航天器用低频电缆网设计案例

可靠性杂坛 2020-08-02 00:00


航天器的低频电缆网是航天器总体电路分系统的重要组成部分,其主要功能包括:

① 实现航天器各电子设备间供电与信号的传输。

② 为电子设备和“地”之间建立低阻抗电传导通路。

③ 提供航天器与运载火箭及与地面测试设备的电气接口。

④ 实施对航天器火工品、太阳电池阵驱动机构、蓄电池组等的安全保护。

本篇对某航天项目低频电缆网的设计过程进行简单介绍,以供参考。

一、电连接器的选择

电连接器选用的一般要求如下:

① 在选用电连接器时,根据所需传输电路的要求确定连接器的芯数。

② 根据实际使用需求,确定电连接器的工作电压、工作电流(额定电流),以及相关的电气性能,如接触电阻、绝缘电阻、耐电压等。

③ 同时考虑电连接器是否有抗干扰要求。

④ 根据电连接器所处系统的力学环境指标确定电连接器的振动、冲击、碰撞、加速度(离心)等指标要求。

根据航天产品的使用环境,本项目选用了以下电连接器。

(1)J30矩形电连接器

本项目主要采用了贵州航天电器厂(3419厂)生产的J36、J14和J30系列电连接器。J30系列电连接器(J14、J36电连接器外形与之类似,只是引脚间距等略有差别)包括J30(不带金属外壳,无锁紧装置)、J30J(带金属外壳,有锁紧装置)和J30JM(带金属外壳,有锁紧装置,有密封性)三种类型。

J36A矩形电连接器如图1所示。



图1 J36A矩形电连接器

J30系列电连接器采用了绞线式插针,使得单个接触件接触点达到7个,提高了接触的可靠性,同时采用了1.27mm网络,接触件密度更大,外形尺寸减小,质量轻。如J30J系列产品的芯数有9、15、21、25、31、37、51、66、74、100共10种型谱可供选用,如图2所示。J30电连接器主要技术特征如表1所示。



图2 J30J系列电连接器型谱排列


表1 J30电连接器主要技术特征



(2)Y27A系列圆形电连接器

Y27A系列圆形电连接器符合GJB 2905的标准要求,连接可靠,连接和分离方便、快捷,具有抗振动、防盐雾、防电磁干扰的性能,有防尘、防雨及气密性品种,广泛应用于航天、航空、船舶及通信领域。

Y27A系列圆形电连接器如图3所示。



图3 Y27A圆形电连接器

Y27A电连接器主要技术特征如表2所示。

表2 Y27A电连接器主要技术特征



(3)YF5圆形真空脱落分离电连接器

YF5圆形真空脱落分离电连接器采用“手轮”式连接方式,具有电磁分离和机械锁分离两种方式;采用焊接端接方式,具有良好的抗辐射和高真空性能;其插座界面采用双层绝缘板,具有防止高温火焰烧蚀功能。它适用于空间飞行器的部件与部件之间的电路连接和瞬间快速分离及其他各种武器型号系统之间的电气连接和瞬间分离。

YF5圆形真空脱落分离电连接器如图4所示。



图4 YF5圆形真空脱落分离电连接器

YF5圆形真空脱落分离电连接器主要技术特征如表3所示。

表3 YF5圆形真空脱落分离电连接器主要技术特征


二、 导线/电缆线的选择

选用航天用导线的一般要求如下:

① 导线抗辐射指标应满足航天器对应轨道的轨抗辐射要求。

② 导线护套材料在真空环境下应具有低挥发性,防止挥发物污染航天器光学镜头。

③ 不得使用聚氯乙烯绝缘的电缆线。

④ 导线根数一般都不少于19股,具有良好的柔软性和成束后的可弯曲性。

此外,导线载流能力是线径选择中最主要的考虑因素,其次是导线电压。导线载流能力与单根导线截面积、绝缘层的额定温度和电缆捆扎的导线数量有关。

根据航天产品的使用环境,导线/电缆线选用如下:

