文件的附录A和附录B为资料性附录。本指导性技术文件由中国电子科技集团有限公司提出。本指导性技术文件由工业和信息化部电子第四研究院归口。本指导性技术文件起草单位:中国电子科技集团公司第十四研究所。本指导性技术文件主要起草人:赵新舟、孙兆军、张轶群、周世新、梁元军、徐俊东、陈振宇。IISJ/Z 21501-20181
3、范围雷达环境适应性设计指南本指导性技术文件规定了雷达环境分析、环境条件分解的具体要求,规定了环境适应性设计必须遵 循的耐气候环境、耐机械环境、耐生物环境、耐电磁环境、耐地震环境、耐核生化环境等设计要求,以 及环境适应性设计验证和评价要求。本指导性技术文件适用于土2规范性引用文件下列文件中的糜;用文件,其随后 励根据本指导, 件,其最新版本GGB/T 47 GB/T 5267. GB 5001 GB 5022 GJB 4.8 GJB 67.1 GJB 74 GJB 150.1 GJB 150.2 GJB 150.3 GJB 150.4最新术文件。指双I分类标准环境t军军用匚第1部分第2部分第3部
4、分第4部分件电t震设计程抗设备达通用规泡通用要求局温验第9部分:湿热试验)或修订版均旨导性技术文件的引用而成为本指导性验室环境试验方法实验室环境试验方法备实验空皈境试验方法GJB 150.6-1986 军GJB 150.7GJB 150.8GJB 150.9GJB 150.10GJB 150.11GJB 150.12GJB 150.15GJB 150.16GJB 150.18GJB 150.20GJB 150.21军用装备实验军用装备实验室环境1军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实
5、验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法 军用装备实验室环境试验方法GJB 360电子及电气元件试验方法低气压(高度)林雨试验第10部分: 第11部分: 第12部分: 第15部分: 第16部分: 第18部分: 第20部分: 第21部分:霉菌试验盐雾试验 砂尘试验 加速度试验 振动试验 冲击试验 炮击振动试验 风压试验勺条款。凡是注日期的引 术文件,然而,鼓 注日期的引用文1SJ/Z 21501-2018GJB548微电子器件试验方法和程序GJB 1387机载电子设备与系统的热性能鉴定通用要求GJB 1446.80舰船系统界面要求保障设施电子设备冷却水GJB 16
6、21.7技术侦察装备通用技术要求第7部分:环境适应性要求和试验方法GJB 1629军事后勤装备防核、生物、化学武器通用规范GJB 2770军用物资贮存环境条件GJB 3493军用物资运输环境条件GJB 4000-2000(4)舰船通用规范4组电子信息系统GJB 4239装备环境工程通用要求GJB6117-2007装备环境工程术语GJB/Z 80-1996电子设备生物、应力腐蚀防护结构设计指南GJB/Z 215.2军工材料管理要求第2部分:选用SJ/T 10532.13工艺管理 工艺验证SJ 20509电子设备微生物劣化的起因与控制技术手册SJ 20593全金属钢丝绳隔振器通用规范SJ 2067
7、1印制板组装件涂覆用电绝缘化合物SJ 20817电子设备的涂饰SJ 20818电子设备的金属镀覆与化学处理SJ/Z 21502雷达电磁兼容性设计指南 3术语和定义GJB 6117-2007确立的以及下列术语和定义适用于本指导性技术文件。3. 1环境适应性 environmental adaptation装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境作用(如气候环境、生物环境、机械环境等)下能实现其 所有预定功能和性能和(或)不被破坏的能力,是装备的重要质量特性之一。GJB 6117-2007的2.3.33. 2环境条件 environmental conditions在装备(产品)的运输、贮存和使用过程
