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太空应用需要极高要求的连接器

2023-10-25 11:40:37 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译 点击:1370

随着当前太空应用系统的进步和新技术发展,太空工业将在未来几十年里急剧发展。全球80个国家都有卫星项目。美国、俄罗斯和中国都有重大的太空项目,欧盟、印度、加拿大、日本和其它国家在太空领域的足迹正在不断扩大。花旗集团预计,到2040年,全球航天产业的收入将达到1万亿美元。

随着商业太空旅行的出现,公众对外星生命的探索,以及詹姆斯·韦伯望远镜的新发现,太空继续吸引着科学家和公众的兴趣,引发进一步太空的研究和探索。人类正在不断推动太空探索,进一步加深我们对地球和太阳系的理解,将行星研究、小行星探索,重返月球作为当前科学工作的重点。当前三种著名的空间应用对空间研究很重要:包括卫星、运载火箭和太空探测器方面。

太空的研究和探索

卫星

卫星可以侦测地球的大片区域。根据它们的用途和预期的轨道,它们可以分布在不同的高度。无论是在近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、地球静止轨道(GEO)、高度椭圆轨道(HEO)还是极地轨道,这些卫星用于通信、导航、监测、自然灾害监测、地球和空间观测的天气预报、技术发展等。

卫星收集和传输数据、图像,使我们能够通过测量温度、压力、风速、陆地表面和海洋来跟踪环境的变化。卫星提供的数据可以用来测量全球变暖的影响,比如冰层融化和海平面上升。卫星还能捕捉到太阳、恒星、黑洞和地球的详细图像,帮助科学家了解我们的太阳系。此时,成千上万颗卫星正在绕地球运行。

运载火箭

运载火箭在将有效载荷运送到空间站和部署卫星进入地球轨道方面发挥着关键作用。为了实现这一点,它们必须在发射过程中承受重大的挑战,包括强烈的振动、冲击和极端的温度波动。这一目标需要细致的设计和工程,以及空间级互连解决方案。

火箭的核心部件包括用于保护外壳的有效载荷整流罩、推进体、推进剂本身以及维持飞行轨迹和稳定性的制导和控制等系统,以及在整个发射过程中提供状态、位置和性能的遥测和跟踪系统的实时数据。此外,点火和分离系统对于成功发射也至关重要。通过这些元素的相互作用,运载火箭使人类的能力超越我们地球的边界。

航天探测

专门为探索和调查目的而设计的智能飞行器已经成为努力研究太阳系内的行星和卫星的重要工具。这些飞行器可能对人类宇航员构成挑战,在太空复杂又充满风险的环境中收集关键数据中扮演着至关重要角色。通过侦测不同的地形地貌,如沙丘、陨石坑和其它地形,飞行器对我们理解天体有重要贡献。

通过轮子或轨道可以让飞行器精确地穿越行星的表面。它们配备了一系列的摄像机、传感器和钻头,可以细致地研究土壤组成、岩层、大气条件和其它复杂的细节。幽灵号(Spirit)、机遇号(Opportunity)和好奇号(Curiosity)火星探测器进行这类探索。这些探测器对火星的地质学、气候历史和潜在的可居住性收集了宝贵数据,扩大了我们对这颗红色星球的视野。执行这些任务的探测器必须拥有持久的技术,承受苛刻的自然条件和地外环境条件影响。

太空应用连接器

太空级连接器在恶劣天气条件、高海拔和极端温度和压力下运行。它们需要很高的密封等级,防止气体泄漏,能够防止水分和细菌侵入。

卫星、火箭、探测器和太空服依赖于密封的太空级连接器。电路、传感器、开关、点火器、晶体管、微芯片,更多都依赖于这种高可靠性的连接器。在航空航天设备中,密封性能的连接器是发动机、起落架、机翼襟翼、尾舵和仪表板的关键部件。

太空级连接器对航天飞行至关重要,必须通过严格的测试标准,包括两个要求:气密性和电磁兼容性。漏气是当塑料和弹性体释放挥发性有机化合物时发生的一种现象,这可能会使关键任务设备的性能处于危险之中。要使连接器符合太空连接器要求,必须测试挥发性有机物。这通常是通过在真空密封的烤箱中以高温烘烤连接器来实现的。在此过程完成后,对连接器进行测试,验证它们是否符合适用的排气标准(例如,NASA、ESA或军用)。

MIL-DTL-38999连接器是微型的,高密度的圆形连接器,应用于一些非常苛刻环境条件。这些电连接器设计满足美国国防部提出的非常严格的规格要求,满足高规格性能和可靠性的行业标准。

Eaton公司的MIL-DTL-38999  III 系列连接器

Eaton公司的MIL-DTL-38999 III 系列连接器

D-sub连接器适用于数据、信号和功率传输。它们有平行的接触针,周围是一个D形的金属外壳。这种金属外壳不仅有助于适当的配合,还能确保正确的方向,可以提供EMI屏蔽。D-Sub接头通常有螺纹螺母,确保紧密配合,并进一步减轻机械应变,确保连接的完整性。

Eaton公司的MIL-DTL-38999  III 系列连接器

Eaton公司的MIL-DTL-38999 III 系列连接器

微型圆形连接器提供与较大的同类连接器相同的性能,但物理尺寸要小得多。由于其紧凑的设计,它们可以显著节省空间和重量,同时确保可靠的连接,可以适应冲击、振动和其它环境条件。

Amphenol 小圆形连接器

Amphenol 小圆形连接器

在恶劣的太空环境中导航,将面临着许多挑战。任何冒险进入轨道的物体都必须面对不断的辐射威胁,辐射通常是由附近的恒星发出的。温度波动不一致,流星雨产生的尘埃有喷砂效应。其中合适的太空级连接器是任何太空探索成败的关键之一。这些应用需要高性能、可靠的电气连接器,才能在恶劣的空间环境中有效地运行。

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