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军用电连接器创新发展研讨
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军用电连接器创新发展研讨

2022-11-07 17:08:58 来源:高级工程师 杨奋为 作者:杨奋为 (授权转载)

【哔哥哔特导读】本文在阐述军用电连接器作用地位及现代战争对其提出新要求的基础上, 分析了军用电连接器发展趋势。并通过回顾我国军用电连接器发展历程,指出了我国军用电连接器与国外先进水平的主要差距和创新发展必须解决的关键要点。

1 军用电连接器的作用和地位

军用电连接器是是各类武器系统不可缺少的基础电子元器件,广泛用于电气、电子设备的电线、电缆与设备之间的电路连接,相当于人的神经系统与血液循环系统,负责整个武器系统信号和能量的传输。军用电连接器是组成飞机、导弹、舰艇等武器系统用量最多的通用电子元器件。在军用武器装备和各类电子系统中,连接器是连接器件与组件、组件与单机、单机与单机、系统与系统必不可少的基础元件。在航空、航天、兵器、舰艇等军用武器装备中,起着电气连接传输能量和信号的重要作用。其品质直接关系军用装备的性能与质量,任何一个接点失效都将导致整机系统失效的严重后果。例如,一架现代歼击机使用电缆长达 510 公里,一次配套的电连接器约8001000多件。一架大型运输机电缆总长度达250公里,一次配套的电连接器约4500多件[1]。称为水下导弹的鱼雷内部空间小,控制系统的弱电信号和动力系统的强电信号集于一体,电连接器抗干扰是其布线的关键。电路连接好不好直接关系到武器装备的性能与质量,任何一个接点、任何一项功能的失效都会带来整个武器系统失效的严重后果,电连接器是所有电子元器件中失效率最高的,据美国航天失效故障率统计:电子元器件的故障率占 40%,其中大约 20%30%的故障来自电连接器的失效。

我国航天史上也发生过因电连接器失效而延误发射的重大事件,因此军用电连接器应把质量和可靠性置于第一重要的位置。往往是成是电连接器,败也是电连接器2011 年我国自行研制的四个 3.5cm 特种电连接器确保了神八和天宮一号对接成功(1),但在其成功前不久,连接不可靠,也导致了实践 11 号卫星火箭发射失利。

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2 现代战争对军用电连接器提出新要求

上世纪九十年代至本世纪初,美国先后发动四次髙科技条件下的局部战争,从海湾战争诞生的电子战到科索沃战争出现的信息战,直至阿富汗和最近结束的伊拉克战争所展示的网络中心战,都生动展示了世界军事变革的巨大威力。大批信息化、智能化的新式髙性能武器装备对配套的包括电连接器在内的电子元器件性能提出了新的更高要求。

2.1 新的军事变革催生新的连接器技术和性能

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1 列出了美国发动四次战争中精确制导武器的使用比例,由此说明精确制导武器在现代战争中地位逐渐提高。无人侦察机、导弹、智能炸弹是导致电连接器持续需求增长的主要因素;在伊拉克战争中激光制导炸弹、卫星制导炸弹增加两倍,取代了阿富汗战争中的武器。一般战机均机载集束炸弹、自由投放炸弹及激光制导炸弹,由此飞行中分离连接器、脱落连接器、拉火绳连接器及级间连接器需求增长。2006 年珠海航展航天科技集团首次展出两款精确制导炸弹,表明我国武器系统正逐步迈入精确打击时代。

电磁脉冲武器已出现并在现代战争中投入使用,未来战争中电磁脉冲危害巨大, 号称杀伤性极大的第 2 原子弹。电磁脉冲防护已成为世界各军事强国研究热点,对包括电连接器在内的互连整机系统进行电磁防护加固以提升武器装备在强脉冲环境下生存能力正成为一种必然趋势和要求。

2.2 对外层空间争夺加剧,宇航应用对连接器提出新要求

未来战争将越来越多决胜于天外,运行于太空军事侦察卫星等宇航电子系统对于战争结局至关重要。随空间计划深入发展,信息化战争较量由地面转向外层空间。外层空间争夺促使宇航电子系统需求迅速增长,这也使包括电连接器在内的电子元器件需求迅速增长。另外空间特殊工作环境对电连接器提出了小型化、轻量化、抗辐射加固和释气等更苛严的性能要求[2]

