Влияние климатических ВВФ, так же, как и механических нагрузок, испытывают практически все ЭС, а степень этого влияния, как уже отмечалось в § 3.2.2, опреде­ляется условиями эксплуатации на объекте-носителе. Основными дестабилизирую­щими факторами, воздействующими на конструкцию большинства ЭС, являются температура окружающей среды, влажность воздуха, атмосферное давление, а также атмосферные выпадающие или конденсированные осадки. Для аппаратуры, устанав­ливаемой на судах, к перечисленным ВВФ добавляется морской туман и коррозионно­-активный агент морской воды. Специфические условия высокогорных местностей, авиационной и космической техники предполагают работу ЭС при пониженном атмос­ферном давлении, а аппаратура, эксплуатируемая на открытом воздухе, подвергается ветровым нагрузкам и воздействию пыли и песка. Наиболее опасно совместное сочета­ние нескольких неблагоприятных факторов.

Особенностью климатических ВВФ является их способность к необратимому из­менению первоначальных свойств конструкции с течением времени. Скорость таких изменений определяется видом ВВФ и его значением и может составлять от несколь­ких секунд до нескольких лет. Например, увеличение влажности быстро изменяет ди­электрическую проницаемость и электрическую прочность воздуха, что может стать причиной пробоя. Более медленно сказывается действие влаги на поверхностное элек­трическое сопротивление изоляционных материалов. Еще медленнее проявляется дей­ствие влаги в виде коррозии металлических элементов конструкции и т. п. [29].

Если ЭС подвергается цикличным изменениям температуры, то на его внутренних и наружных стенках конденсируется влага, поэтому при длительном хранении аппа­ратуры в нерабочем состоянии даже сравнительно невысокая влажность окружающей среды часто вызывает полное разрушение мелких конструктивных элементов от кор­розии. Особенно подвержены атмосферной коррозии металлические детали ЭС, корро­зионная стойкость которых зависит от свойств металла. Например, на алюминии бы­стро возникает оксидная пленка, существенно замедляющая химическую коррозию, а на малоуглеродистой стали окисная пленка возникает медленнее и, будучи рыхлой и гигроскопичной, облегчает коррозию. Следует заметить, что с повышением темпе­ратуры скорость коррозии стальных деталей резко возрастает, поэтому их можно при­менять только при наличии защитного покрытия.

Сильное негативное влияние на ЭС оказывает пыль, особенно в сочетании с повы­шенной влажностью воздуха. Так, уже при 75 % влажности большая часть атмосфер­ной пыли объединена с водой. В состав пыли входят неорганические и органические частицы диаметром до 0,2 мм, в том числе продукты сгорания серы (которые присут­ствуют в воздухе промышленных районов). Смешиваясь с водой, такая пыль образует сернистую или серную кислоту, активно разрушающую детали конструкции ЭС. Кроме того, воздействие пыли на ЭС проявляется в виде засорения смазочных материалов ме­ханизмов, тем самым увеличивая их износ. Пыль может явиться причиной нарушения электрического контакта в разъемах соединителей, реле и других коммутационных устройствах. Осаждение пыли также может стать причиной появления плесени, если состав пыли благоприятен для развития микроскопических организмов [29, 30, 45].

Пониженное атмосферное давление также является опасным ВВФ, так как сни­жение атмосферного давления приводит к изменению напряжения электрического пробоя воздуха. Уменьшение атмосферного давления оказывает влияние на параме­тры ЭРИ и ЭС непосредственно и косвенно. Непосредственное влияние вызывает из­менение емкости и допустимого рабочего напряжения конденсаторов с воздушным диэлектриком, уменьшение величины допустимого рабочего напряжения изоляторов, волноводов, элементов антенно-фидерных трактов и между проводниками электриче­ского монтажа. Увеличивается вероятность возникновения искровых разрядов в негерметизированных высоковольтных выпрямителях и антенно-фидерных трактах. Повышается механическая нагрузка на кожухи герметизированных элементов ЭС. Косвенное влияние проявляется в ухудшении условий воздушного охлаждения ЭС вследствие уменьшения плотности и теплоемкости воздуха [30, 45].

Невесомость как ВВФ космического пространства присутствует при свободном по­лете космического аппарата. Невесомость, воздействующая на ЭС, рассматривается как фактор, оказывающий влияние на его тепловой режим. Дестабилизирующее воз­действие невесомости характеризуется отсутствием конвективной составляющей те­плоотдачи от выделяющих тепло элементов, поэтому невесомость необходимо учиты­вать для ЭС, размещаемых в герметизированных отсеках космической техники [45].

Как и для механических ВВФ, ГОСТ 16962-71 устанавливает степени жесткости климатических факторов внешней среды, в обобщенной форме отражающие условия эксплуатации (табл. 4.8.6, 4.8.7) электронных модулей нулевого уровня. Следует за­метить, что в значительной степени надежность ЭС зависит от применяемой элемент­ной базы, поэтому методы защиты конструкции ЭС от климатических воздействий обязательно должны учитывать особенности используемых ЭРИ.

Данные, приведенные в табл. 4.8.6, 4.8.7, рекомендуется использовать при анализе и выборе элементной базы ЭМ1 (см. § 3.2.5).

Таблица 4.8.6