連接器在無(wú)人機中的應用探究

采用的主要連接器類(lèi)型

　　許多傳統軍用圓形連接器和矩形連接器完全不能滿(mǎn)足目前無(wú)人機設計師需要。僅尺寸和質(zhì)量問(wèn)題就常常使設計師無(wú)法在無(wú)人機內指定采用普通的高可靠軍用連接器，如常見(jiàn)的MIL-DTL-38999系列III。但其他因素，如缺乏有效的EMI屏蔽或環(huán)境密封是妨礙在關(guān)鍵任務(wù)無(wú)人機平臺使用眾多軍用連接器的附加障礙。許多連接器，如普遍存在的MIL-DTL-24308 D形超小型連接器，幾乎不具備目前高性能無(wú)人機所要求每一特性，如可靠的耐振動(dòng)與沖擊性能、耐化學(xué)性能或有效的EMI屏蔽/接地。許多無(wú)人機用連接器是專(zhuān)門(mén)針對滿(mǎn)足各種無(wú)人機系統的高性能要求而研制的。綜合起來(lái)，在無(wú)人機中主要采用以下幾種連接器：小圓形連接器、微小型(1.27mm間距)/納小型(0.635mm間距)矩形連接器、小型高密度光纖連接器、復合材料輕型連接器。

圖3 典型無(wú)人機內互連線(xiàn)路示意圖

小圓形連接器(MIL-DTL-38999系列)

　　無(wú)人機用典型小圓形連接器包括Glenair公司80系列及Souriau公司8STA系列等。Glenair 80系列(圖4)是MIL-DTL-38999連接器的替代品，但它更小而輕，且具有同等牢靠的電、機械和環(huán)境性能，具有成熟的后松式壓接接觸系統。與同等密封38999連接器相比，質(zhì)量減輕71%，尺寸減小52%，極適用于更小更輕的無(wú)人機平臺。80系列具有許多絕緣安裝板排列方式(3-85個(gè)接觸件)、屏蔽附件，后外殼和鎖緊方式，Glenair提供可選的80系列產(chǎn)品，具有EMI/EMP濾波和(/或)氣密封能力。標準型80系列采用23號接觸件，接觸間距0.076英寸。接觸件采用壓接-刺破技術(shù)安裝于鈹銅固定卡夾內，密度約為38999圓形連接器的兩倍，質(zhì)量約為一半。80系列是一種在無(wú)人機上使用十分廣泛的一種成熟產(chǎn)品，使用80系列的無(wú)人機包括 “火力偵察兵”無(wú)人直升機、 “捕食者”、 “陰影”、 “搜索鷹”以及”值勤者”無(wú)人機。

圖4 GLENAIR公司的80系列

　　Souriau的8STA系列(圖5)在無(wú)人機上用量大，8STA是高密度超小型設計，沒(méi)有尾部附件，最小產(chǎn)品質(zhì)量?jì)H6.1g，平均質(zhì)量比標準的MIL-C-38999要輕50%~70%。8STA的接觸件單芯電流3~80A，同時(shí)還可加裝各種高頻同軸雙絞接觸件，用于傳輸各種高速信號。接觸件與導線(xiàn)用壓接方式連接，連接方式為快速卡口連接，500次插拔壽命。工作溫度范圍為-55～+175℃。防水等級為IP67級(即在1m的水深，浸水30min以上)，耐振動(dòng)指標為147m/s2 (10~2000Hz)，沖擊指標為3 毫秒ms300g，安裝方便。

圖5 蘇里奧公司的8STA系列

微小型(MIL-DTL-83513)/納小型(MIL-DTL-32139)矩形連接器

　　無(wú)人機用典型微小型連接器包括Souriau公司生產(chǎn)的MicroComp 微矩形連接器(圖6)和Glenair的微小型D形連接器，接觸間距1.27mm 可替代MIL-DTL-83513標準D型連接器。MicroComp是世界上最小的帶可卸接觸件的高密度、復合材料殼體的矩形連接器，從7芯到104芯有9種型譜排列，殼體是玻璃纖維填充的復合材料，質(zhì)量比同類(lèi)產(chǎn)品輕35%以上，殼體表面鍍金(航天級)和鍍鎳(航空級)。使用高可靠的26號針/孔，耐振動(dòng)沖擊性能極好，隨機振動(dòng)達到44G，沖擊指標為50G/s。500次插拔，滿(mǎn)足軍標要求;工作溫度范圍為-55～+175℃。

圖6 Souriau公司的 MicroComp系列

　　Glenair的微小型D形(圖7)與Souriau不同，采用的是絞線(xiàn)插針接觸件(圖7)，它比沖壓成形的接觸件更緊固，且提供了一種接觸電阻較低的極佳的導線(xiàn)固定方法，絞線(xiàn)插針導線(xiàn)固定套筒還允許氣密性壓接，保證了優(yōu)異的拉伸性能和電路電阻低于沖壓成形套筒。該公司微矩形連接器，外形和質(zhì)量極小，但在苛刻的條件下仍保持最佳性能。Glenair微小型矩形連接器廣泛用于許多無(wú)人機計劃中，如包括“捕食者”、“陰影”、“值勤者”、“火力偵察兵”等，最近以色列Insitu公司指定Glenair公司定制設計的微小型D形連接器用于其第二代“搜索鷹”無(wú)人機的盲插機翼接頭上，以及無(wú)人機的推進(jìn)系統和遠程控制器。

圖7 Glenair公司微/納小型連接器

　　無(wú)人機用納小型矩形連接器(MIL-DTL-32139)，接觸間距0.635mm，是1.27mm間距微矩形連接器(MIL-DTL-83513)的升級產(chǎn)品(或者說(shuō)替代品)，其技術(shù)水平以Glenair和Omnetics、Airborn最為突出，遺憾的是實(shí)力雄厚的Souriau公司尚未推出此類(lèi)產(chǎn)品。