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2.3 新型战机迅猛发展,航空电子设备对连接器需求增长

在现代信息化战争中,空军作用日显重要,各类军用机是取得对敌制空权主要手段,军用电连接器是其最集中的应用领域。特别是近年来无人机在现代战争中的应用获得了各国军方的高度重视。图 2 中所标出的这些部位是无人机上使用包括小而轻的电连接器或互连电缆线束组件的全部区域。采用了小而轻且满足高性能标准的电连接器,可确保无人机的可靠性、安全性和工作寿命。由于无人机载荷量有限,且长时间在目标区域上空徘徊,因此需要减少电连接器的尺寸和质量。互连系统的设计也要求长期耐久性、耐凝结腐蚀特别是插合的接触件上,并耐引擎引起的振动以及可能的武器振动。在机械性能方面,所有连接器均要求能承受住因燃料和溶剂暴露而导致的损害,抗EMI并且要含有定位键来防止误插[3]

2.4 信息化装备数据传输量上升,促使高速传输电连接器和光纤连接器发展

电子战、信息战、网络中心战的实现均基于快速计算机。随信息化程度加深,军事宇航设备处理和传输数据量越来越大。促使高速传输电连接器由先前 7.5G发展到10G乃至现在要求50G60G。我国电子元器件十二五发展规划中要求毫米波连接器实现 50G 60G批产,研制 110G 的发展目标。 由于数据传输超过 10G铜基系统的固有缺陷,使高速传输电连接器发展受到限制。这使光纤传输优势日趋明显以光代铜光纤连接器应用发展迅速。 现代军用飞机的机载电子设备不断增加,互连用的电线电缆群集。据估计,一架现代军用机的互连线缆质量几乎与其它机载器材相等,因此,减小机载电子设备的质量和体积,成为提高军用飞机作战性能的重要问题之一。而光纤质量轻、体积小,可解决这一难题。光纤技术对机载电子设备的更新换代起着重要的作用。减轻舰艇质量是当今舰船设计者与制造者所关心的一个主要问题。一艘军舰质量有所减轻,意味着其作战能力有了直接提高。光纤用在舰船上不仅可减轻质量,还可以提高带宽容量,通过光纤其它优势,还可提高生存能力,防止电子设备损坏、有效信息损失和减少虚警,改善舰艇的稳定性。减少电缆质量和体积,从而可增加舰艇的燃料和武器质量。

3 军用电连接器发展趋势

为适应新一代军用电子设备和型号、产品的小型化、集成化等要求,目前军用电连接器正在向小型化、高密度、模块化、轻质化、多功能、高可靠、长寿命、抗干扰等方向发展,并努力发展光纤连接器和表面贴装电连接器等,以适应新一代军用型号产品高速发展需求。其发展趋势可归纳为以下几方面:

3.1 高密度

上世纪 60 年代以前,飞机机载电子系统没有标准的通用数据通道,各个电子设备单元之间连接往往需要大量的电缆。随着机载电子系统的不断复杂化,这种通信方式所用的电缆将会占用很大的空间和质量,而且对传输线的定义和测试也较为复杂,费用较高。现釆用多路传输数据总线取代了在传感器、计算机、指示器和其他飞机设备间传递数据的庞大设备,大大减少了飞机质量,并且使用简单、灵活,具有很高的可靠性和很好的实时性,可在强振动、高噪音、粉尘多,温度变化大的恶劣环境中工作。现被广泛的用于飞机综合航电系统、外挂物管理与集成系统,并逐步扩展到飞行控制等系统及坦克、舰船、航天等领域。

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例如工信部796厂在HM2系列数据总线电连接器的基础上改成双曲面线簧插孔接触件,研制出 HM2S 系列线簧插孔式高可靠数据总线印制板电连接器 3。满足了新型武器系统对连接器的电气连接和信号传输的传输速率、传输稳定性、可靠性以及耐环境性能等更高要求。现已广泛用于军用电子、通讯、仪器仪表等设备的信号连接。

