Военный стандарт MIL STD 810: Методы испытаний и экологическая устойчивость оборудования.

Введение

Военный стандарт MIL STD 810, стандарт метода испытаний Министерства обороны США, "Экологические инженерные соображения и лабораторные испытания", является военным стандартом Соединенных Штатов, который делает акцент на адаптации экологического проектирования оборудования и пределов испытаний к условиям, с которыми оно столкнется в течение всего срока службы, а также на разработке методов камерных испытаний, воспроизводящих воздействие окружающей среды на оборудование, а не имитирующих саму среду. Хотя стандарт разработан специально для военных нужд США, он часто применяется и к коммерческой продукции. Руководство и методы испытаний стандарта предназначены для:

определения последовательностей, продолжительности и уровней воздействия окружающей среды на протяжении жизненного цикла оборудования;
использования при разработке критериев анализа и испытаний, адаптированных к оборудованию и его экологическому жизненному циклу;
оценки производительности оборудования при воздействии жизненного цикла экологических факторов;
выявления недостатков, слабых мест и дефектов в конструкции оборудования, материалах, производственных процессах, методах упаковки и методах технического обслуживания; и
подтверждения соответствия договорным требованиям. Актуальная редакция документа на 2019 год – US MIL STD 810H. Она заменяет MIL STD 810G, изменение №1, выпущенное в 2014 году.

Агентство, которое знает

MIL STD 810 поддерживается партнерством трех видов вооруженных сил США, включающим Военно-воздушные силы, армию и флот. Командование армии США по испытаниям и оценке, или ATEC, является ведущей организацией по стандартизации / разработкой стандарта и уполномочено в рамках Программы стандартизации Министерства обороны (DSP) поддерживать функциональную экспертизу и выступать в качестве общеведомственного технического центра компетенций по данному стандарту. Институт экологических наук и технологий является администратором рабочей группы WG DTE043: MIL STD 810, ответственной за обновление этого постоянно развивающегося стандарта.

Область применения и цель

MIL STD 810 охватывает широкий спектр условий окружающей среды, включая: низкое давление для высотных испытаний; воздействие высоких и низких температур, а также температурный шок (в рабочих условиях и при хранении); дождь (включая дождь с ветром и гололед); влажность, воздействие грибка, соляной туман для проверки на коррозию; воздействие песка и пыли; взрывоопасная среда; герметичность; ускорение; удар и удар при транспортировке; вибрация от огнестрельного оружия; и случайная вибрация. Стандарт описывает процессы управления и инжиниринга в области защиты от окружающей среды, которые могут быть чрезвычайно полезны для повышения уверенности в экологической устойчивости и общей долговечности конструкции системы. Стандарт содержит рекомендации по планированию и разработке военных программ закупок, учитывающие влияние экологических факторов на оборудование на протяжении всего срока его службы. Документ не устанавливает проектные или испытательные спецификации. Вместо этого он описывает процесс адаптации к условиям окружающей среды, который приводит к созданию реалистичных конструкций и методов испытаний, основанных на требованиях к производительности системы. Наконец, лабораторные испытания имеют свои ограничения, что требует разумного инженерного подхода к экстраполяции результатов, полученных в лаборатории, на результаты, которые могут быть получены в реальных условиях эксплуатации. Во многих случаях невозможно воссоздать реальные экологические нагрузки (отдельно или в комбинации) в испытательных лабораториях. Поэтому пользователям не следует считать, что изделие, успешно прошедшее лабораторные испытания, также пройдет полевые или флотильские испытания.

