【电子行业标准(SJ)】 机载雷达环境条件及试验方法 振动试验

1范围
中华人民共和国电子行业军用标准机载雷达环境条件及试验方法
振动试验
Environmental conditionsand testmethodsforaircraftradarVibration test
1.1主题内容
本标准规定了机载雷达的振动试验环境条件及试验方法。1.2适用范围
本标准适用于机载雷达的振动试验。1.3应用指南
SJ20115.5—92
本标准适用于评定机载雷达在模拟实际使用环境条件下所遇到的振动适应性和结构耐振能力。
2引用文件
GB2423.10-81
GJB150.1~150.20-86
SJ20115.1-92
JJG190-—74
3术语
本章无条文。
4一般要求
4.1振动试验台
电工电子产品基本环境试验规程振动正弦)试验方法军用设备环境试验方法
机载雷达环境条件及试验方法总则：电动式振动台试行检定规程
4.1.1推荐采用电磁振动试验台，4.1.2振动试验台应符合GB2423.10中对振动台特性的要求并按JJG190进行检定。未经检定合格者不得装架试验。
4.1.3振动试验台应具有实施X、Y、Z三个正交轴向振动的能力。推荐采用三轴向同时激励的振动试验台。
注：在不具备上述设备的情况下，允许采用两个轴向且分别实施振动的试验台，也可利用垂直轴向的电磁振动台加装水平滑台。
中国电子工业总公司1992-11-19发布1993-05-01实施
SJ20115.5—92
4.1.4如无特殊规定时，试验台应满足本标准规定的频率范围的要求，并能按对数规律进行连续的，由低限频到高限频，再由高限频到低限频作多次循环扫频。扫频速率不大于loct/min。
注：在不具备上述条件时，允许将控制系统用定加速度方法以阶梯形式，手调变频代替自动连续频率扫描。
4.1.5应选用具有消磁装置的电磁振动台。距台面中心高25mm处的漏磁不得大于0.005T，如因漏磁场影响试验样机正常工作时，必须预先征得需方的同意，并将磁场值记载于试验交收文件中。
4.1.6正弦激励容差要求为在全频段范围内的控制点上，测得的量值容差为：土15%。共振点上频率容差为：土0.5%或士0.5Hz，取其中较大者。其余频率容差，小于或等于25Hz为士0.5Hz；大于25Hz为士2%。4.1.7随机激励要求为在全频段范围内的控制点上，测得的加速度功率谱密度与规定值之差不得大于士3dB；在500Hz以上允许偏离到一6dB。允许这样偏离的积累不大于试验频率范围的5%。
低于500Hz，如果试验不能按规定要求控制在十3dB以内时，允许冒风险进行试验。不出故障则承认结果为有效。并可根据试验的性质适当修正。推荐使用高精度数字式分析系统。对各种分析仪的要求规定如下：a。并联连续滤波器，均衡/分析系统的带宽B；在20～200Hz之间最大为：25Hz;在200～1000Hz之间最大为：50Hz；在1000～2000Hz之间最大为：100Hz。b.扫分析系统
等带宽分析仪
滤波器带宽B：
在20～200Hz之间最大为：25Hz
在200～1000Hz之间最大为：50Hz；在1000～2000Hz之间最大为：100Hz。分析仪平均时间：
T=2RC≥1
式中：T真实的平均时间，s
RC—一分析仪的时间常数。
分析仪线性扫描率：
取其中较小值，Hz/s。
等百分比带宽分析仪：
滤波器带宽：
4RC或
式中：P-百分比（≤0.1)；
fe-分析仪中心赖率，Hz。
·（3）
分析仪的最小平均时间：
分析仪的扫描率（对数）：
取其中较小值，Hz/s。
4.2试验样机的安装
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Pfe或(Pfe)2
4RC或
4.2.1试验样机的安装应尽量模拟在载机上的实际安装状态，且应保证试验样机正常通电及性能检测。
4.2.2试验样机应以直接或借助于夹具的方法紧固在振动台台面上。4.2.3试验样机及夹具的安装重心应与振动试验台台面中心相重合，其允差应符合试验台和试验精度的要求。
‘4.2.4测试用的连接件（如波导、电缆）只能对试验样机增加最小的附加约束，应避免采用试验标准允许以外的安装支架和飞机上并不采用的缚带。4.2.5对带减震装置的分机，允许采用相同型号及参数的试验专用减震装置进行试验。也允许不装减震装置进行试验。
4.3试验夹具·
4.3.1夹具的刚性与质量对试验动态特性有较大的影响，其固有频率应尽可能大于试验的上限值。