3.2 小型化、微型化

微矩形,甚至毫微矩形连接器应用不断增加,微矩形 MIL-C-83513 连接器主要技术指标与 MIL-C-24308 相同,但接触件间距由 2.54mm 缩小至 1.27mm,接触件最小规格可达 24 号,接触件最多数量可达 4 100 芯。这种高密度小型化连接器巳在航空电子设备、导弹、导航设备和发射跟踪控制系列获得成功应用。

无人机选用纳小型矩形连接器MIL-DTL-32139接触间距0.635mm 1.27mm 间距微矩形连接器MIL-C-83513升级产品。外壳采用铝、钛或不锈钢。采用金合金金>70% 8% 5%其余为铜和锌高可靠绞线插针接触件不需镀金。配接 3032号细导线额定电流 1A,工作电压 70VAC尺寸和质量分别仅为微矩形连接器的 1/8 1/4耐冲击振动性能优于微矩形连接器特别适用于无人机工作环境[5]。我国贵州航天电器等单位研制出与其等效的 J63 超微矩形连接器 4

2010 10 月,Souriau 公司在行业内正式推出了微型 38999 系列连接器 5。微型 38999 系列连接器与 MIL-DTL-38999 系列连接器相比尺寸缩小50%重量减轻了 50%,并能保持与标准型 38999 连接器相同的电气、机械和环境性能。现在在MIL-STD-38999 基础上发展更小的 2(3) 4(5) 6(7) 壳体产品, 接触件采用更小的 24 号、26 号和 28 [4]

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3.3 耐环境

坦克、飞机的持续振动和振荡,宇航发射和开火的瞬间冲击和振动,卫星、飞船或引擎隔舱极端温度循环,舰艇的髙湿盐雾气氛,都对用于武器装备的电连接器提出了一系列耐环境要求。为满足耐环境、体积小、质量轻等要求,战术导弹控制舱部位可选用微型的复合材料壳体的电连接器。火箭发动机部位可选用耐高温、耐腐蚀的不锈钢壳体的电连接器。潜艇舱内外连接部位可选用玻璃烧结密封电连接器。卫星、飞船上可选用耐太空环境热真空释气的电连接器。

Deutsch公司生产PRC复合材料模块化矩形连接器6采用复合材料及表面金属镀层具有很强的耐蚀性;高温下能经受1000h5%NACI盐雾试验。而相同试验条件下,铝合金连接器已失效。Deutsch公司生产SAC复合材料圆形连接器具有很高的耐蚀性,耐盐雾试验超过2000小时,远远超过MIL-C-38999规定的500小时。

工信部796厂研制的YW系列耐环境高速网络圆形电连接器7是将RJ45USBMiniUSB1394等网络数据接口集成于MIL-C-38999标准圆形连接器中,以提高网络信息传输的可靠性、耐环境性和抗振动冲击性,同时也具有连接快速,安装及接线方便等优点,是一种高可靠的新型网络连接器,特别适用于恶劣环境下的网络与网络间、网络与PC间及PC与数码设备间的数据传输。

3.4 模块化

军用电子设备模块化,能在战时条件下迅速维修更换,改变外形提高组装效率,恢复武器装备的功能。模块化还能最大限度地节省空间,实现武器装备多功能。模块化连接器和盲插连接器在武器装备中得到广泛应用。它采用积木式方法,最大限度减少供系统互连的同轴电缆用量。

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Deutsch 公司生产的 PRC 复合材料模块化矩形连接器是从 MIL-C-29600 基础上发展起来的。经美军标准的认证,现已广泛用于航空、航天、通讯和地面设备。复合材料端接模块减少了部件数量和配线长度,节省有效空间,且减轻了系统质量。由于质量的大量减轻,模块具有很好的抗振性。与其它端接系统相比,提高了性能、可靠性和耐环境能力。

3.5 高速数据传输

四同轴连接器8是本世纪初出现的新型高速数据传输连接器,采用一种专用于高速网络差分线传输互连的四同轴接触件,在标准8号接触件中集成2个或424号接触件,并具有360度屏蔽,可接2个屏蔽双绞电缆或1个屏蔽四绞电缆,具有优良的网络性能,传输速率最高达1.65G/s。可用于军用以太100M1000M网中。四同轴连接器解决了传统民用型RJ45USB1394等信息连接器无法满足军事应用中高冲击、振动、高低温、低气压、腐蚀、潮湿、沙尘、霉菌以及恶劣的电磁干扰和电子对抗等环境下工作的可靠性。它能在极恶劣环境下使用,适用于航天、航空等尖端领域和严酷条件下的网络数据传输。现已被兵器、船总、航天、航空多家用户选用于雷达、通讯、战机等多个领域。