История и эволюция

В 1945 году армейские ВВС (AAF) выпустили первую спецификацию, предоставляющую формальную методологию для испытания оборудования в имитируемых условиях окружающей среды. Этот документ, озаглавленный AAF Specification 41065, Equipment General Specification for Environmental Test of, является прямым предшественником MIL STD 810. В 1965 году ВВС США опубликовали технический отчет с данными и информацией о происхождении и развитии естественных и вызванных искусственно экологических испытаний, предназначенных для аэрокосмического и наземного оборудования. Используя этот документ, инженер-конструктор получил более ясное понимание интерпретации, применения и взаимосвязи экологических испытаний с военной техникой и материальными средствами. Институт экологических наук и технологий (IEST), некоммерческое техническое общество, опубликовал работу "История и обоснование MIL STD 810", чтобы зафиксировать ход мысли, лежащий в основе эволюции MIL STD 810. В ней также представлена история развития методов испытаний, обоснование многих процедурных изменений, рекомендации по адаптации множества процедур испытаний и представление о будущем направлении стандарта. Серия испытаний MIL STD 810 изначально охватывала общие лабораторные экологические испытания. Первое издание MIL STD 810 в 1962 году включало лишь одно предложение, разрешающее пользователям модифицировать испытания для соответствия условиям окружающей среды. Последующие издания содержали по сути ту же формулировку, но не развивали эту тему до выпуска MIL STD 810D, который ознаменовал один из наиболее значительных пересмотров стандарта, с акцентом на испытаниях на удар и вибрацию, которые тесно соответствовали реальным условиям эксплуатации. MIL STD 810F далее уточнил методы испытаний, продолжая концепцию создания испытательных камер, имитирующих условия, с которыми продукт, вероятно, столкнется в течение срока службы, а не просто воспроизводящих фактические условия окружающей среды. В последнее время MIL STD 810G внедрил Метод испытаний 527, требующий использования нескольких вибрационных возбудителей для выполнения многоосевой вибрации, которая одновременно возбуждает все резонансы испытываемого изделия и имитирует вибрации в реальных условиях. Этот подход заменяет устаревший подход, состоящий из трех отдельных испытаний, то есть, вибрации груза сначала по оси x, затем по оси y и, наконец, по оси z. Матрица испытаний и методов MIL STD 810 вплоть до Ревизии G доступна в сети и весьма полезна для сравнения изменений между различными редакциями. Следующая таблица прослеживает эволюцию спецификации с точки зрения экологической адаптации для удовлетворения конкретных потребностей пользователя. Версия MIL STD 810 Дата Ориентированность на экологические аспекты MIL STD 810 1962 Одно предложение в разделе "Цель" указывает, что лабораторные методы испытаний служат руководством для тех, кто разрабатывает экологические разделы детальных спецификаций. Одно предложение об адаптации. MIL STD 810A 1964 То же, что и MIL STD 810. MIL STD 810B 1967 Одно предложение в разделе "Цель/Область применения" указывает, что стандарт устанавливает методы определения устойчивости оборудования к воздействию естественной и вызванной искусственно среды, характерной для военных операций. Одно предложение об адаптации. MIL STD 810C 1975 То же, что и MIL STD 810B MIL STD 810D 1983 Раздел об адаптации объясняет, как учитывать экологические факторы на протяжении всего процесса разработки материальной части. Включает диаграммы процесса экологической адаптации и истории жизненного цикла различных классов военной техники. MIL STD 810E 1989 То же, что и 810D с добавлением блок-схемы "Как использовать MIL STD 810E", показывающей, как описания элементов данных связаны друг с другом в процессе приобретения и кто несет ответственность за их подготовку. MIL STD 810F 2000 Новая 54-страничная "Часть первая" объясняет, как реализовать процесс экологической адаптации на протяжении всего цикла приобретения материальной части, отдельно фокусируясь на ролях различных пользователей. Включает руководство по программе экологической инженерии. Руководство выходит за рамки лабораторных испытаний и охватывает полевые и флотильские испытания в естественной среде. Альтернативы испытаниям аппаратных прототипов (например, моделирование) признаются стандартной практикой экологических испытаний. MIL STD 810G 2008 MIL STD 810H 2019