8、中可能会对其能力产生影响的环境应力,是确定环境适应 性要求的基础。GJB 6117-2007的221.53. 3型(暴露)表面 I type uncovered surface设备处于工作或行进状态时暴露于自然环境的表面,或虽未暴露于自然环境,但能够受到各种气候 因素直接作用的表面。气候因素包括温度、湿度、雨水、冰雹、积雪、含盐大气、工业大气、日光直接 照射、尘埃、风砂等。3. 4II 型(遮蔽)表面 II type covered surface设备处于工作或行进状态时不暴露于自然环境,并且不会受到雨水、冰雹、积雪的直接作用,日光 直接照射和风砂直接作用的表面。2SJ/Z 21501-201
9、83. 5环控 environment control采取措施对雷达设备所处环境或设备内部的温度、湿度和盐雾进行部分或全部控制,减轻各种环境 对设备的影响。4缩略语下列缩略语适用于本指导性技术文件。CAD-Computer Aided Design,计算机辅助设计;CAT-Computer Aided T W5 一般要求5. 1环境分类/好酸,温度阳1室外):溷L、低温 小温度上高温、低温2)I湿度aIe作、贮存); 6)用蚱7)N(8)雨入(9)积雪、13)太阳辐射;14)砂尘;15)盐雾;16)浸渍。b)机械环境:1)振动;2)冲击;3)加速度;4)跌落;5)倾斜;6)颠震;7)摇摆;3S
10、J/Z 21501-20188)噪声。c)电磁环境:1)电场;2)磁场;3)闪电;4)雷击。d)核辐射环境。e)生物环境:1)霉菌;2)啮齿动物、虫蚁;3)生物战剂。f)化学环境1)有毒、有害气体或液体;2)化学毒剂。g)地震环境。h)其他环境:1)浸水;2)爆炸性气体。5.2装载平台分类按照装载平台的不同,雷达可分为以下几类:a)地面雷达(包括固定式、机动式、半固定式和便携式);b)机载雷达(包括有人驾驶飞机、直升机等);c)舰载雷达(包括水面舰艇、潜艇)。5. 3环境剖面环境适应性设计应考虑雷达存在以下环境剖面:a)安装和调试;b)架设和撤收;c)工作和维护;d)运输和贮存。5.4 雷达主
11、要组成从功能实现,雷达一般由天线、发射、接收、信号处理、数据处理、控制与显示和伺服等分系统组 成。从硬件结构实现,雷达一般由平台、天线阵面设备,天线座传动设备,液压设备、冷却设备、车辆、 方舱设备,以及发射、接收、信号处理、数据处理、电源等电子设备和配套设备等组成。5.5 构件表面暴露类型分类5.5 . 1 I型(暴露)表面一般以下雷达设备结构表面均属I型表面:a)大型结构件:天馈线(含天线单元、馈线网络等)、高频箱、天线座、水较链、汇流环、承载 平台、载车(含运输平台)、蛙腿和调平腿、撑腿、维修梯(含平台)、液压系统(含供油系 统、液压阀组)、架撤机构、户外柜(箱)、方舱的外表面、冷却装置、
12、户外空调、保护架;b)小型结构件:户外接插件、户外五金件、户外紧固件、户外管路、户外铭牌、梯子、护栏、地 桩、拉杆、防风绳、垫块等安装附件;4SJ/Z 21501-2018c)非金属件:户外电缆、天线罩、防护套、密封条(块)、胶粘剂、线扣(夹)、油管外皮、减 震器(缓冲块)等;d)特殊结构:风冷百叶窗结构的内外表面及其内部设备表面,风冷户外柜(箱)、风冷高频箱的 内外表面及其内部设备表面。5.5.2 II型(遮蔽)表面一般以下雷达设备结构表面均属II型表面:a)有环控措施且满足密封隔热要求的方舱内表面及其内部设备表面;b)有环控措施且满足密封隔热要求的机房内表面及其内部设备表面;c)有环控措施
13、且满足密封隔热要求的高频箱或天线阵面内表面及其内部设备表面。5. 6环境适应性设计原则 _ .雷达环境适应性设计应贯彳吵曝不飙,a)贯彻国家标准、哆喇示源行业林7ML就电解斗海父标准(规范)及装载平台对 成品的环境适非b)根据用户吵侬至莎掠i环境适应性总要求,与电形成环境条件,以此 为输入,的痛/&设计和环境试验验证;215.2狗等/金评璃蠡、新工艺应乡疆分品血试验验证有效; d)与雷春扁0计、:维修荏M、保障也设计、测试性斛安全邺轴人机工程设计协同险数据和结果对发现的环弱环节及时采r不同装学养不同任务需求的雷达,其环境适应性要求有不同的侧重点?浦I a)对电输鼻环境适应性要求主要考虑高低温、