3.6 以光纤代替铜芯电缆

在现代战争中,信息传输系统起着关键作用,光纤通信用于军事通信可扩大系统容量,可提高军事通信的保密度,抗干扰能力强,还可提髙抗敌方摧毁能力。光纤可用带宽很宽,系统设计人员能够在一条光缆里进行数据多路传输,从而减少了所用光缆的数量。大大减轻军用通信系统后勤保障的工作负担。这些都是卫星通信、微波通信所不及的。到目前为止光纤通信已应用于战术通信系统、局部通信系统和空中布缆,以及在飞机、舰船、雷达、导弹、卫星等军事装备和军事设施内部的信息传递和通信联络等。

信息战将成为本世纪战争的主要作战模式,光纤通信是现代信息技术重要组成部分。光纤通信将在长距离、本地网、战术通信等方面全面取代铜芯同轴电缆。

3.7 抗干扰

电子系统主要有电磁干扰(EMI) 、射频干扰(REI)和电磁脉冲(EMP)三种干扰。射频干扰从属于电磁干扰,在电子设备中产生不良响应。电磁脉冲是一种瞬态现象,可由系统内部如电压冲击、电源中断、电感负载转换等原因引起,或外部如闪电、核爆炸等原因引起。电磁脉冲能耦合到任何线性金属物上,因而与这些导线相连接的电子系统将受到瞬时严重干扰或使设备内部微电子电路受到永久性损坏。

随着精密电子设备小型化、复杂化和多功能化,电磁干扰问题日益突出。通常在设备接口处既能将系统外部电磁干扰传导或辐射到系统内部,又可将系统内部电磁干扰传导或辐射到系统外部。屏蔽能有效防护辐射性干扰,但对传导性干扰无能为力, 传导性干扰主要由滤波来解决。滤波连接器能有效抑制干扰源和消除干扰耦合,可滤除外界高频脉冲对设备的干扰,同时还可减少设备本身对外界的电磁干扰,增强设备的抗干扰能力。

3.8 大电流

大电流连接器能满足高电压大电流的电气连接。例如潜艇快速充电等重大军事装备的电源系统,都需选用大电流高电压连接器。其工作电压 380V(50Hz) ,工作电流8001000A,温升不超过 60℃。要求连接方便、迅速、插拔力小、使用寿命长。如800A 大电流线簧插孔,是一种结构新颖性能优异可靠性高的插孔。与一般开口插孔片簧式插孔相比,具有接触电阻小、插拔柔和、抗振动、耐冲击、寿命长、可靠性高等特点。其失效率仅为 10*-910的负9次方)

为降低无人机重量,将传统的液压动力系统改为电力机动驱动系统,为适应这一要求,Souriau 公司在 MIL-C-38999 产品系列中纳入新设计,经全面鉴定的可在高温高振动恶劣环境工作的大电流(125A、最大达 200A)接触件。

4 回顾我国军用电连接器发展历程得到的启示

下面以圆形电连接器为例,简要回顾我国军用电连接器应用发展历程:

4.1 建国初期至上世纪六十年代 仿苏

沈阳兴华航空电器有限公司是我国建国初期建立的首家电连接器专业生产厂,当时主要以生产仿苏产品为主, 以第一代低密度标准型圆形电连接器为代表的产品基本特征是:外壳为压铸铝合金;插头插座连接方式为螺纹连接;插头插座和导线的端接方式为焊接;插孔为直开槽开口式插孔;接触件最小规格直径为 1.5mm