In 1945, the Army Air Force (AAF) released the first specification providing a formal methodology for testing equipment under simulated environmental conditions. That document, entitled AAF Specification 41065, Equipment General Specification for Environmental Test of, is the direct ancestor of MIL STD 810. In 1965, the USAF released a technical report with data and information on the origination and development of natural and induced environmental tests intended for aerospace and ground equipment. By using that document, the design engineer obtained a clearer understanding of the interpretation, application, and relationship of environmental testing to military equipment and materiel. The Institute of Environmental Sciences and Technology (IEST), a non profit technical society, released the publication History and Rationale of MIL STD 810 to capture the thought process behind the evolution of MIL STD 810. It also provides a development history of test methods, rationale for many procedural changes, tailoring guidance for many test procedures, and insight into the future direction of the standard. The MIL STD 810 test series originally addressed generic laboratory environmental testing. The first edition of MIL STD 810 in 1962 included only a single sentence allowing users to modify tests to reflect environmental conditions. Subsequent editions contained essentially the same phrase, but did not elaborate on the subject until MIL STD 810D was issued marking one of the more significant revisions of the standard with its focus more on shock and vibration tests that closely mirrored real world operating environments. MIL STD 810F further defined test methods while continuing the concept of creating test chambers that simulate conditions likely to be encountered during a product's useful life rather than simply replicating the actual environments. More recently, MIL STD 810G implements Test Method 527 calling for the use of multiple vibration exciters to perform multi axis shaking that simultaneously excites all test article resonances and simulates real world vibrations. This approach replaces the legacy approach of three distinct tests, that is, shaking a load first in its x axis, then its y axis, and finally in its z axis. A matrix of the tests and methods of MIL STD 810 through Revision G is available on the web and quite useful in comparing the changes among the various revisions
The following table traces the specification's evolution in terms of environmental tailoring to meet a specific user's needs. Version of MIL STD 810 Date Focus on Environmental Considerations MIL STD 810 1962 One sentence under "Purpose" states that the laboratory test methods serve as a guide to those who prepare environmental portions of detail specifications. One sentence on tailoring. MIL STD 810A 1964 Same as MIL STD 810. MIL STD 810B 1967 One sentence under "Purpose/Scope" states that the standard establishes methods for determining the resistance of equipment to the effects of natural and induced environments peculiar to military operations. One sentence on tailoring. MIL STD 810C 1975 Same as MIL STD 810B MIL STD 810D 1983 A section on tailoring explains how to consider environmental issues throughout the materiel development process. Includes diagrams on the environmental tailoring process and on environmental life cycle histories of various classes of military hardware. MIL STD 810E 1989 Same as 810D with addition of a flow diagram, "How to Use MIL STD 810E", that shows how Data Item Descriptions relate to each other in the acquisition process and who is responsible for preparing them. MIL STD 810F 2000 New 54 page "Part One" explains how to implement the environmental tailoring process throughout the materiel acquisition cycle, focusing separately on the roles of the different users. Includes Environmental Engineering Program Guide. The guidance goes beyond laboratory testing to encompass natural environment field/fleet testing. Alternatives to testing hardware prototypes (e. g., modelling and simulation) are recognized as standard environmental engineering test practices. MIL STD 810G 2008 MIL STD 810H 2019

Часть первая - Общие руководящие принципы программы

Часть первая MIL STD 810 описывает управленческие, инженерные и технические роли в процессе экологического проектирования и адаптации испытаний. Она фокусируется на процессе адаптации критериев проектирования и испытаний к конкретным условиям окружающей среды, которым может подвергаться элемент оборудования в течение всего срока службы. Новые приложения дополняют лаконичный текст первой части. В ней описывается процесс адаптации (то есть систематическое рассмотрение негативного влияния различных факторов окружающей среды на конкретное оборудование на протяжении всего срока его службы) и применение этого процесса на протяжении всего жизненного цикла оборудования для удовлетворения потребностей пользователей и требований к совместимости.

Часть третья - Климатические регионы мира

Часть третья содержит сборник климатических данных и рекомендаций, составленный на основе нескольких источников, включая AR 70-38, Исследования, разработки, испытания и оценка материалов в экстремальных климатических условиях (1979), проектную версию AR 70-38 (1990), разработанную с использованием информации отчета об окружающей среде на воздушном и наземном театре военных действий (ALBE), а также "Факторы окружающей среды и стандарты для атмосферных помех, климата и местности" (1987) и MIL-HDBK-310, "Глобальные климатические данные для разработки военной техники". В ней также представлены рекомендации по планированию, обеспечивающие реалистичный учет (то есть исходные данные) климатических условий в различных регионах мира.

Применимость к "упругим" потребительским товарам

U.S. MIL STD 810 – это гибкий стандарт, позволяющий пользователям адаптировать методы испытаний к конкретным условиям применения. В результате заявления поставщиков о "соответствии стандарту U.S. MIL STD 810" могут быть вводящими в заблуждение, поскольку ни одна коммерческая организация или агентство не сертифицирует соответствие. Коммерческие поставщики могут самостоятельно разрабатывать методы испытаний или подходы, чтобы подтвердить соответствие своего продукта. Поставщики могут – и некоторые так поступают – проявлять значительную свободу в проведении испытаний своей продукции и в представлении результатов. На прямой вопрос многие производители признаются, что фактических испытаний не проводилось, а продукт был спроектирован, разработан и изготовлен лишь с учетом требований стандарта. Это объясняется тем, что многие из описанных испытаний могут быть дорогостоящими и обычно требуют специального оборудования. Потребители, которым необходима надежная продукция, должны уточнять, каким именно методам испытаний соответствует заявленное соответствие и какие предельные значения параметров были выбраны для проведения испытаний. Также, если испытания действительно проводились, необходимо указать: (i) по каким методам испытаний стандарта заявлено соответствие; (ii) каким предельным значениям параметров подвергались изделия при испытаниях; и (iii) проводились ли испытания собственными силами или сторонней независимой испытательной лабораторией.

