飞行器研发制造过程中选择借助HALT/HASS设备来构建高可靠性壁垒！
发布时间：
2026-02-06 17:56
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一、背景：飞行器可靠性面临前所未有的挑战
飞机的安全性和可靠性需求随着航空工程领域的不断发展和技术创新而不断提高[1]。与此同时，随着低空经济蓬勃发展，新一代航空装备向高超声速、长航时、极端环境应用方向发展，其面临的气动-热-结构耦合等多物理场复合工况愈发严苛，现有试验体系的局限性逐渐暴露[7]。
据《低空装备试验验证体系发展路径及趋势》报告指出，传统通航领域中20%—30%的事故主要诱因是人为因素，而在以无人化、电动化、智能化为核心特征的新通航领域中，这一归因结构发生了显著变化——80%的事故主因源于低空飞行器本体[2]。这一数据表明，飞行器本体的可靠性设计与验证已成为制约产业安全发展的关键瓶颈。
——田银桥，《可靠性强化试验技术及在航空工程中的应用》，工程技术与管理，2024
与此同时，2024年全球检测服务市场规模已达约2.3万亿元人民币，其中低空飞行器研发生产对检验检测认证服务的需求正显著提升[3]。据Business Research Insights市场报告，全球HALT/HASS测试服务市场规模2024年约为1.6亿美元，预计到2033年将增至3.2亿美元，年复合增长率约8%[9]。面对日益复杂的试验验证需求，飞行器研发制造企业正积极引入更高效、更精准的试验技术——HALT（高加速寿命试验）与HASS（高加速应力筛选）。
二、HALT/HASS：超越传统标准的主动式可靠性工具
2.1 技术原理与核心价值
HALT（Highly Accelerated Life Testing）自1969年由Dr. Gregg Hobbs首创以来，已在航空航天领域积淀了超过半个世纪的工程实践[4]。HALT的核心理念在于，对产品施加超出预期运行极限的复合应力——包括极端快速温度变化、六轴同时振动等，以发现设计中的薄弱环节和根本性失效模式。现代HALT试验箱的典型能力可覆盖-100°C至+200°C温域，温变速率达60°C/min，振动输入高达60 Grms（六自由度）[9]。2025年2月，NASA发布了面向Class P航天器的HALT指南，引入了"vHALT（虚拟HALT）"方法论，将故障物理学原理与物理试验深度融合[10]。
HASS（Highly Accelerated Stress Screening）则面向生产环节，对100%的生产单元施加略低于HALT水平的应力，在产品出厂前诱发潜在的制造缺陷——如不良焊点、微小裂纹等[5]。
——军用开关环境测试标准技术文献，2025
2.2 HALT/HASS在航空项目中的演进
根据Aldo Fucinari在Hobbs Engineering Corporation发表的研究论文，早期航空项目系统级故障率曾高达20%—50%。而随着越来越多的汽车及航空航天子系统部署了HALT加速寿命试验，汽车与航空电子设备可靠性在过去15至20年间实现了显著提升，部分产品的现场故障率已趋近甚至达到零[4]。
在实际工程案例中，某光电组件在HALT测试中发现BGA焊点在-20°C、10 GRMS振动条件下反复出现裂纹。经过改进PCB表面平整度规格和增大焊盘面积后，该组件耐受能力从原始设计环境的+5至45°C、5 GRMS大幅提升至-45°C和50 GRMS[4]——设计裕度获得了数量级的飞跃。
三、环境试验设备：构建高可靠性壁垒的核心基础设施
3.1 试验能力决定可靠性水平
飞行器可靠性试验涵盖温度、湿度、振动、电应力等多维环境参数。根据陕西飞机工业有限责任公司发布的发明专利CN113401361A，飞行器可靠性试验剖面需依据GJB 899A—2009《可靠性鉴定和验收试验》标准，综合考量各任务剖面占比，覆盖气密类和非气密类两种环境剖面，其中地面贮存环境温度范围达-55°C至+70°C，温度变化率达5°C/min[6]。
这对环境试验设备的性能提出了极高要求。HANSE特殊环境试验箱正是面向此类严苛工况而设计的高性能装备，其快速温变能力和多轴振动复合加载功能，能够精准复现HALT/HASS测试所需的极端温度冲击和高能量随机振动条件，为飞行器研发制造企业提供从设计验证到生产筛选的全流程可靠性保障。