2.2 上世纪七十年代至九十年代 仿美

上世纪七、八十年代我国改革开放初期,为保证许多新型武器装备系统研制所急需配套的军用电连接器,相继建立工信部 796 厂、中航光电 158 厂和贵州航天电器等电连接器专业生产厂,以生产仿美产品为主。第二代代表产品为按 GJB598(相当于MIL-C-26482)的系列 I (焊接)、系列 II(压接) 的中密度圆形电连接器, 其基本特征是 :有螺纹、卡口和推拉三种连接方式,但以卡口连接为主。插针、插孔和导线的端接方式有焊接,也有压接。插孔有开口型和闭口型二种,但以闭口型插孔为主。阳接触件(插针)最小工作直径为 1mm 。采用瓶塞式界面密封结构,水份不会侵入接触件。绝缘体固定结构中,安装有三层对导线起密封作用的硅橡胶封体,使其具有极强的耐恶劣环境能力。

2.3 上世纪九十年代至今 仿美兼自主研发

随科技发展各种军用装备上选用的电连接器数量品种越来越多,要求体积小、质量轻、高密度、高可靠。于是又研制出第三代圆形电连接器 。该阶段以仿美为主,兼有部分自主研发。第三代代表产品为按 GJB599(相当于 MIL-C-38999)的系列 I (卡口连接)、系列 II(卡口连接) 、系列 III (三头梯形螺纹连接) 、系列 IV(卡锁连接)的高密度超小型圆形电连接器。即在其孔位排列中除有中密度外,还增加了高密度排列的品种,接触件最小直径为 0.76mm(22D#),接触件最小间距为 2.16mm。 其基本特征是: I IIIIV 系列长壳体有 100%防斜插功能,能保证接触件插合前外壳间先电连接,保证接触件准确定位,同种壳体号有 NABCDE 六种转位,防止误操作损伤和意外的电接触。III 系列产品锁紧机构是三头螺纹快速连接,并带有止退锁紧机构;强烈振动和冲击环境下能自动锁紧。在第二代、第三代圆形连接器的发展进程中,也有我国自主知识产权的专利产品。信息、航空、航天产业所属的 796厂、158 厂和贵州航天电器等电连接器龙头企厂,在小型化、髙密度、模块化、髙速传输、混装集成、大功率、抗干扰和特种等电连接器的新产品预研开发方面都获得了丰硕成果。特别是在航天领域用于火箭和地面脱离、火箭级间分离和箭船分离等特种专用电连接器,由于其研制生产需较高的专业技术水平,并受到欧美等国家的严密封锁,我国广大科技人员发扬独立自主、自力更生精神,自行研制了各种轴向分离、剪切分离、水下分离(脱落)电连接器,及各种超低温、超深水、高真空、滤波、抗辐射加固等专用电连接器。基本满足了军工、航天、航空型号产品的发展需要。

回顾我国六十多年军用电连接器发展历程得到的启示是;除航空、航天少数企业有独创新产品外,大多数企业仍停留于仿制阶段。我国军用电连接器企业的技术创新能力非常薄弱。

5 我国军用电连接器与国外先进水平的主要差距

通过以上我国军用电连接器应用发展史回顾;充分说明我国军用电连接器产品从无到有;技术水平从低到高;生产的机械化、自动化不断提高。在通用电连接器方面,与美军标电连接器水平同步,我国军用电连接器逐渐形成系列化、标准化,先后研制生产的等效或参照美军标 MIL-C-26482MIL-C-38999MIL-C-29600MIL-C-5015MIL-C-24308MIL-C-55302MIL-C-39012 等系列电连接器已广泛用于航空、航天、舰艇、兵器等领域军用装备。但与国外先进国家相比,由于某些材料和工艺技术未获得妥善解决,在研制生产规模和技术水平(包括外观质量)等方面仍有明显差距,要大批量供应完全符合 MIL 标准的电连接器还有一定困难。我国军用电连接器与国外先进水平的主要差距是:

5.1 无序竞爭剧烈,政府监管不力。产品质量认证缺乏权威性

目前我囯军用电连接器新产品研发方面政府监管不力、无序竞争剧烈、资源浪费严重。该发展的不发展, 不该发展的乱发展。导致我国一方面在航空、航天、通讯和交通等领域一些关键部位使用的军用电连接器;例如太阳能帆板电连接器、复合材料玻璃烧结密封电连接器、高精度毫米波射频电连接器等至今仍依赖于进囗。而另一方面在市场经济利益驱动下, 认为有广阔市场发展空间的 38999 等系列电连接器生产一哄而起, 造成产能过剩资源浪费。尽管许多企业也都通过 ISO9001 等质量管理体系认证, 但往往留于形式,质量参差不齐经不起检查。

