Wenn es um Umweltprüfungen für Anwendungen im Verteidigungsbereich geht, gehört die MIL-STD 810 zweifellos zu den bekanntesten Standards.
Oft wird sie lediglich mit „Labortests“ in Verbindung gebracht. Tatsächlich ist die MIL-STD 810 jedoch weit mehr als das: Sie stellt eine Methodik dar, die entwickelt wurde, um zu bewerten, ob ein Produkt den Umgebungs- und mechanischen Belastungen standhält, denen es während seines gesamten Lebenszyklus ausgesetzt sein kann.
Im Mittelpunkt steht dabei nicht die Prüfung unter idealisierten Laborbedingungen, sondern die möglichst realitätsnahe Simulation der tatsächlichen Einsatzumgebung. Auf diese Weise lässt sich nachweisen, dass ein Produkt auch unter anspruchsvollen Bedingungen zuverlässig funktioniert.
Die MIL-STD 810 ist ein vom US-Verteidigungsministerium entwickelter Standard, der Umweltprüfverfahren definiert, um die Zuverlässigkeit von Ausrüstungen und Systemen unter realistischen Betriebsbedingungen zu überprüfen.
Im Gegensatz zu vielen anderen Standards, die ausschließlich Prüfverfahren festlegen, verfolgt die MIL-STD 810 einen Ansatz, der auf dem sogenannten Life Cycle Environmental Profile (LCEP) basiert.
Mit anderen Worten: Bevor entschieden wird, welche Prüfungen durchgeführt werden sollen, muss zunächst verstanden werden:
wo das Produkt eingesetzt wird;
wie es transportiert wird;
wo es gelagert wird;
welchen klimatischen Bedingungen es ausgesetzt sein wird;
welchen mechanischen Belastungen es standhalten muss.
Erst nach dieser Analyse werden die am besten geeigneten Prüfverfahren ausgewählt.
Viele Produkte können bereits vor ihrer eigentlichen Inbetriebnahme erheblichen Belastungen ausgesetzt sein.
Die in der Norm verwendete Darstellung des Environmental Life Cycle zeigt deutlich, dass ein Gerät vor dem operativen Einsatz zahlreiche Phasen des Transports, der Handhabung und der Lagerung durchlaufen kann.
Ein Produkt kann dabei:
auf einem Lkw transportiert werden;
per Bahn befördert werden;
auf dem Luftweg versendet werden;
mit einem Hubschrauber transportiert werden;
auf dem Seeweg transportiert werden;
in Lagern oder temporären Einrichtungen gelagert werden;
während der Lagerung äußeren klimatischen Bedingungen ausgesetzt sein.
Jede dieser Phasen kann Vibrationen, Stöße, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeitseinwirkungen und andere Belastungen verursachen, die die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit beeinträchtigen können.
Aus diesem Grund bewertet die MIL-STD 810 nicht nur die endgültige Betriebsumgebung, sondern den gesamten Lebenszyklus des Produkts.
Einer der weniger bekannten Aspekte der MIL-STD 810 betrifft die Verwendung von globalen Klimakarten.
Der Standard klassifiziert verschiedene Regionen der Welt anhand der vorherrschenden Umweltbedingungen und ermöglicht so die Definition realistischer Expositionsszenarien.
Ziel ist es, allgemeine oder pauschale Ansätze zu vermeiden und zu verstehen, welchen Belastungen das Produkt tatsächlich ausgesetzt sein wird.
Die von der Norm verwendeten Klimakarten identifizieren verschiedene Umweltkategorien, darunter:
Diese Informationen werden anschließend genutzt, um die im Labor durchzuführenden Prüfprofile festzulegen.
Regionen, die durch hohe Temperaturen und starke Sonneneinstrahlung gekennzeichnet sind, stellen für viele elektronische Produkte eine der größten Umweltbelastungen dar.
Nach dem in der MIL-STD 810 beschriebenen Ansatz können diese Bedingungen zu folgenden Auswirkungen führen:
Zur Simulation dieser Bedingungen werden Methoden eingesetzt wie:
In vielen Anwendungen ist nicht die Wärme das Hauptproblem, sondern die Kombination aus hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit.
