军用航空连接器在无人机系统设计中的应用研究

连接器是一种在航空、航天等军事理论应用管理系统中几乎无处不在的重要思想基础元件，而飞机(飞行器)以及我国航空公司电子控制设备进行系统设计则是军用航空连接器最大和最集中的应用研究领域，连接器在飞机和航空旅游电子产品设备操作系统中起着传输数据信号或传输功率的互连作用。无人机(Unmanned Vehicles， UV)由于在情报侦察、目标捕获、目标攻击方式等方面的优势资源日趋突出，对于学生国防教育越来越具有重要，故成为世界军事文化强国大力支持发展的武器装备。与有人驾驶汽车飞机相比，智能化水平程度高、技术更复杂、工作生活环境更恶劣，因此对包括连接器在内的元器件提出自己更加苛刻要求。

无人机简述

从广义上讲，无人机包括所有交通工具、武装飞机，甚至水下工具、未爆炸弹药处理机器人等等。 在狭义上，无人驾驶飞行器(uavs)通常被称为无人驾驶飞行器(uavs)。 无人驾驶飞机积极发展军事武库，目前占防务相关军事航空活动的80% 左右。 无人机相对于传统的有人驾驶飞机具有不可替代的优势: 能够在极端威胁的区域进行操作，航程更长，更具可持续性，由于缺乏飞行员支持系统，机身更小，建造和部署无人机的成本大大降低。 军用无人机的主要功能是侦察、监视和目标捕获，其次是干扰和攻击。 著名的无人机包括”全球鹰””捕食者””火力侦察机 x-45和 x-47”暗影”和”搜索鹰”。

无人机必须满足更严重的电气，机械和环境性能的要求，布线和布线EMI，冲击和振动，温度循环，防液体的性能，微动接触等的寿命和可靠性要求的腐蚀，必须是现场演出基准，以满足军级。

尽管无人机与有人机具有中国许多企业相同的性能可以要求，但是由于无人机技术对于学生构成该平台互连布线的连接器、后壳、电缆和导线保护环境具有额外的要求。减轻生活质量、尺寸、耐冲击和振动、电磁兼容、防腐以及经济高速/带宽数据信息处理是无人机内互连布缆的关键问题设计工作要求，这些基本要求我们从无人机本身延伸到包括地面控制/支持服务系统内使用的电子设备之间以及无人机电子装置的有效载荷。

对于连接器的无人机性能要求

无人机设计师在评估企业用户进行长期总成本，以及发展应用研究环境管理需求时，必须明确规定高性能的互连网络技术，如MIL-DTL-38999(耐环境可以快速有效分离高密度小型圆形连接器)、MIL-C-26482(耐环境经济快速分离高可靠圆形连接器)或其他军级连接器。这些高性能连接器可为无人机设计师能够实现包括以下教学目标：提高学生工作寿命、减少设备安装和维护社会成本、降低产品测试和鉴定时间成本、改善可靠性和安全性。

由于无人机活动范围和连续导航能力是关键因素，事实上，“手动便携式”无人机在战术设置中很重要，无人机系统设计者还必须尽量减少互连元件的质量和尺寸，以便为无人机有效载荷通信、飞行控制和推进系统释放空间。 大型或小型无人机对尺寸和质量自然敏感，这使得互联技术条件成为整个设计过程中的关键要素。

陆基或海基无人机的要求大致相同: 增加使用寿命和可靠性，但也存在独特的环境挑战和连接器包装问题，如快速锁定以及现场清洁能力和耐化学品性。 此外，与天基无人机一样，地基或海基无人机系统可以从减小体积和质量中获得重大利益。

在军用航空的无人机分发应用连接器

军用无人机进行应用连接器的典型企业电子信息系统主要包括：引擎可以控制和传感器、着陆/对接管理系统、飞行成本控制、燃料电池温度传感器、数据分析处理与导航，以及通过有效载荷技术，如高清晰红外相机系统、高速发展图像分类处理、专用网络安全相关数据通讯公司电子、目标与火控(武器)系统、水雷探测、声纳、雷达或无线电装置，图2示出了一个无人机内使用互连元件的子系统和电子载荷装置。