现在我国许多国家层面研究单位出于自身利益一哄而起,都想成为能申请受理军用电连接器产品质量认证的第三方。我国的第三方质量认证还属起步阶段,还未达到如经国际公认的ESA NASA认证的权威性。 

5.2 产品创新能力薄弱,标准研究落后

经过数十年的技术引进消化,我国中光电 158 厂等龙头企业根据国外军标仿制的某些高可靠电连接器的外观、电气、机械和环境性能已达到国外同类产品水平。但值得深思的是:我们为何缺乏新产品预研开发能力? 为何总跟在别人后面仿制, 而不能在消化吸收先进技术基础上有所发明创造呢?

分析其原因,除选用的材料、生产工艺和国外发达国家相比仍有一定差距外,最大差距和先天不足是在行业内没有设置专门的军用连接器标准研究机构。我国至今尚无一个单位专门研究电连接器的产品标准和试验方法。国家层面科研机构偏重于管理职能,仅照搬照抄,不知其制定标准的依据。由此也就不能根据未来技术需求先编制标准和发布标准,使用单位依据标准选择产品和依据标准订购产品,生产单位根据标准和订单组织生产。使标准在技术、生产和经营中起主导作用。

我国军用电连接器生产企业行业不是先根据技术创新制订标准按标准生产,而是倒过来,先根据引进的样机测仿,然后按双方签订的技术协议研制生产仿制产品交付使用。产品标准的编制往往都是在实际产品己交付使用之后。由于各个军用电连接器生产厂要满足来自不同系统、各种不同军品型号产品的配套需要,故往往相同型谱、设计结构、功能和用途的军用电连接器,在不同生产厂有不同的型号命名方法。并按照各自制订的企业标准或企业军用标准接受订货和组织生产。特别是在市场经济利益驱动下,只要用户提出需要什么,就生产什么。难以做好产品的标准化、系列化。

5.3 产品材料国产化选择和来源贫乏

目前生产髙可靠电连接器所需的高弹性接触件材料、线簧材料、纳米材料、记忆功能材料、耐环境工程塑料等新型金属/非金属材料的应用技术与研究跟不上生产制造的实际需要。尽管某些重点型号用的电连接器已国产化, 但生产這些连接器的关键零件材料仍依赖于进口。例如生产弹性接触件所需的铍青铜丝材和带材, 由于国产与进口材料相比, 在尺寸精度、表面质量和机械性能等质量一致性指标有一定差距, 导致至今仍只得选用进口材料。关键零件材料制造和应用技术已成为制约我国电连接器创新发展的瓶颈。

5.4 技术集成度、生产规模、产品功能性互换技术与国外先进水平存在差距

2010年世界十强连接器厂商中首位:TE Connectivity泰科销售收入达78.65亿美元,而同年我国电子元件百强中连接器企业首位:中航光电销售收入达152121万元,折合约2.3亿美元,与世界十强首位相比,仅占泰科销售收入的2.8%。贵州航天电器销售收入达67751万元,折合约1亿美元,四川华丰销售收入达52151万元,折合约0.8亿美元。由此说明:我国军用电连接器生产的龙头企业和国外著名品牌电连接器制造企业的市场规模存在很大差距。必须高度技术集成, 做大做强, 才能最大限度提高生产效率、产品质量和可靠性,降低生产成本和占有更多市场份额。

叧外,虽许多航空和信息产业系统的重点军用电连接器生产企业靠国家投资引进了Souriau等公司引进的生产线,但在实现国产化进程中也有部分或全部零件靠国产加工设备制造,加工精度和质量一致性不如原引进生产线,影响了功能互换性;并导致外观和可靠性等方面与国外著名企业生产的同类产品存在一定差距。