14、湿热、盐雾、霉菌/解力雪、冰、冰雹、 风、*式、低输射:亲动、部谑春崎物、虫/豪、/生化、地震等;对于机I动、冲境适应性要求主要考虑低气压、高低温、湿和、离心、失重、电磁等; /c)对于舰载氟iY环境运廊性要求主要考虑高低温、湿度、越冬金声、邦日辐射、雨水、浸渍、颠震、振动n击晶 环境适应性设计总 雷达环境适应性设计淼摆、积冰和冻雨、风直流磁场等环境分析:根据研制总要习;结构防护a)岛礁雷达设备应配备天线罩,并配备相应的环控设备(如罩内加装除盐除湿机、温控设备、盐 雾过滤装置),改善雷达天线的工作环境;b)对环境敏感的重要电子设备应放在工作房内,工作房应设置三防环境缓冲区。即将工作房分为 两个
15、房间,两个房间均安装空调,设备安装在里面的房间内,外面房间内的空调可将开启房门 带来的湿度、温度和盐雾变化控制住,内部房间可将设备工作温度和湿度控制在恒定的范围内;c)天线罩、工作房、天线阵面或机柜环境控制系统应采用液冷或闭式风冷(如空调风冷),避免 采用开式风冷,应避免电子设备与外部环境直接进行热交换。室内机柜环控应避免与室内空间 直接进行热交换,换热宜采用空-空换热器或空调风冷等闭式风冷结构;d)液冷系统的末端换热如采用风冷,应考虑加装盐雾过滤装置或将对环境敏感部件与外界隔离等 措施;e)温湿度监测:在室内环境和天线罩内环境分别设置温湿度传感器,实时监测温湿度的变化;17SJ/Z 2150
16、1-2018f)设备停机或在贮存状态时,应保持内部空间处于密封并放置可监测状态的适当数量干燥剂,控 制内部湿度满足要求;g)对于岛礁等恶劣环境,环境控制设计参数一般如下:1)温度:工作房内:W30C;天线罩内:W40C (空调冷,优选),W55C (常规风冷);2)湿度:工作房内:W65% (T=30 );天线罩内:W70% (430);3)大气含盐量:工作房内Wlmg/n?;天线罩内(2mg/n?。6. 3. 1. 13.4材料选择材料选择应重点考虑功能适用,费用合理。要求如下:a)在满足产品技术性能和使用性能的前提下,选用耐蚀材料;b)不能修理的组合件,尽量使用同寿命材料;c)选择的材料应
17、有可靠的腐蚀特性数据;d)综合考虑物理特性、设计限制、加工特性、安全特性、防腐特性和成本费用;e)金属材料在强度满足要求的条件下,优先选用钛合金、奥氏体或沉淀硬化不锈钢、防锈铝合金、 铜合金等耐蚀材料,弃用低档次不锈钢。普通钢、铝材等必须有可靠的表面涂覆措施才能使用, 并选择腐蚀倾向小的热处理状态;0 非金属材料包括各类模塑套管、护套、塑料板棒、塑料管、塑料扣、密封圈、橡胶板、层压板、 胶粘剂、复合材料制件等。对于复合材料制件、层压板等部件,其外表面会有保护涂料,一般 不用过多考虑环境影响,而没有涂料保护的套管、护套、塑料扣、胶粘剂等应选用有较好抗霉 菌能力且不易释放有害气体引起腐蚀的材料,油
18、环境下使用的非金属材料应具有耐油特性,室 外使用时还应具有抗紫外线、抗老化、耐湿热能力,在整个温度、湿度范围内保持性能的稳定 性,具有低吸潮性,可按GJB/Z 80-1996中表A1的规定选用。6.3. 1.13.5密封性设计密封分为焊接密封、胶接密封、密封圈密封、油封、灌封和包装密封。密封设计要求如下:a)关键构件应弃用平面密封形式,采用迷宫式密封设计,设计相应的迷宫式密封槽,起到多重密 封效果,提高密封的可靠性;b)转台应采用密封结构,防止盐雾、潮气侵入;c)对于室外无环控措施的密封腔体,应考虑由于温度变化引起的呼吸效应产生凝露积水的解决措 施;d)对于易腐蚀结构或有相对运动摩擦面等不易通
19、过防护工艺解决腐蚀的部位应采用非积水密封 结构,内部灌油脂密封的形式;e)接插件、集成电路等应采取灌封措施,灌封材料应具有优异的黏附力、很小的透湿性、较高的 软化点以及优良的向物体缝隙渗透的能力。常用的灌封材料有有机硅橡胶、有机硅凝胶及环氧 树脂;0 密封结构设计优先采用成品密封件密封结构,不能采用成品密封件密封的才考虑密封胶密封设 计,对于有拆装维修要求的结构,应采用成品密封件密封结构;g)尽量减少涂胶密封部位、数量,减少不必要的过渡环节和接口设置;h)密封部位的确定应有利于密封,设计时考虑邻近零件对密封施工操作的空间限制,保证密封部 位可达性、维修可达性;i)设计的密封区应有足够的刚度,避
