連接器在無人機(jī)中的應(yīng)用探究

采用的主要連接器類型

　　許多傳統(tǒng)軍用圓形連接器和矩形連接器完全不能滿足目前無人機(jī)設(shè)計(jì)師需要。僅尺寸和質(zhì)量問題就常常使設(shè)計(jì)師無法在無人機(jī)內(nèi)指定采用普通的高可靠軍用連接器，如常見的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)無人機(jī)平臺(tái)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人機(jī)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。許多無人機(jī)用連接器是專門針對(duì)滿足各種無人機(jī)系統(tǒng)的高性能要求而研制的。綜合起來，在無人機(jī)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(fù)合材料輕型連接器。

圖3 典型無人機(jī)內(nèi)互連線路示意圖

小圓形連接器(MIL-DTL-38999系列)

　　無人機(jī)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(jī)械和環(huán)境性能，具有成熟的后松式壓接接觸系統(tǒng)。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人機(jī)平臺(tái)。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(biāo)準(zhǔn)型80系列采用23號(hào)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(nèi)，密度約為38999圓形連接器的兩倍，質(zhì)量約為一半。80系列是一種在無人機(jī)上使用十分廣泛的一種成熟產(chǎn)品，使用80系列的無人機(jī)包括 “火力偵察兵”無人直升機(jī)、 “捕食者”、 “陰影”、 “搜索鷹”以及”值勤者”無人機(jī)。

圖4 GLENAIR公司的80系列

　　Souriau的8STA系列(圖5)在無人機(jī)上用量大，8STA是高密度超小型設(shè)計(jì)，沒有尾部附件，最小產(chǎn)品質(zhì)量僅6.1g，平均質(zhì)量比標(biāo)準(zhǔn)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(hào)。接觸件與導(dǎo)線用壓接方式連接，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(jí)為IP67級(jí)(即在1m的水深，浸水30min以上)，耐振動(dòng)指標(biāo)為147m/s2 (10~2000Hz)，沖擊指標(biāo)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

　　無人機(jī)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(biāo)準(zhǔn)D型連接器。MicroComp是世界上最小的帶可卸接觸件的高密度、復(fù)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(fù)合材料，質(zhì)量比同類產(chǎn)品輕35%以上，殼體表面鍍金(航天級(jí))和鍍鎳(航空級(jí))。使用高可靠的26號(hào)針/孔，耐振動(dòng)沖擊性能極好，隨機(jī)振動(dòng)達(dá)到44G，沖擊指標(biāo)為50G/s。500次插拔，滿足軍標(biāo)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(dǎo)線固定方法，絞線插針導(dǎo)線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人機(jī)計(jì)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(shè)計(jì)的微小型D形連接器用于其第二代“搜索鷹”無人機(jī)的盲插機(jī)翼接頭上，以及無人機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制器。

圖7 Glenair公司微/納小型連接器

　　無人機(jī)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(jí)產(chǎn)品(或者說替代品)，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公司尚未推出此類產(chǎn)品。