太空市場正繁榮,連接器廠商為了進入這個市場,都在竭盡全力尋找更多的機會。但是,嚴格的法律法規、管理制度和極端的環境條件使得供應商在這一快速發展的領域里面臨更多的挑戰。
因為部署成本高,且難以維修,太空應用必須達到嚴格的要求。在衛星部署的國家,火箭和衛星的連接器必須經過試驗并經核準。接頭必須能經受高速度飛行的嚴格要求,包括沖擊、振動、極端溫度、輻射、靜電和電磁干擾等,且一定要可靠地完成某些特定功能。
適用于軍用標準的連接器非常適合制造火箭,因為他們能輕松適應火箭所面對的惡劣環境。例如,AmphenolPcd的RNJ系列,基于MIL-DTL-38999標準的連接器,可以在火箭上傳送數據等。該市場需要盲配連接器,這是理想的解決方案。他們能傳送數據和電力,在這個市場上得到了廣泛的應用。
但是,向太空應用提供連接器也面臨著挑戰。因為是高度保密的,供應商通常只能得到需要的基本信息。“一般說來,我們將獲得我們必須擁有的信息,如應用領域、產品所在環境、正在使用的連接器和線束等等。在設計時,我們只了解一些高級應用的細節,例如哪些區域、線纜直徑等等。”Amphenol Pcd埃丹·麥克法蘭說。
為了安全起見,航天機構在采購材料和設備方面極為嚴格。每一個航天機構都有自己的材料和制造標準,并對供應商提出了審查要求。這就是說,供應商必須為特定客戶創建一個產品編號。麥克法蘭說:“顧客需要符合軍事標準,并且擁有其專有設計的部件編號。因此,即使是一種軍事規格,如M85049背殼,它仍能滿足標準,但不能反映軍事標準部件編號。
一、SWaP與可靠性平衡
體積、重量、功率(SWaP)已成為許多應用中的重要標準,但在太空應用上卻顯得特別重要。將一磅重的重物發射到地球軌道的費用是幾千美元。體積小,重量輕,不能降低可靠性、耐久性和安全性的要求,必須對極端情況作出謹慎的權衡。
可靠度包含很多因素。火箭隊的接合部將會在極熱、嚴寒下工作。隨著火箭的升空越來越靠近太陽,它的溫度也提高了。所以,連接器必須能夠抵抗溫度變化和熱沖擊,例如發射火箭的許多引擎所產生的熱沖擊。
太空應用程序還需要解決諸如漏氣之類的問題。許多我們投進太空的東西都被用來監控、天氣或者其它信息,”TEConnectivity研究員、全球工程領袖馬特·麥卡洛尼斯說。除塑料漏氣和復合材料漏氣外,火箭經常在海水附近發射,這些地方的重鹽霧環境會造成金屬腐蝕。這都影響信號的完整性。
火箭要消耗很多燃料,因此防止爆炸也是一個問題。在燃料電池附近使用防火花連接,來避免爆炸意外的發生。
二、電鍍和屏蔽
鍍料是另外一種保證連接器可靠性的方法。航天用戶主要采用鎳鍍層和Durmalon鍍層。兩者均為耐蝕材料,且可確保連接器的安全性。
EMI屏蔽能防止不同信號線之間的相互干擾。該屏蔽器提供完全的EMI保護,并且可以防止信號衰減。
三、傳感器
該傳感器能夠獲得對運動、慣性、沖擊、振動和溫度等關鍵信息,并通過電纜系統傳輸到計算機中,進行記錄、計算和傳遞給決策者。每一部分的應用生態系統都要求具有相同的責任和等級。若感應器應用需要一定的條件,在同一環境下,連接器一般也應該進行相應的匹配。
四、用于定位的微型連接器
該火箭的連接器集中于制導、導航與控制(GN-C)部分。微連接器適用于這一領域的特殊市場,尤其是用于火箭和衛星的micro-D和nano-D連接器。該連接器滿足了強度、尺寸、重量和安全鎖緊的標準。電氣因素主要是傳輸信號,例如接受微波和模擬控制數據,以及改變操縱機構方向的數字脈沖。高度可靠的互聯系統是用來向衛星發送定位和導航數據,并返回控制中心。
星形跟蹤是用來首先驅動和定位運載火箭,然后對衛星進行精確定位。它們利用了地球上的一個參考點,以及從超過23,000顆恒星的數據庫中選取的第二個參考點。通過對這些衛星進行定位,可使其所收集和測量的高分辨率圖像的質量和價值最大化。舉例來說,BlueCanyon科技公司的追蹤器只有500克重,能夠提供精確的姿態位置,能夠探測到7.0級的恒星,以確定特定高度的軌道。電源與信號的空間級電纜很適合用于星形跟蹤,因為這樣可以節約體積和重量。
太空應用已成為連接器行業一個很有價值的市場,因為多個空間機構和商業實體發射了衛星,并準備前往火星,增加了投資,以及競爭持續增加。