|
5 ?3 V$ K( ?! v $ A( ~7 K2 W% @: q
在军用电子领域用于潜艇和其他深海应用的水下连接器必须承受压力、温度变化、海水腐蚀和其它冲击等。
+ Y0 b) x6 G8 T! _+ t8 | 军事电子系统必须承受的最恶劣环境之一是深海。潜入深海的无人驾驶水下航行器(UUV)必须承受高压，而潜艇必须承受不断的压力循环。其它考验包括温度循环，海水腐蚀和其它不同类型的冲击等。
1 x- w8 z* m& T& o 除了潜水艇外，美国海军长期以来一直在开发无人驾驶水下航行器（UUV）。2017年，为目前属于海下作战部门(OPNAV N 97)提供更好的传感器，耐力和其它UUV组合产品性能，美国海军进行了一项持续改进项目。新的途径是将它们设计成一系列具有共同属性的系统，如推进器、自动驾驶、耐力、可靠性、指挥性能和控制性能等，该系统适用广泛。该系统已经用于称之为SWFTS(潜艇作战联邦战术系统)的海军潜艇开放式体系结构作战系统。 ! @9 k- \9 W0 R( {1 ^* I
4 V0 A' Q9 [- U
弗吉尼亚级快攻潜艇密苏里号
( R5 t k7 D, C. \: s& l 弗吉尼亚级快攻潜艇密苏里号是美国海军攻击潜艇攻击战队的成员，用于高端战争的训练，建造于2018年。
7 A, h, U. E* H0 @0 | 虽然大多数军用UUV是由海军创建的，但有些项目是由国防高级研究计划局(DARPA)监督的。例如，它的Angler计划开发用于深海任务的UUV。这些机器人将穿越很远的距离，在没有人类干预或通讯的情况下自主地发现和操纵海下的物体。
- o; e0 y9 |9 w$ ?) p 深海连接器
7 A) s- A) T# v. g Fischer 干式咬合连接器主要适用于UUV以及各种地面和水下无线遥控飞行器（ROV）等设备。这些设备需要坚固、密封的连接器，适合于大部分时间在海水中工作。Fischer 公司的Stéphane Antonetti说，除了尺寸，高密度，和混合接触配置等外，如耐腐蚀，抗压和冲击抗等性能都是强制性的。 9 d( A( b/ y" j+ @. {* ]# }
高引脚密度对于减少所需连接器的数量尤为重要。Antonetti说：“对海水中的设备来说多一个孔就多一份潜在的泄漏风险。这就是为什么我们开发了高接触密度的连接器，以及混合电源和信号触点的连接器。”Fischer 核心系列是最受欢迎的UUV产品解决方案，因为它尺寸大小和接触方式选择范围大。同时提供了适合海底设备的非常好的性能。此外，它的单光纤连接器已成功地用于深度达300米的水下航行器。 ' O5 T$ |9 ]) K2 K9 y, M. H1 h- X
 + t- n+ C! K6 F B5 W
Fischer连接器的单光纤(FO)系列连接器
( r/ M J2 U7 b" l4 s! J Fischer连接器的单光纤(FO)系列连接器已成功地应用于深度达300米的水下无人驾驶航行器(UUV)。 - _* ^1 y! K2 A; W
Antonetti说，由于水压对较大的连接器施加的压力更大，所以较小的连接器在水下的表现往往更好。海底连接器的其他常见性能要求是高耐腐蚀、高水密性、易于操作和高可靠性等。 1 I- V" ~4 O( V2 H8 P
BIRNS首席执行官埃里克·伯恩斯(EricBirns)说，除了压力之外，可能导致连接器在水下破裂或泄漏的因素包括热冲击、振动和爆炸冲击等。该公司为潜水艇制造连接器和电缆组件，包括潜艇和UUV等。它的千禧系列是一个高密度，干式咬合，金属外壳的连接器，满足海底深度可达到6公里。“连接器材料不仅必须本身具有耐腐蚀能力，而且不能通过电偶作用或汞等某些材料的污染在材料中引起腐蚀。这是一个巨大的问题。他认为，由于水下应用的设备使用持续时间通常比地面设备短，所以安全度必须更大，测试必须更严格。 - D; ]$ y. d# k: y
7 b, L: j1 A7 l5 t+ V) y 核动力的俄亥俄级弹道导弹潜艇马里兰州号
4 y: }( i8 }, _* S4 y, Y ] 核动力的俄亥俄级弹道导弹潜艇马里兰州号可以携带多达20枚带有多弹头的潜射弹道导弹。2021年，它将被哥伦比亚级核潜艇取代。 l' C N5 }0 i7 w) l2 H