这些电子系统一般配置军用标准插座连接器，便于装入无人机内。无人机规定采用各种结构的高性能矩形和圆形连接器，如MIL-DTL-38999系列III、MIL-DTL-83513 (微型D形)及其他军级连接器。无人机互连系统工程师改善布线系统关键特性和/或减少尺寸和质量的最好机会之一是改变无人机上“黑盒子”有效载荷和其他电子设备上的连接器的技术条件。正确的选择黑盒子上的连接器使工程师能够规定用尺寸和质量减小的电缆线束来连接无人机的子系统，这就使无人机产生了性能和尺寸/质量要求。

使用包括小且重量轻的连接器的整个区域，和/或互连电缆线束组件UAV。使用小型，轻量，高性能，满足标准的连接器无人机确保可靠性，安全性和使用寿命。图的典型功率UAV有效载荷的电子设备，信号及数据传输示意图示出了互连线束3所示。如在常规的飞机，与电缆线束设计基本上模块式设备，易于安装和更换在一个安全的UAV在一起。由于负载UAV的量有限，并且延长悬停在目标区域上时，需要减小连接器的尺寸和质量。互连系统的设计还需要长期的耐用性，（尤其是在配合触头）凝固耐腐蚀，并引起的发动机振动抗性，和（可能的）振动臂。在机械性能，所有连接器是必需的，因为燃料可以承受造成的损害暴露于溶剂和，抗电磁干扰和包含定位键，以防止误插入。

采用的主要连接器类型

许多中国传统发展军用圆形连接器和矩形连接器完全信息不能得到满足企业目前我国无人机作为设计师设计需要。仅尺寸和质量管理问题就常常使设计师我们无法在无人机内指定学生采用一个普通的高可靠军用连接器，如常见的MIL-DTL-38999系列III。但其他影响因素，如缺乏科学有效的EMI屏蔽或环境分析密封是妨碍在关键工作任务就是无人机技术平台公司使用方法众多国家军用航空连接器的附加功能障碍。许多连接器，如普遍认为存在的MIL-DTL-24308 D形超小型连接器，几乎都是不具备市场目前对于高性能无人机所要求每一特性，如可靠的耐振动与冲击性能、耐化学性能或有效的EMI屏蔽/接地。许多关于无人机用连接器是专门人员针对这种满足社会各种不同无人机控制系统的高性能要求而研制的。综合利用起来，在无人机中主要内容采用具有以下几种连接器：小圆形连接器、微小型(1.27mm间距)/纳小型(0.635mm间距)矩形连接器、小型高密度光纤连接器、复合结构材料轻型连接器。

无人机通常是小的圆形连接器80包括一系列GLENAIR公司和企业苏里奥8STA系列。 GLENAIR 80是一系列的MIL-DTL-38999连接器的替代品，但它是更小，更轻，和同样可靠的电气，机械和环境性能，压接接触系统后松动成熟。与相同的连接器密封38999相比，重量损失71％，在尺寸减小52％，非常适合更小和更轻UAV互联网。具有80号绝缘安装板的串联结构（3-85个月接触），屏蔽连接，后壳体和锁定方式，可选80种GLENAIR产品，具有EMI / EMP滤波和（/或）气体密封能力。 80点标准系列号23接触，接触间距0.076英寸。卷曲接触件 - 删余技术铍铜被附接到固定夹卡，约38999圆形连接器倍的密度，大约有一半的质量。 80系列是在无人机，使用80系列包括“火力侦察兵”无人直升机，“捕食者”，“影子”，“搜索鹰”和“值班谁”无人机无人机非常广泛使用的成熟产品。

Souriau的8STA系列在无人管理机上用量大，8STA是高密度超小型程序设计，没有进行尾部相关附件，最小系统产品服务质量仅6.1g，平均资产质量比达到标准的MIL-C-38999要轻50%~70%。8STA的接触件单芯电流3~80A，同时我们还可通过加装一个各种研究高频使用同轴\双绞接触件，用于数据传输以及各种经济高速发展信号。接触件与导线用压接方式可以连接，连接生产方式为快速交通卡口网络连接，500次插拔寿命。工作环境温度变化范围为-55～+175℃。防水技术等级为IP67级(即在1m的水深，浸水30min以上)，耐振动分析指标为147m/s2 (10~2000Hz)，冲击能力指标为3 毫秒ms300g，安装操作方便。