4.3.2夹具的设计应便于试验样机装架和在试验过程中发现排除故障。4.3.3试验样机在夹具上的排列位置、安装形式和尺寸应尽量模拟真实环境。同时，也应顾及台面的形式与尺寸，以保证试验样机和夹具的质量分布对称，不平衡载荷减至最小。4.3.4夹具的设计应满足规定的三轴向振动试验要求。4.4固定点、控制点、监测点
4.4.1固定点
试验样机与夹具或试验样机与振动台台面的连接点。4.4.2控制点
控制点是指从固定点或固定点中挑选出来取得反馈信号的点，用它控制试验样机并使其符合试验量值要求的点。控制点可以是一个点，也可采用多点控制。多点控制则取各点的平均值进行控制，也可以指定其中的某一点为控制点。在雷达产品规范中还可以选择除上述之外的点为控制点。
控制传感器为控制点上的加速度传感器。当测试夹具时，控制传感器应安装在夹具与振动台的固定点处，当试验样机作振动试验时，则应安装在试验样机与夹具的固定点处。4.4.3监测点
监测点是指为了实测振动响应特性及检立试验样机而设的点。其数量按需要而定。监测传感器为监测点上的加速度传感器，推荐选用三向传感器。其安装位盘应在试验样机上对振动响应最为敏感的部位。4.5横向振动时，允许不设控制点。5详细要求
5.1正弦振动试验
5.1.1寻找共振点试验
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5.1.1.1寻找共振点试验的量值按表1。表1
频率范围
40~2000
加速度
双振幅
5.1.1.2如果表1中量值不能激励试验样机共振时，允许适当提高但不得超过表2中规定的试验量值。
5.1.1.3由低限频到高限频，再由高限频到低限频称为一次循环，每次循环的时间按表3选定，总共为二次循环。当量值等于表2中的量值时寻找共振点试验的时间应在耐振稳定性试验时间中扣除。
5.1.1.4寻找共振点试验是为连续对数扫频方式测定试验样机的共振频率点。X、Y.Z三个相互垂直的方向分别进行测定。5.1.1.5本项试验必须获得所有共振点上的响应值及放大因子Q。当发现共振点时，可以降低扫描速率。低频高Q值对试验样机的破坏性甚大，必要时，可以停止扫描。5.1.2耐振稳定性试验
5.1.2.1耐振稳定性试验量值按试验样机的装机部位由表2确定或按图1选取。5.1.2.2X、Y轴向的振动量值为垂直(Z)轴向量值的0.8倍。表2
载机种类
祸喷或涡扇式
发动机的飞机
（喷气式击
机、强击机、轰
炸机、运输机及
其它飞机）
频率范围
52~2000
.14~23
52~500
加速度
振幅(双）
载机种类
涡喷或涡扇式
发动机的飞机
（喷气式歼击
机、强击机、轰
炸机、运输机及免费标准下载网bzxz
其它飞机）
螺旋浆式飞机
及水上飞机
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续表2
颊率范围
902000
90~500
74~500
52~500
52~200
90~500
74~500
加速度
振幅(双)
载机种类
直升机
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续表2
注：表中均为垂直(Z)轴向的试验量值。Jik20em/s
频率范围
52~2000
14~500
A.B.c.D.E.F.G.H.om/s
5142333
C.D.H150m/s
E.1100m/s
加速度
A.B.F.G.J50m/s
k20m/s*
200500
图1正弦振动曲线
2000娱率(Hz）
振幅(双)
注：安装在仪表板或减衰支架上，在振动试验时，又不带减震器的分机，按33Hz以上加速度为20m/s*做试验。
5.1.2.3由低限频到高限频，再由高限颖到低限频称为一次循环，扫描时间按表3规定的值选取。
5.1.2.4雷达整机试验时，各分机无论有无减震装置，均按无减震装置的试验时间执行。6
雷达安装
有减震装置
无减震装置
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扫描范围
5~200~5
5~500~5
5~500~5
5~2000~5
注：总扫描时间规定为每一个轴向的试验时间。5.1.3共振试验
次循环扫描
总扫描时间
120±1