20、免密封材料在过度循环受力变形中脱胶、开裂而失效渗漏; j)密封结构设计需考虑有效的密封面积和足够的密封胶阻隔厚度;18SJ/Z 21501-2018k)应正确选择密封方法和密封剂。6.3. 1. 13.6连接结构设计连接结构设计包括机械装配结构设计、焊接结构设计、钾接结构设计、电子装配结构设计及防电偶 腐蚀设计。a)机械装配结构设计要求如下:1)零件之间的贴合面应设计成形状简单、平直、便于良好贴合,以免强迫装配或形成缝隙; 零部件在改变形状和尺寸时应有足够的圆弧过渡,棱角和边缘应设计成圆角,圆角一般大 于 1 mm;2)不用紧固件连接在一起的独立零件之间必须有足够的间隙,在考虑各种制造误差和受
21、力变 形之后,零件间的间隙一般不应小于4 mm,以免零件相互摩擦和碰撞,损坏零件的防腐 层引起腐蚀;3)所有零件在完成表面防腐之后,装配时一般不应铿修,以免破坏零件的防腐层;凡在装配 中需要铿修或其他补充加工的零件,锤修或补充加工的表面必须涂漆或采用带胶装配;4)组成一个结构的各个零件应尽量选用同一种材料制造,不可避免要采用不同材料时,也应 选择电位相近的材料;不同材料相互贴合时,除了有正常的保护膜(阳极化、氧化、镀锌 等)外,贴合面上应加涂底漆,或涂相应密封胶,避免电偶腐蚀;5)在铝合金结构或铝-钢组合结构中使用钢佛钉或钢螺栓连接时,孔壁和紧固件均应涂底漆 或密封胶,配合精度较高不能涂底漆或
22、密封胶时,可涂润滑油或润滑脂安装;6)用不同材料组合成的结构中,连接螺栓的螺栓头和螺母,应用密封胶密封后进行湿装配, 防止水或其他腐蚀介质渗入孔内;7)有相对运动摩擦表面的零部件,应优先选择022Cr22Ni5Mo3N (美标牌号2205)不锈钢等 防锈材料,或采用封闭腔体润滑防腐;8)与室外密封箱体有连接的螺栓或螺钉尽量采用盲孔安装。b)焊接结构设计要求如下:1)为避免焊缝区腐蚀,焊条成分应尽可能使焊肉的电极电位比母材稍正;2)应尽量采用对接焊缝,焊缝焊透,不采用单面焊根部有未焊透的接头;3)避免接头缝隙及接头区形成尖角和结构死区,采用良好的通风、排水措施,要使液体介质 能完全排放、便于清洗
23、,防止固体物质在结构底部沉积,对于非连续焊缝的缝隙,应采用 聚氨脂等密封胶密封后再油漆;4)尽量采用连续焊缝,不允许现场配焊,尽量避免配打孔,如有配孔,应涂覆富锌底漆和面 漆的方法进行防腐处理,并用聚氨脂等密封胶或密封剂进行带胶装配,合理安排焊接件加 工、涂覆的工序要求;5)减少或消除应力,尽量避免出现应力集中和大的热应力;当加工会产生残余应力时(如焊 接、弯管等),条件允许时,应进行热处理,以消除应力。应力较大的部位应采用涂衬非 金属材料或优化结构形式避免与腐蚀介质直接接触。局部选用无应力腐蚀的材料;6)结构焊缝必须完整、匀称并适当修平,在表面处理之前必须清除焊剂、金属飞溅物、焊接 残留物、
24、焊瘤及其他焊接缺陷;7)不允许采用锡铅焊料,也不宜采用含有铅或镉的银基焊料,提高镀层的工艺性;c)对于钾接结构,钾接件的接触平面应涂胶密封,钾接完毕后,应在角部四周涂密封胶,涂完胶 后再做油漆;d)电子装配结构设计要求如下:1)电子装配应避免配打孔、修配零件棱边;19SJ/Z 21501-20182)户外电连接器对接处应设计挡雨遮蔽罩,转接板应向下倾斜安装,避免雨水沿电缆流入连 接器尾座内。户外对接的电连接器无法采用遮蔽措施时,应选择密封型接插件,保证连接 器对接面密封;3)连接器尾部宜采用灌封硅橡胶密封防水处理;4)对PCB电路板、机箱、机柜内壁等可能出现霉菌的地方采取三防处理,高频组件可采
25、用特 殊防护工艺处理对电路、焊点、集成电路引脚等采用防霉处理,对接插件采用导电保 护处理。e)防电偶腐蚀设计要求如下:1)应根据不同类金属的相容电化偶来确定将要偶接的金属零件是否需要保护或需要保护的 程度; _ _2)当两种金属不允许罗接板神串4*磁软附由、即根据使用条件、设计要求、导电 要求、维护方岁/颜低盥城M豪新圃黝典前我3)选用与两学会的圣属或镀膜进符镭醴闻总4而又必须电连接的部位, 不常拆咿经常拆卸的,连接而封或选用与两种金属 都允许检瞬盛片或镀层进行调整过渡,或将易腐稔做痂公层适当加厚;一般 表面I缓结构腐蚀的重要环节特性、热处:用环境条件和部位、结构形状和公差配合等因素,正确选择
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