Сопутствующие документы

Экологические условия для бортового оборудования: документ DO 160G «Экологические условия и процедуры испытаний бортового оборудования» определяет минимальные стандартные условия (категории) экологических испытаний и соответствующие процедуры для бортового оборудования. Он опубликован организацией RTCA, Inc., ранее известной как Radio Technical Commission for Aeronautics до ее реинкорпорации в 1991 году в качестве некоммерческой корпорации, функционирующей как Федеральный консультативный комитет в соответствии с Федеральным законом США о консультативных комитетах. Методы экологических испытаний для военной техники: Министерство обороны (Великобритания) устанавливает требования к экологическим условиям, воздействующим на военную технику в процессе эксплуатации, посредством оборонного стандарта 00 35 «Руководство по экологическим испытаниям военной техники (часть 3) – Методы экологических испытаний». Документ содержит описание окружающей среды, ряд процедур испытаний и стандартные уровни тяжести испытаний, представляющие условия, которые могут возникнуть в течение срока службы оборудования. Экологические рекомендации НАТО для оборонного оборудования: Организация Североатлантического договора (НАТО) предоставляет рекомендации руководителям проектов, инженерам-программистам и специалистам по экологической инженерии в области планирования и реализации экологических задач посредством Союзной публикации об экологических условиях и испытаниях (AECTP) 100 «Экологические рекомендации для оборонного оборудования». Текущий документ, AECTP 100 (издание 3), был выпущен в январе 2006 года. Требования к ударным испытаниям для надводных кораблей: военная спецификация MIL-DTL-901E «Детальная спецификация. Ударные испытания. Бортовое оборудование, системы и механизмы надводных кораблей с высокой ударной нагрузкой (H.I.) – Требования» (часто ошибочно именуемая MIL-STD-901) охватывает требования к ударным испытаниям бортовых машин, оборудования, систем и конструкций надводных кораблей, за исключением проходок корпуса подводных лодок. Соответствие документу подтверждает способность бортовых установок выдерживать ударные нагрузки, которые могут возникнуть в ходе боевых действий в результате воздействия ядерного или обычного оружия. Текущая спецификация была выпущена 20 июня 2017 года. Рекомендации IEST по проведению испытаний на вибрацию и удар: эти документы, прошедшие экспертную оценку, описывают порядок проведения конкретных испытаний. Они публикуются Институтом экологических наук и технологий.

Environmental Conditions for Airborne Equipment: The document DO 160G, Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment outlines a set of minimal standard environmental test conditions (categories) and corresponding test procedures for airborne equipment. It is published by the RTCA, Inc, formerly known as Radio Technical Commission for Aeronautics until their re incorporation in 1991 as a not for profit corporation that functions as a Federal Advisory Committee pursuant to the United States Federal Advisory Committee Act. Environmental Test Methods for Defense Materiel: The Ministry of Defence (United Kingdom) provides requirements for environmental conditions experienced by defence materiel in service via the Defence Standard 00 35, Environmental Handbook for Defence Materiel (Part 3) Environmental Test Methods. The document contains environmental descriptions, a range of tests procedures and default test severities representing conditions that may be encountered during the equipment's life. NATO Environmental Guidelines for Defence Equipment: The North Atlantic Treaty Organization (NATO) provides guidance to project managers, programme engineers, and environmental engineering specialists in the planning and implementation of environmental tasks via the Allied Environmental Conditions and Test Publication (AECTP) 100, Environmental Guidelines for Defence Materiel. The current document, AECTP 100 (Edition 3), was released January 2006. Shock Testing Requirements for Naval Ships: The military specification entitled MIL DTL 901E, Detail Specification, Shock Tests, H. I. (High Impact) Shipboard Machinery, Equipment, and Systems, Requirements for (often mistakenly referred to as MIL STD 901) covers shock testing requirements for ship board machinery, equipment, systems, and structures, excluding submarine pressure hull penetrations. Compliance to the document verifies the ability of shipboard installations to withstand shock loadings which may be incurred during wartime service due to the effects of nuclear or conventional weapons. The current specification was released 20 June 2017. IEST Vibration and Shock Testing Recommended Practices: These documents are peer reviewed documents that outline how to do specific tests. They are published by the Institute of Environmental Sciences and Technology.