问题一：单机力学试验量级为何比整器试验时高很多？

回答这个问题前首先要明确单机试验的目的。单机试验的目的不仅是验证产品的环境适应性，还要考核设计、考核工艺质量、剔除早期失效等。这与NASA的试验目的是一致的，其环境应力筛选效能统计见图1（引自NASA-CR-173472），热循环试验和随机振动试验是最有效的两项环境应力筛选项目。

图1. 环境应力筛选效能统计

关于试验量级，在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1419“Vibroacoustic Qualification Testing of Payloads, Subsystems, and Components”提到：试验量级应该依据组件安装点的响应确定（注：是依据响应而定不是直接拿来就用），如果没有数据，对于22.5kg（50磅）以下的产品通用的鉴定级量级为14.1grms；对于22.5kg（50磅）以下的产品，其随机振动的环境应力筛选量级为7.4grms，不同重量对应不同的试验量级。

在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1413 “Random Vibration Testing”提到：验收级量级应等于或高于最高预示飞行环境，但不能低于考核工艺质量（workmanship）的筛选量级；鉴定和首飞件的试验量级应高于验收级并留有一定余量。

ESAECSS-E-10-03ATesting是欧空局标准的2002版，指出25kg产品的鉴定级随机振动量级为7.04grms /150s，验收级量级为6.06grms /120s。

因此，通过比对NASA、ESA和俄罗斯随机振动试验量级，综合考虑各国运载技术的先进性，可以得到以下结论：试验要有一定量级（一般高于任务中的量级），才能考核设计、工艺和剔除早期失效等缺陷。尤其是，不能因飞行器噪声试验的量级很小而降低单机随机振动试验量级，从而导致丧失随机振动试验筛选的效能。

再总结正弦振动试验情况。正弦振动试验作为随机振动的补充，能使产品在低频段进行较大的位移激励。与随机振动道理一样，为了考核工艺质量（workmanship），不能直接用飞行器下安装位置的响应作为输入。

因此，试验量级高于飞行器力学试验下的安装位置输入，是为了达到其他试验目的，不能将其降低从而使产品存在潜在缺陷。

问题二：振动试验次数多了影响性能？

ESAECSS-E-ST-10-03CTesting指出关于再试验通过一事一议的方式确定，一般以下情况需要再试验：通过鉴定后的进行设计更改的硬件、验收试验后经长期贮存的飞行硬件、再飞的有效载荷硬件、用于飞行的鉴定件等。

NASA-STD-7001“Payload Vibroacoustic Test Criteria”指出：用于多次任务飞行的鉴定件随机振动试验时间为（2+0.5N）分钟，量级为6.8grms（此为工艺质量筛选的最小量级）或（MEFL+3dB）中的较大者。说明在合理情况下，较长时间试验不会影响飞行任务，尤其是用于多次飞行的硬件可靠性。

经工程实践，试验进行了多次后，未见不正常现象。但是，从成本考虑，试验次数应该进行优化。

问题三：单机试验的温度范围过高了？

热试验的目的也有两大方面：一为普遍都知道的环境适应性，二为考核工艺质量（workmanship）。从图1中可以看出，温度循环或热循环试验在环境应力筛选（ESS）的效能中排第一位。ESS的目的就是考核工艺质量、剔除早期失效。因此，热试验的温度范围应该至少为ESS量级范围。

依据NASA-CR-173472“NASA Flight Electronics Environmental Stress Screening Survey”，NASA各所ESS的温度范围：GSFC取预示温度±10℃和1~6个循环，MSFC取-47~+50℃和1~8个循环，JSC取0~+40℃和1.5~5个循环，LeHC取-25℃~+79℃和3~10个循环，JPL取0~+55℃和1个循环。根据环境科学研究所（IES）工业/政府电子学硬件环境应力筛选委员会（ESSEH）2年多的调研统计，结合NASA各所经验，JPL推荐的飞行产品ESS温度范围为-50~+50℃（5℃/min）（ΔT=100℃）和5~10个循环，随机振动量级为6grms和10min（持续时间比NASA各所的经验时间长，但可以根据量级而调整），循环次数和振动时间匹配关系如图所示；JPL建议飞行产品环境试验的最低量级应该是此处推荐的，不应低于此量级。

ESAECSS-E-10-03A Testing指出电子学有效载荷的鉴定级温度范围为-35℃~+70℃ 和 8个循环。欧洲金星探测有效载荷ASPERA-4也是按照此规范要求进行的热循环试验。

维持高温的工程原因：

案例：产品中的潜在通路会在高温段会出现漏电流增大的情况，如由于3.3V的差分电压导致漏电流增大，使得PROM往FPGA中加载程序时，上升沿时间缩短，导致FPGA无法启动。

试验中的现象为：高温稳定段多片无法加载，中温时1片无法加载。

设计改进措施为：在3.3V和地之间增加一个820Ω的电阻，此后漏电电压为0.24V，FPGA启动正常。

因此，维持热循环中的高温对考核设计、考核工艺质量是有必要的，但是否需要那么多循环次数、那么高的温度，应该考虑优化。

问题四：老练时间那么长会不会拐过浴盆曲线另一端？

对于10-6h-1量级的失效率（一般元器件的失效率量级），在98%的概率下，能够连续加电运行17520小时（2年）；在95%的概率下，能够连续加电运行约6年；在90%的概率下，能够连续加电运行12年。10%的使用风险一般是可接受的，因此，从理论上来看，我们产品中的试验时间不会导致“拐过去”。

JPLD-29204"MTO Product Assurance Requirements Document (PARD) for Mars UHF Antenna Array"指出：在发射前，飞行产品要至少运行1000小时。SOG-SMA-RQ-00100-B "Safety &Product Assurance RequirementDocument" 指出：在发射前，飞行产品装星后在整星条件下至少要运行1000小时。并且交付前也要进行200~300小时的加电工作。

问题五：本来就有过故障，还让它增加试验时间？

这与对待囚犯的道理一样，对于犯过刑事案件的服刑人员，改造后可能找不着工作，或者找到工作，但要经历比别人时间更长的考核期。飞行产品也一样，出过故障后，可能就重新投板，或者再补做几个循环的试验。