高可靠性电缆的二次成型也是水下应用的关键。在潜艇的舷外侧，连接到舱壁连接器的电缆组件通常是电缆端接和二次成型到插头上。这种防水的二次成型会承受很多压力，包括电化学等。为了保护船体免受腐蚀，潜艇使用阴极保护系统，如锌牺牲阳极，这种阴极保护系统在一到两伏特的电压下放出小电流。Birns说：“电流通过船体、船体安装的舱壁连接器、电缆插头传输到电缆二次成型的区域。” 这种电流会导致电缆成型区松动，从而导致成型部分水渗漏，使插头短路，因此电缆二次成型必须是高度可靠的。 , x2 @3 U2 p( c3 Y$ ]9 f: b
 8 q- M: d3 s! @ r* E) U
BIRNS的新同轴连接器 . N! J( O7 R( }3 D
BIRNS的新同轴触点可以承受低至1400米的开口压力，这对于射频连接器来说是一种罕见的选择。NAVSEA Pro-020的二次成型使得它被批准用于美国海军的舷外海底电缆。 " r" { Y1 O9 i8 c4 K2 q }, o% a
另一个不为行业标准所涵盖的问题是，如果技术人员忘记将连接器插头和插座连接在一起，则容器在潜水时的“开敞”状态。在这种情况下，容器必须仍能承受海水压力并防止水进入。因此，BIRNS的内部标准要求其所有连接器始终能够承受开口压力。“这是我们的认证测试方法之一，”BIRNS说。例如，我们最近设计了一种射频同轴接触器，它能承受海底1400米的开口压力。
* k6 u, n" R3 c. K: R" \ Souriau公司的通信连接器用于UUV和ROV，以及非军事的海底市场，如海洋学或近海石油和天然气等，该公司海洋/航天/mil-airo北美区域产品经理VincentMansour说。军用潜艇应用包括光电桅杆、通信系统、声纳、武器系统和推进系统等。虽然船用连接器有许多军用标准，如MIL-DTL-38999、MIL-DTL-26482和MIL-DTL-5015等，但用于舷外连接器的标准和专有产品较少。一些NAVSEA标准存在于舷外电缆组件。
& n% h1 D3 j; e3 t0 K8 Q
( G) D2 z4 `. w1 V& u2 W Souriau的M系列干式连接件适用于海洋青铜的舷外应用. ' n" U* }+ _/ u. Q2 t
Mansour说，军用海洋应用的内部连接器要求非常类似于在水面上使用的连接器。有些是由海洋青铜制成的，如铝青铜。其他可能是不锈钢或铝。除了冲击和振动外，安装的方便性也很重要，因为接入往往很复杂，可能包括盲插和电缆连接等问题。Souriau公司的内部线缆包括专用的MSH/MPH系列内部使用的圆形连接器、特定的管道和隔离壁解决方案，以及军用标准产品等。
% g9 d2 \! x. b" S' C' ~( Y 舷外是一个非常不同的世界，耐腐蚀是关键。在舷外，连接器所用材料包括海洋青铜，高端不锈钢，钛和诺镍铁合金等。Mansour说，例如，Souriau的干式M系列船用青铜，被法国海军广泛用于舷外连接，50年来的使用也证明了这种材料的适用性。现在也被世界各地的海军使用。对于海军来说，由于连接器需要防水，所以抵抗冲击和振动仍然是很重要的。但是军用船舶的连接器承受的压力通常低于海洋作业如近海石油和天然气钻探等的压力，因为军用海洋系统通常只在海面以下1000米左右以内工作。 ( S1 [( J! ]) j2 }; A
2 ~/ L# K4 V- v% q k 美国海军蓝鳍-21 Artemis自主水下航行器(AUV)用于搜寻失踪的马航370航班。 ' x/ K' Z- v6 I5 K
在海底军事系统中，UUV正在变得越来越小，越来越轻，而且能力也越来越强大。 Birns说：“数据传输需求出现了指数级增长，类似地面连接器。”UUV执行任务的海水深度越来越深，时间越来越长。UUV更容易、更快速地部署，更多的UUV被设计成由两到三个人携带。有些深海UUV太小了，可以用21英寸的鱼雷管发射。
6 G1 |4 b+ i: ~$ I5 s 在军事潜艇世界中，BINS认为连接器尺寸减少要求还不是足够强烈，但是在相同的连接器尺寸中需要增加了越来越多的功能和性能。用户尤其需要更快的数据传输，因此更多地使用高引脚密度、高频射频、光纤和电光混合连接器等。 ' Q$ r, K3 n1 _2 F
Mansour说，在水下应用中，Souriau看到了使用更多现有连接器的趋势。他认为，对于舷外水下连接，大部分是专有的解决方案。这对具有强劲研发和生产实力的连接器公司来说是个很好的市场机会。
- Z9 r5 i; v7 ~! ?
$ w, D5 |& c L$ Q- N; d6 U5 I% o9 c) \$ H, S
% R& m% U! f6 v4 J6 \ L* j6 C' }
& s) _" b( v: W! R
; q9 |, L1 i' d# U) X$ E# x | 