无人机典型的微型连接器包括MicroComp微矩形连接器和Sourriau生产的Glenair微D连接器，接触间距1.27mm取代MIL-DTL-83513标准D型连接器。 微Comp是世界上最小的带有可移动接触的矩形连接器，从7芯到104芯有9种光谱排列，外壳是一种填充玻璃纤维的复合材料，比同类产品轻35%以上，外壳表面镀金（航空航天级)和镀镍(航空级）。 使用高度可靠的26针/孔，优良的振动和抗冲击，44G，随机振动50G/s。 冲击指示器500块，符合军事标准要求；工作温度范围为-55~175℃。

Glenair 的微型 d 图7与 souriau 的不同之处在于，它使用了一种扭线销接触图7，这种接触图7比冲压形式的接触图更加刚性，为固定接触电阻较小的电线提供了一种极好的方法，绞合销和电线固定套筒还允许气密压接，确保了优异的拉伸性能和比冲压成型套筒更低的回路电阻。 该公司的微矩形连接器是最小的形状和质量，但保持在恶劣条件下的最佳性能。 Glenair 迷你矩形连接器被用于各种无人机项目，包括掠夺者无人机，暗影无人机，执勤无人机，火力侦察无人机，还有更多，以色列最近从 glenair 指定了一个定制设计的微型 d 连接器，用于第二代搜索鹰无人机的闭塞翼接头，以及无人机的推进系统和遥控器。

无人机采用小型矩形连接器(MIL-DTL-32139)间距0.635mm，是1.27mm间距的微型矩形连接器(MIL-DTL-83513)升级产品（或替代品），其技术水平在Glenair和Omnetics，Airborn，不幸的是，强大的Souriau公司尚未推出此类产品。

这种连接器与同类微小型连接器相比，尺寸仅为后者的1/8，质量水平仅为后者的1/4多一点，耐冲击和振动系统性能具有明显效果优于后者。安装一个形式进行灵活：可以通过直角PCB安装、垂直安装、表面贴装等。这种纳小型连接器适用于处理各种不同无人机，特别是主要适用于管理工作生活环境影响极其严酷的无人机发展环境，未来将取代微小型连接器。

Omnetics也是业界知名的高可靠性连接器制造商。 其Bi-Lobe系列纳米矩形连接器也是著名的纳米小连接器品牌。 其特点是采用柔性销(FlexPin)技术。 接触部位采用铍铜合金-17200。 与所有标准微纳插孔兼容，采用一体式结构。 这种弹性接触又厚又长。 它镀有50微英寸厚的镍和50微英寸厚的黄金，成本低，但耐用的表面寿命。 优异的抗冲击振动性能，25位微连接器抗冲击30G，间歇式

该连接器在无人机技术应用中的使用资源优势主要在于：体积小、质量轻，增加了企业有效进行载荷;采用一个固定螺钉，极耐振动;坚固的结构可以便于无人机牢靠着陆;支持致密的电子信息封装。

小型光纤连接器

无人机可以采用传统光纤连接器的原因主要在于：首先是企业由于我国无人机的功能进行不断发展扩大，基于铜传输的EMI问题研究越来越重要突出，例如，舰载无人机技术经过战舰上庞大的相控阵天线时，无人机方向舵操纵控制装置因EMI而反复学习出现一些故障。其次是要传输的数据信息越来越具有庞大，带宽也越来越多越高，这促使中国电子商务系统管理架构由1553B向军用以太网((Ethernet)过渡。光纤连接器因质量轻、抗EMI且高带宽，而极适用于无人机。

目前在未爆弹处理用战术移动地面控制系统仍至目标可以捕捉和侦察用海军无人机中，光纤网络媒介的应用技术已经在我们不断提高上升，目前为满足不同带宽或高速信息数据的要求，通常在无人机结构设计一个初始学习阶段就确定研究采用传统光纤。在某些重要场合，设计师对于已经开始采用光纤作为媒介取代铜媒介来解决EMI问题。无人机用光纤互连产品的制造商主要包括Glenair、Souriau以及Amphenol、ITTCannon及Molex等。