3.2 数字孪生与环境试验的协同趋势
值得关注的是，数字孪生技术正在与物理环境试验形成深度协同。《航空学报》2025年发表的研究指出，基于数字孪生的飞行器设计模式实现了数据双向传递，能够达成物理实体与数字模型的同步演化[7]。在制造物理原型之前，采用先进的有限元分析和计算流体动力学仿真技术，对热响应、振动响应和冲击响应进行数字化建模，而后利用HALT等物理试验对仿真模型进行校验和修正，形成"虚实结合"的验证闭环。
——陈亮等，《数字孪生技术在飞行器强度设计中的发展及应用》，航空学报，2025
四、行业趋势与展望
在航天可靠性工程体系中，可靠性仿真技术可以有效弥补产品实物试验的不足，通过模拟各类随机故障因素对产品可靠性的影响，为后续设计与评估提供数据支撑[8]。然而，仿真终究无法完全替代物理试验。正如Aldo Fucinari所指出的："即使拥有最先进的FMEA或计算机辅助有限元建模方法，HALT测试依然能够发现那些极难甚至不可能通过建模预测的设计变量交互作用。"[4]
面向未来，中国低空经济规模2024年已突破6,700亿元，同比增长33.8%，注册民用无人机达198.7万架，全年累计飞行2,666.7万小时[11]。eVTOL、工业级无人机等新型飞行器正在催生规模化的HALT/HASS检测需求。具备快速温变、高能量振动、多物理场复合加载能力的环境试验设备——如HANSE特殊环境试验箱——将成为飞行器研发制造企业构建高可靠性壁垒不可或缺的核心基础设施。
可靠性不是偶然获得的，而是通过系统化的试验验证精心构建的。选择HALT/HASS，就是选择以科学手段将可靠性从设计理念转化为工程现实。
参考文献
- 田银桥. 可靠性强化试验技术及在航空工程中的应用[J]. 工程技术与管理, 2024, 8(9). DOI: 10.12345/gcjsygl.v8i9.19618
- 低空装备安全技术委员会. 低空装备试验验证体系发展路径及趋势[R]. 2025.
- 周尔双, 韦译捷. 检测服务2025年度策略：强者恒强的千亿赛道[R]. 东吴证券研究报告, 2025.
- Fucinari A. Evolution of HALT and HASS on Aerospace Programs[C]. Hobbs Engineering Corporation.
- 军用开关环境测试标准：极端条件下可靠性的蓝图[J]. 航空开关技术文献, 2025.
- 余尚霖, 欧阳成, 王铁军, 等. 飞行器的可靠性试验剖面的生成方法和装置[P]. 中国发明专利: CN113401361A, 2021.
- 陈亮, 孟凡星, 王成波, 等. 数字孪生技术在飞行器强度设计中的发展及应用[J]. 航空学报, 2025, 46(19): 532252.
- 于元元. 航天可靠性工程技术体系及关键技术探析[J]. 科学技术与可持续发展, 2025. DOI: 10.61369/SSSD.2025040013
- HALT and HASS Testing Services Market Size, Share, 2025-2033[R]. Business Research Insights, 2025.
- NASA. Guidelines for Highly Accelerated Life Test (HALT) for Class P[R]. NASA NEPP Program, 2025.
- 中国民航局. 2024年民航行业发展统计公报[R]. 2025; 证券时报. 低空经济元年2024[N]. 2025.
- 刘晓旭. 机载电子设备高加速可靠性试验技术研究[J]. 环境技术, 2023, 41(1): 58-62.
- Hobbs G K. Accelerated Reliability Engineering, HALT and HASS[M]. Hobbs Engineering Corporation, 2005.
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