連接器在無人機中的應用探究

采用的主要連接器類型

　　許多傳統軍用圓形連接器和矩形連接器完全不能滿足目前無人機設計師需要。僅尺寸和質量問題就常常使設計師無法在無人機內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屏蔽或環境密封是妨礙在關鍵任務無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人機所要求每一特性，如可靠的耐振動與沖擊性能、耐化學性能或有效的EMI屏蔽/接地。許多無人機用連接器是專門針對滿足各種無人機系統的高性能要求而研制的。綜合起來，在無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 典型無人機內互連線路示意圖

小圓形連接器(MIL-DTL-38999系列)

　　無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，質量減輕71%，尺寸減小52%，極適用于更小更輕的無人機平臺。80系列具有許多絕緣安裝板排列方式(3-85個接觸件)、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-刺破技術安裝于鈹銅固定卡夾內，密度約為38999圓形連接器的兩倍，質量約為一半。80系列是一種在無人機上使用十分廣泛的一種成熟產品，使用80系列的無人機包括 “火力偵察兵”無人直升機、 “捕食者”、 “陰影”、 “搜索鷹”以及”值勤者”無人機。

圖4 GLENAIR公司的80系列

　　Souriau的8STA系列(圖5)在無人機上用量大，8STA是高密度超小型設計，沒有尾部附件，最小產品質量僅6.1g，平均質量比標準的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

　　無人機用典型微小型連接器包括Souriau公司生產的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，質量比同類產品輕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，耐振動沖擊性能極好，隨機振動達到44G，沖擊指標為50G/s。500次插拔，滿足軍標要求;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固定方法，絞線插針導線固定套筒還允許氣密性壓接，保證了優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”無人機的盲插機翼接頭上，以及無人機的推進系統和遠程控制器。

圖7 Glenair公司微/納小型連接器

　　無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)的升級產品(或者說替代品)，其技術水平以Glenair和Omnetics、Airborn最為突出，遺憾的是實力雄厚的Souriau公司尚未推出此類產品。