5.5 产品制造新工艺装备大量依赖进口

军用电连接器的制造新工艺技术装备:包括机械加工、冲压工艺技术、塑压工艺技术、塑压电镀(表面处理)工艺技术、压铸工艺技术、自动装配、试验手段及设备等, 对连接器制造质量会产生很大影响,直接影响军用电连接器的电气、机械、环境等性能。目前国产的机械加工、冲压、塑压、电镀、压铸、自动装配和检验等设备的质量与可靠性和国外存在明显差距,有些尚属空白。除少量囯产加工中心和数控专用机床;如扬州精艺机电有限公司研发的数控铣弧槽、数控曲线槽刮削国产专用机床,己成功应用于航空、航天电连接器的壳体加工外,绝大多数军用电连接器的制造新工艺技术装备都必须依靠引进。 

6 我国军用电连接器创新发展的关键要点

6.1 必须转变观念,由抓产业链未端产品变为抓产业链前端共性技术

由于在技术引进测仿过程中,许多产品标准、质量检验和可靠性试验方法、关键材料和工艺设备都是照搬照抄囯外的,只知道按规程這么做,却不知道为什么要這么做。久而久之,造成我国仿制能力特强,而自主创新能力特弱。由此造成我国军用电连接器生产企业在质量检验标准、可靠性筛选试验方法、关键零件原材料和关键零件加工工艺等共性技术基础研究十分薄弱, 导致相同型谱的国产军用电连接器与国外著名品牌相比,在质量和可靠性方面仍存在一定差距。

要解决我囯军用电连接器创新发展的瓶颈, 领导必须转变观念,由抓产业链未端配套产品变为抓产业链前端共性技术。政府必须制定相应的支持和扶植发展军用电连接器共性技术的政策,改变目前军用电连接器行业共性技术基础薄弱的现状。必须从源头加强如图 9 所示的八大核心技术研究和供给[6],使毎个军用电连接器生产企业都夯实和改善标准、设计、材料、工艺、检验等技术基础工作。

技术

例如作为制约宇航等军用高可靠电连接器研制生产的铍青铜、特种工程塑料和复合材料母材等关键材料,一定要有自己的核心技术和自主品牌。应分阶段逐步研制出具有自主知识产权、能等效替代进口的关键零件材料。尽快改变我国对军用高可靠电连接器研制必需的高弹性接触件材料、耐环境绝缘体材料过于依赖进口,缺乏自主品牌,以及关键材料的共性应用技术研究远不能满足宇航等高可靠电连接器研制生产的实际需要的现状。实现宇航等军用高可靠电连接器材料国产化是我国战略发展的迫切需要,也是学习实践科学发展观的客观需要。

6.2 必须高度技术集成, 做大做强, 才能提高军用电连接器质量和可靠性

20111129日,电连接器世界十强首位TE Connectivity泰科公司宣布一条震掠业界的消息。业已达成协议以约20亿美元并购老牌连接器制造商德驰(Deutsch) 集团。德驰在为恶劣环境工业应用提供定制连接器产品方面长期居于领先地位。并购德驰是为世界客户提供最完整连接方案采取的一项重大举措。两家公司产品具有互补特点,将连接器业界最受信赖的两个品牌集合在一起, 能为关键行业用户提供更佳服务。這是同行强强联合,高度技术集成, 做大做强的生动典范。

我国军用电连接器各尨头企业现已非常重视培育自主创新的能力,开始大手笔仿照国外大企业的做法独立进行军用电连接器创新发展核心技术研究,化巨资引进各方人才,成立电连接器技术研究院和经国家认证的国家级重点实验室或检测中心。全方位地开展各种品种规格电连接器的产品标准、优化设计、新品研发、新材料、新工艺和智能化检验等研究工作。目标是夺取產业内许多领先技术的制髙点,扩大本企业的权利空间。因为, 毎个企业都明白权利空间取决于一个企业有多少不受制于人的知识产权,共性技术的知识产权越多,权利空间就越大。

值得深思的是为何资本主义国家企业间能联合,而我们社会主义国家企业间反倒不能联合?这种东西方企业文化和价值理念的差异制约了我国军用电连接器创新发展。如何改变我国军用电连接器各尨头企业之间出于自身眼前利益, 至今还在里斗”, 不愿意竞爭前合作的现状, 联合开展军用电连接器创新发展的核心技术研究。是摆在我们面前迫切需要解决的课题。 