5.1.3.1根据从寻找共振点试验中获取的共振点的响应值加以分析，凡响应值大于激振量值在3倍以上者提选出来，并且其中每一个轴向不超过4个最大共振响应频率点作共振试验。X、Y轴向的共振频率点允许选择出其中最大的各两个点作为共振试验。5.1.3.2共振试验的量值为耐振稳定性试验相应频率点上量值的0.625倍。5.1.3.3每个共振频率点上的试验时间为30min。5.1.3.4如果在规定的试验频率范围内没有发现共振频率点，则可不作共振试验。5.1.3.5对于独立安装或多分机集中减震的试验样机应按载机上安装形式作共振试验。5.1.4正弦振动试验量值的修正
在进行正弦振动的寻找共振点试验和耐振稳定性试验时，可按试验样机的质量对其量值实施修正。即质量大于35kg者，每增加10kg，则试验量值降低10m/s。试验量值的降低只应用于规定的曲线最高等加速度试验水平部分，且最低修正值不得低于该试验量值的50%。或者按规定的最低等加速度曲线值执行。5.2随机振动试验
5.2.1功能性随机振动试验
5.2.1.1按照载机提供的典型飞行剖面的实测数据所制定的随机振动量值与规范是更为接近实际的。所以本标准规定只要有任何的可能，都应按实测的频谱与量值制定的规范实施。当无此规范时，可按本标准规定的通用性宽带随机振动量值执行。a.螺旋式飞机的通用性功能试验量值由表4和图2频谱确定：表4安装在螺旋浆式飞机上的雷达的功能试验量值雷达安装位置
在螺旋浆前的机身或机翼内
在螺旋浆后的机身或机翼内
在基频f处指示的振量值L,(m/s*)/Hz10
2/（gs/）
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-6dB/oct
图2安装在螺旋浆式飞机上的雷达随机振动曲线注：基频f.一螺旋桨转数×浆叶数/60f.-2f
频率（Hz）
安装在仪表板或支架上但在试验时又不带减展器装置的分机，和对用于螺旋桨前的机身或机翼②
区的雷达，试验量值衰减4dB。
安装在螺旋浆圆周平面，螺旋浆半径范围内机身或机翼蒙皮上的雷达，其试验量值增加6dB，其?
它蒙皮上的雷达增加3dB。
安装在喷气式飞机上的雷达的通用性功能试验量值。由表5和图3确定。b.
表5喷气式飞机雷达的通用性宽带振动试验量值标
气动力引起的振动（图3)1）
功能试验量值\
喷气发动机噪声引起的振动（图3)\）功能试验量值?3056
W。(0.48cos*0/3.28·R)[3.28Dc(Vc/564)\+3.28D(Vt/564)说明
k一1.13×10-°，适用于座舱仪表板的分机和装在短舱结构上靠近光滑的，没有突变的外表处的雷达；
k=5.87×10-9，适用机翼、机身后部、扰流区、翼根处的雷达；9=5859kg/m或飞机最大的速压q，取较小者；Dc=中心发动机排气直径（对无风扇的发动机，使用最大排气直径）m；8
D,一风扇发动机排气直径，m;
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R=发动机尾喷口中心到安装雷达重心处的最小距离，m；Vc=中心发动机的喷流速度，m/s（对无风扇的发动机，用不带加力的最大喷流速度）：V=风扇发动机的排气速度，m/s;9R方向和发动机噪声喷流轴的夹角，度。逆航向。注：1）包络气动力与发动机噪声引起的振动，并使用最严重的情况组合。2）若发动机多于一台，W。应该是每台发动机分别计算值之和。对重量大于35kg的试验样机，握动试验量值可以按3.2.2条进行修正。3）
4）对于70<<130%用?=70°来计算W。。对带有加力燃烧室的发动机，所使用的W。应比不带加力燃烧室用最大的Ve和V.计算的W。5）
大4倍。
对安装在仪表板上的分机，作功能试验时，按图3值4（m/s*)/Hz衰减3dB，而且计算的W。值6）
衰减6dB。做耐久试验时仍按4(m/s)/Hz。2H//
图3安装在喷气式飞机上的雷达的振动频谱2000
额率（Hz）
安装在直升机上的雷达通用性功能试验宽带随机振动量值由表6和图4决定。c
表6直升机雷达的功能试验量值
雷达位置
“一般区域”
安装在仪表板上”
靠近或安装在传动系
统部件上2
振源频率
5—20
25—40
40—50
50-500
50~2000
W.和f.的值
(m/s\)\,Hz
f,=500
0.7×-般区域的量值
注：1)f，=25f,-3f,=4f。f从图4和表7中选择。在f处的振动
峰值Lm/s
5+(,--5)
25-（ff-40）
5+(f,-5)
50+0.1(f)
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2)f--应根据载机的传动系统振源频率选取。表7直升机旋翼的标称基本振源频率直升机
主旋翼开
20.7~21.2
23.3~24.0
16.0~17.3