Die in den Klimakarten der Norm identifizierten tropischen Regionen verdeutlichen Szenarien, in denen ein Produkt über lange Zeiträume hoher relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sein kann.
Mögliche Auswirkungen sind:
Zur Bewertung dieser Aspekte wird folgende Methode eingesetzt:
Arktische und subarktische Regionen weisen völlig andere Herausforderungen auf.
Denn sehr niedrige Temperaturen können folgende Probleme verursachen:
Zur Simulation dieser Bedingungen wird folgende Methode eingesetzt:
Wenn man von MIL-STD 810 spricht, denken viele Menschen sofort an Klimaprüfungen.
Tatsächlich befasst sich ein wichtiger Teil der Norm mit mechanischen Prüfungen.
Vibrationen, die während des Transports auf der Straße, der Schiene, per Schiff, Flugzeug oder Hubschrauber entstehen, können folgende Auswirkungen haben:
Aus diesem Grund wird folgende Prüfmethode eingesetzt:
Neben Vibrationen können viele Geräte während folgender Situationen plötzlichen Stoßbelastungen ausgesetzt sein:
Sie wird eingesetzt, um die Fähigkeit des Produkts zu überprüfen, solchen Ereignissen standzuhalten, ohne dass Funktionalität oder strukturelle Integrität beeinträchtigt werden.
Zu den Bauteilen, die besonders häufig beschädigt werden, gehören:
In der Praxis treten Umweltbedingungen nur selten isoliert auf.
Ein Produkt kann gleichzeitig folgenden Einflüssen ausgesetzt sein:
Hohe Temperaturen
Aus diesem Grund sieht die MIL-STD 810 auch folgende kombinierte Prüfungen vor:
...die es ermöglicht, Szenarien zu simulieren, die den tatsächlichen Betriebsbedingungen deutlich näherkommen.
| Methode | Beschreibung |
|---|---|
| Method 501 |
Hochtemperaturprüfung (High Temperature)
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| Method 502 |
Tieftemperaturprüfung (Low Temperature)
|
| Method 503 |
Temperaturschock (Temperature Shock)
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| Method 505 |
Sonneneinstrahlung (Solar Radiation)
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| Method 507 |
Feuchteprüfung (Humidity)
|
| Method 514 |
Vibrationsprüfung (Vibration)
|
| Method 516 |
Schockprüfung (Shock)
|
| Method 520 |
Kombinierte Umweltprüfungen (Combined Environment Testing)
|
Ein häufiger Fehler besteht darin, die MIL-STD 810 lediglich als eine Reihe von Prüfungen zu betrachten, die bestanden werden müssen. Tatsächlich basiert die Norm auf einem anderen Grundprinzip.
Ziel ist es nicht, einfach die Konformität mit einem Laborverfahren nachzuweisen, sondern zu verstehen:
Mit anderen Worten: Die MIL-STD 810 verfolgt das Ziel, reale Umgebungs- und Einsatzbedingungen möglichst genau nachzubilden, bevor das Produkt tatsächlich verwendet wird.
Die MIL-STD 810 zählt heute zu den wichtigsten Referenzstandards für die Umweltqualifizierung von Produkten in den Bereichen Verteidigung, Luftfahrt und Aerospace.
Durch die Analyse der Einsatzumgebungen, globaler Klimakarten und des gesamten logistischen Lebenszyklus ermöglicht die Norm die Definition realistischer Prüfungen zur Bewertung der Zuverlässigkeit eines Produkts.
Extreme Temperaturen, Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Vibrationen, Schockbelastungen und kombinierte Umweltbedingungen sind dabei nicht einfach nur Labortests. Sie stellen vielmehr eine Simulation der Belastungen dar, denen ein Gerät während Transport, Lagerung und operativem Einsatz tatsächlich ausgesetzt sein kann.
Genau diese Verbindung zwischen realer Umgebung und Laborprüfung macht die MIL-STD 810 zu einem einzigartigen Standard im Bereich der Umweltprüfungen.