6.3 必须政府牵头建立产学研结合开展军用电连接器共性技术研究的平台

在我国军用电连接器生产企业在引进产品测仿和国产化的进程中相互封锁信息髙度保密,一些承担国家科研任务的企业一般不愿意转移共性技术。企业出于资金、保密等多种因素,多数无力或不愿承担共性技术的研发,而热衷于排他性的技术转移,还没有形成联合发展共性技术和竞争前技术合作的强大需求。现在军用电连接器生产企业间相互保密,无序竞爭激烈,选用什么原材料和加工设备,在线检测用什么仪器设备都属保密范围。都各自为政化巨资在搞国产等效替代进口产品的摸底试验。重复试验造成资源的极大浪费。获得的研究成果不能共享,也缺乏权威性。

目前我国军用电连接器骨干企业主要创新模式还是以仿制为主的渐进创新。而要转变为以创造为主的 跨越创新,必须政府牵头建立产学研结合开展军用电连接器共性技术研究平台。依靠政府牵头产学研结合下决心掌握一批共性的优势技术并形成技术标准。改革开放发展到今天, 我国已有足夠的经济实力在行业内联合开展国产和进口军用电连接器质量和可靠性的对比试验 。建议工信部 4 所﹑航天 708 所﹑航空 301所等国家层面科研单位作为客观公正第三方,能否根据国家重点军事工程用可靠电连接器国产等效替代进口的实际需要,组织产学研结合的既有分工﹑又有合作的联合试验。目的是摸清我国各主要系列军用电连接器生产软件和硬件各方面倒底与囯外产品的主要差距在哪里?并在此基础上研究分阶段改进和提髙目标。行业內通过联合试验成果共享,可对材料﹑工艺﹑检验等产业链上游企业, 建立军用电连接器材料﹑外协件﹑工艺装备和检测仪器设备质量认证和认定制度,联合搞产品质量认证和平时的质量认定监管,优胜劣败,扶持先进企业,淘汰落后企业。可仿照航天型号产品质量管理编制军用电连接器合格供应商名单和优选目录。 

6.4 必须爭取将中国特色军用电连接器进入囯际标准 

在国际市场上谁的技术成为标准,谁就掌握了市场主动权。专利影响的只是一个企业或若干企业,标准却能影响一个产业,甚至一个国家的竞争力[7]。长期以来我国军用电连接器行业一直以采用国际军用标准,处于仿制为主的被动局面。在中信部 4 所、西安华达和富士达等单位的多年艰辛努力下,至 2011 2 月我国巳有八项提案正式成为国际标准。例如西安富士达科技有限公司自主研发的 STWX8 系列射频连接器具有推拉自锁装置,连接稳定可靠,解决了有限空间下对中功率传输连接稳定的要求,受到用户好评,并得到国际专家和市场认可。标志着我国电连接器行业正在国际上逐步形成自己的技术特色和可驾驭行业发展的能力。

在知识产权越来越重视的今天, 我国军用电连接器行业只有将自主创新产品纳入国际标准,才能抢占市场制高点。我国军用电连接器的远大发展目标,应该是将具有中国特色的军用电连接器争取进入国际标准。

 

[1] 杨奋为 军用电连接器的应用及发展 机电元件 2007 年第 3

[2] 杨奋为 宇航级电连接器的材料质量控制研究 质量与可靠性

2010 年第 2 期、第 3 [3] 吴世湘 连接器在无人机中的应用研究 电

子产品世界 2009 年第 2

[4] 刘洋 适应髙科技时代要求的新连接技术 机电元件 2011 年第 6

[5] 张裴 苏里奥无人机专用航空连接器介绍 连接器与开关第十届学术会议论

文集 2008 年 中国电科 40 所信标中心

[6] 杨奋为 电连接器共性技术研究 机电元件 2011 年第 3

[7] 吴正平 积极开展国际标准化活动打造世界射频连接器生产基地 连接器与开关第十届学术会议论文集 2008 年 中国电科 40 所信标中心

【作者介绍:杨奋为,原上海航天技术研究院元器件可靠性检测中心(808 研究所)高级工程师,机电元件杂志编委,航天电连接器检验专家。曾参予神舟飞船、风云卫星等航天系统工程用电连接器的质量检验、失效分析和可靠性筛选等工作。

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