注：1)主旋翼叶片数×旋兴转数(r/min）/60；2)尾浆片数×尾浆转数(r/min)/60。L
2H/(s/
f.频率(Hz)
图4安装在直升机上的雷达随机振动谱线5.2.1.2功能性随机振动试验时间每轴向为1h。5.2.2耐久性随机振动
5.2.2.1耐久性随机振动量值为其功能性随机振动量值的1.6倍。5.2.2.2耐久性随机振动持续时间，直升机每轴向为2.5h，其余为1h。5.2.3随机振动试验量值的修正
尾浆王
带宽随机振动试验按质量载荷衰减因子（图5）修正试验量值，但最低不得低于该试验量值的50%，或者最低不得低于按规定的最低功率谱密度（m/s\)\/Hz。10
5.3试验程序
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雷达质量kg
图5带宽随机振动试验按质量载荷的衰减因子5.3.1正弦振动试验程序
5.3.1.1预处理
试验样机是否需要进行预处理应按产品规范的规定执行。5.3.1.2初始检测
5.3.1.2.1试验样机在试验的标准大气条件下，按有关产品规范规定的项目进行外观检查及电性能和机械性能的检测。
5.3.1.2.2按4.1条要求对振动试验台进行空载检测和对安装工、夹具后的负荷检测。5.3.1.3初始振动响应检查
5.3.1.3.1初始振动响应检查又称试振，其目的是在条件试验前对新研制的雷达或安装方式、振动试验台等技术变换较大的雷达进行一次响应检查。试振的试验量值按寻找共报点的量值选取。
5.3.1.3.2本标准规定初始振动响应检查可根据需要选择执行，着重检查装机后的频率响应特性。
5.3.1.3.3检查应不小于两个垂直轴线的方向，扫描一般为个循环。5.3.1.4条件试验
5.3.1.4.1条件试验按下列顺序进行寻找共振点→耐摄稳定性试验→共振试验5.3.1.4.2进行寻找共振点试验时，雷达不通电，但允许转动天线的机械转角找共振点。在耐振稳定性试验时间内，雷达应通电并保持正常工作伏态，否刷在产品规范中应有注明。
共振试验时，雷达不通电。
5.3.1.5中间检测
有关产品规范应规定在试验的全部过程中或某些阶段上必须的性能测试。如无规定时，则11
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鞍耐振稳定性试验为试验结束前10min开始检查电性能指标，共振试验为试验结束后检测机械和电性能指标。
5.3.1.6最后检测
按有关产品规范进行全面地外观检查和机械、电气性能的检测。5.3.2功能性随机振动试验程序
5.3.2.1预处理
同5.3.1.1条。
5.3.2.2初始检测
同5.3.1.2条。
5.3.2.3初始振动响应检查
同5.3.1.3条。
5.3.2.4条件试验
5.3.2.4.1功能性随机振动试验量值按5.2.1条规定的要求执行。5.3.2.4.2耐久性随机振动试验量值按5.2.2条规定的要求执行。5.3.2.4.3耐久性随机振动试验在功能性振动试验完成后进行，也可以将功能性振动试验分两步进行。先作一半时间功能性振动试验，再作耐久性随机振动试验，然后再作另一半的功能性振动试验。耐久性随机振动试验样机不通电。5.3.2.5中间检测
有关产品规范应规定在试验的全部过程中或某些阶段上必须的性能测试。如无规定时，则按功能性试验为试验结束前10min开始检查电性能指标，功能性试验期内，试验样机应处于工作状态
5.3.2.6最后检测
按有关产品规范进行全面地外观检查和机械、电气性能的检测。5.4试验中断与故障分析
5.4.1试验中断
5.4.1.1设备故障中断
如因试验设备、测量仪器及试验样机的供电、供风、供油系统的意外故障而引起试验中断，则应使用同一试验样机在排除故障后在中断点处再次启动继续试验。5.4.1.2欠试验条件中断
当试验条件低于规定的容差下限时，应从低于试验条件的点上重新调整到符合试验条件开始恢复试验，直到预定的试验时间完成为止。5.4.1.3过试验条件中断
按SJ20115.1第4.4.3条进行。
5.4.1.4试验样机的故障中断
在进行振动试验时，如发现元器件断线或损坏，导线脱焊或断线，紧固件松动或脱落；以及结构件碰撞或断裂等，应立即停止试验进行故障分析。5.4.2故障分析
在进行试验时，应对试验设备、测试仪器或试验样机出现的所有故障进行分析，确定产生故障的原因和影响。并提出应采取的补救措施。5.5合格判定
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