Glenair 为无人机提供三种高质量的光纤互连。 Mil-dtl-38999连接器采用独特的对准技术和精密陶瓷衬套，同心度和直径公差小于1微米，以满足无人机的高带宽和低损耗应用的要求; 高密度光纤连接系统，与 m85045 / 16电缆。 接触系统的插入损耗小于0.5分贝，适用于要求减小尺寸和质量以及出色的光和环境性能的无人机应用，允许快速集成到许多圆形和矩形连接器外壳和系统的光学介质。 通过将固定器和环保密封直接放置在端体组件上，无需高成本的工装和设计即可制造出独特的光纤到地连接器外壳。 这是特别方便提供光电混合连接器。

苏里奥开发出一种新技术，接触 - 4个同轴接触构件，所述接触构件是在高速双向（全复用）传输的一个非常小的部分的四点同轴以太网信号的数据（100Mbit / s的），而没有任何数据丢失。该方案的尺寸高超性能降低50％比常规接线方法。因此，采购和安装成本也大大降低。苏里奥高性能光纤连接器700可被安装到光纤芯ELIO接触，高密度。此外，安费诺和CTO CTOL系列光纤连接器，性能优良，但也适合用于无人驾驶飞行器，最大插入损耗只有2.8分贝两者优异的密封性能，大于1米深的水下，潜水24小时，插头关闭时间更比5000至10000倍，光学简单用布清洁。

复合材料连接器

质量是无人机中相当具有重要的一个企业技术发展指标，质量管理意味着可以有效进行载荷的增大，质量问题减轻主要靠特殊的复合建筑材料，目前我国飞机的外部机身结构分析以及机内部的元件逐步向复合材料产业转移的新趋势，这一变化趋势使所有的内部元件(连接器、电缆等)遇到了一种崭新而苛刻的环境经济条件，如雷击(可在电缆线束内引起极高电流)。

在复合材料的发展而言，苏里奥的领导者，经过20年的努力掌握先进的高压成形法和镀镍层，使得复合圆形连接器开发的公司要好得多比MIL-DTL-38999，它通过测试防冰液，镀镍层可经受侵蚀性流体，额外的电流经受了冲击试验500μS10000A可以是雷击具有抗性。阻燃，耐化学腐蚀，支持波音787“梦想”飞机目前的成功，F-35飞机。

Glenair的复合材料互连元件，采用了复合热塑料性塑料，不仅能减轻质量而且具有防腐和耐冲击和振动作用，Glenair为无人机提供多种类型的复合热塑料性复合材料连接器 后壳附件、连接盒和抗EMI金属化编织层。这三类产品对于无人机的设计具有重要意义，目前成功用于目前的捕食者、值勤者及其他的无人机计划中。该公司获得专利的复合材料摇臂应力消除后壳，将三种款式合为一体：直式、90° 和45° ，满足严格的 AS85049机械和电气标准，安装简单，该公司是唯一一家提供完整的光纤专用后壳产品线的光纤连接器制造商;复合材料防EMI/RFI连接盒：极适于无人机内的恶劣环境，产品满足MIL-S-901D和MIL-STD-167SHIPS的振动和冲击要求，和雷击性能规范;复合材料金属化抗EMI编织层，与普通金属编织层相比，质量下降50%，而EMI屏蔽性能相同，甚至更优。

结语

《军事与航空航天企业电子》(Military & Aerospace Electronics)杂志近期研究指出，“随着我国国防教育系统可以进入社会网络中心战(network centric warfare)时代，以及通过无人机技术对于中国国防建设越来越具有重要，国防军事和航天用电连接器和电光连接器必须能够满足恶劣工作环境质量标准，这一点我们变得比以往没有任何一个时候都紧迫……军事管理系统作为设计师将比以往任何问题时候都迫切要求需要更轻、更小、更强固和更廉价的电连接器和光连接器”。高可靠的坚固连接器对于提高无人机的设计过程中至关重要，连接器失效，将导致信息丢失信号，丢失功率，引起学生系统会失效。

遗憾的是，目前供应的许多连接器在10G的超重力下无法可靠工作，连接器的问题并未引起应有的重视，那种认为连接器只是“插插拔拔”的观点是完全错误的，连接器看似结构简单，其实失效机理很复杂，其失效率难以准确量化，至今仍是唯一无法划分失效率等级的电子元器件。无人机应用迫切需求高品质连接器，这对军用航空连接器制造商是机遇，更是严峻挑战。

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