① 一次电源、二次电源供电线以双绞线为主,个别电磁兼容要求较高的单机采用双绞屏蔽线。

② 火工品供电线采用双绞屏蔽线,每段电缆屏蔽层两端接地。

③ 遥控指令、遥测信号线采用常规导线,统筹考虑可靠性及电缆网减重要求,遥测信号线以单点单线为主,重要遥控指令则采用双点双线传输。

④ 接收端为沿触发电路形式时采用屏蔽线,防止触发器因电磁干扰而误翻转。

⑤ 红外地球敏感器信号采用屏蔽线,并在整束电缆外加屏蔽层,屏蔽层两端接地。

⑥ RS422接口电缆使用双绞线,LVDS接口电缆使用匹配特性阻抗的双绞屏蔽线。某星用电缆网导线如表4所示。

表4 某星用电缆网导线


三、接线表设计

接线表设计主要根据电气互连关系的需要及IDS表进行设计,在设计过程中,注意接点的分配,充分考虑接点数量的冗余;双绞线应尽量分配到相邻的接点上等。形式上,接线表需给出不同电连接器的型号、代号、接点间的互连关系,所用的导线型号,以及接地极屏蔽点分配和电缆防护要求等。

某信号传输电缆线接线表如表5所示。

表5 电缆线接线表


四、电缆的分支设计

电缆的分支设计主要根据各分机或设备在整星上的安装位置而定,综合考虑信号有无隔离要求、空间是否允许、线束固定点位置、是否便于插拔等因素。

分支设计还应重点考虑电磁兼容性要求,尽量减少耦合干扰:电缆线束布局应使耦合最小化,尽可能减小信号和干扰对环境的辐射及电磁环境对电缆的影响,合理布线和隔离以抑制信号交叉干扰。其抗干扰性及电磁兼容性设计的主要措施有:对不同类型的低频电缆(功率电缆、信号电缆)分别绑扎成束;对易受干扰的信号电缆单独走线等。

分支结构设计最后需要形成分支结构图,以供后续生产使用。分支结构图中,需要注明电连接器型号、代号、分支点到连接器端头的长度等加工信息。

某星用电缆分支结构图如图5所示。



图5 某星用电缆分支结构图

五、电缆网结构搭接设计

结构搭接为整星结构及各仪器设备外壳提供辅助低阻回路(蜂窝板主要通路靠结构实现),并保证整星的各个部分(包括低频、高频设备和机械结构件等)保持在相同的电位上,以免电位不同而产生放电,损伤仪器设备或产生干扰。

电缆网主要采用搭接线实施结构搭接。接地是指将航天器基准地(航天器接地参考点)与区域地(仪器安装板上其他接地点)单机外壳、天线支架、太阳能电池阵等与航天器结构体之间进行电连接,把单机外壳、框架、支架等搭接起来,以保证它们等电位。

本项目结构搭接设计如下:

1)航天器设置一个基准地和若干区域地。

2)航天器基准地为位于分流器旁边的接地桩。

3)其他接地桩为区域地,与航天器基准地通过搭接线呈树形或星形连接。

4)接地桩之间连接不允许形成回路。

5)每台低频类单机引一根接地线就近连到接地桩,敏感型单机(如星敏感器等)的接地应避免与功率较大的单机(或射频单机)使用同一接地桩。

电缆网设计还包括星表插座设计、脱落分离插座设计和电缆网布局设计等,在这里不做进一步叙述,如需进一步了解可选阅相关书籍或文献。

六、电缆组装件制作工艺要求

除了工艺设计外,制造工艺也会对电缆组装件的可靠性产生较大影响。为保证可靠性,在电缆网制作过程中,应遵守以下工艺要求:

1)所有电连接器接壳引线和屏蔽引线均与线束绑扎在一起。

2)所有绑扎线接点均刷“三防漆”。

3)所有电连接器空点不搪锡,并且套透明热缩防护材料。

4)电连接器的镀金焊杯在焊接前应进行搪锡去金处理。

5)电缆上距电连接器尾罩根部6~7cm处贴电缆编号和电连接器编号,整体套透明热缩防护材料。

6)若线束直径小于5mm,可酌情在上述位置套有电连接器编号标识的热缩管。

7)为确保制作周期,线束绑扎可使用线绳或分段透明热缩材料(15mm),绑扎间距为150~200mm。

8)屏蔽皮接壳采取屏蔽皮压壳和引线接壳双保险方式。




长按二维码识别关注我们


可靠性杂坛 本平台以推广可靠性相关知识为宗旨,内容涵盖可靠性基础知识、电子装联工艺可靠性、失效物理分析和故障预测与健康管理PHM等方面内容。文章以原创为主,打造精品可靠性专业交流园地。
评论
  • 服务器应用环境与客户需求PCIe 5.0高速接口技术的成熟驱动着生成式AI与高效能运算等相关应用蓬勃发展。在随着企业对服务器性能的要求日益严苛,服务器更新换代的周期也持续加快。在此背景下,白牌与DIY(Do It Yourself)服务器市场迎来了新的发展契机,但同时也面临着更趋复杂的技术挑战。传统上,白牌与DIY服务器以其高度客制化与成本效益优势受到市场青睐。然而,随着PCIe 5.0等高速技术的导入,服务器系统的复杂度大幅提升,对组装技术与组件兼容性也就提出更高的要求。举个简单的例子来说,P
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 17:00 47浏览
  • 配电自动化终端DTU(数据终端单元)在智能电网的建设中扮演着至关重要的角色,它通过信息采集与控制,实现配电线路的遥测、故障检测及远程操作,极大提升了供电可靠性和效率。在国网新规的推动下,采用多核异构处理器设计的DTU方案日益成为主流,其中实时核与控制核的协同工作,为配电系统的实时监控与高效管理提供了有力保障。在此背景下,飞凌嵌入式基于FET536-C核心板的RISC-V核DTU解决方案应运而生,凭借卓越的性能和灵活的多核架构,引领配电自动化进入全新时代。1. T536核心板的优势飞凌嵌入式FET
    飞凌嵌入式 2025-03-05 10:42 78浏览
  • 1. 背景在汽车电子系统测试中,CANoe作为主流的仿真测试工具,常需与云端服务器、第三方软件或物联网设备进行交互。随着CANoe与外部软件、服务器或设备交互越来越多,直接使用Socket进行通信往往不能满足使用需求,依托于CANoe 的连接功能集(Connectivity Feature Set),以及Distributed Object(DO)功能,可以仿真HTTP节点,实现设备与服务器等之间的通信,保证数据处理的可靠性和便捷性。本文详细解析如何利用CANoe搭建HTTP测试环境,并提供典型
    北汇信息 2025-03-05 11:56 87浏览
  • 概述随着工业4.0的深入推进,制造业对自动化和智能化的需求日益增长。传统生产线面临空间不足、效率低下、灵活性差等问题,尤其在现有工厂改造项目中,如何在有限空间内实现高效自动化成为一大挑战。此次项目的客户需要在现有工厂基础上进行改造,空间有限。为此,客户选择了SCARA型线性轴机器人作为执行设备。然而,SCARA机器人的高效运行离不开强大的控制系统支持。宏集凭借其先进的智能控制系统,为客户提供了高效、灵活的自动化解决方案,确保SCARA机器人在有限空间内发挥最大效能。一、客户需求在此次改造项目中,
    宏集科技 2025-03-06 11:27 120浏览
  • 引言嘿,各位电动汽车的爱好者们!咱们今儿个就来聊聊电动汽车里那些“看不见,摸不着”,但又至关重要的零部件。要说电动汽车这玩意儿,那可真是科技含量满满,各种高精尖的技术都往里堆。但要让这些高科技玩意儿协同工作,稳定可靠地运转,那就得靠一些幕后英雄,比如说——电容器。你可能会想,电容器?这不就是电子电路里常见的元件嘛,能有多重要? 哎,你可别小瞧了这小小的电容器。在电动汽车的心脏地带——高压直流转换器(DC-DC转换器)里,车规级的电容器那可是扮演着举足轻重的角色。 今天,咱们就聚焦分析三星电机车规
    贞光科技 2025-03-05 17:02 90浏览
  • 在当今竞争激烈的市场环境中,企业不仅需要优化成本,还需积极响应国家的能源政策,减少对环境的影响。提升工业能源效率正是实现这一双重目标的关键。中国近年来大力推进“双碳”目标(碳达峰、碳中和),并出台了一系列政策鼓励企业节能减排。通过宏集CODRA的Panorama解决方案,企业可以获得专为这一目标设计的SCADA工具,实时监控和调整所有工业设备的能耗。特别是其中的能源管理模块,能够有效分析数据,预防故障,避免能源浪费。Panorama的优化技术宏集CODRA提供的解决方案,尤其是Panorama
    宏集科技 2025-03-06 11:25 115浏览
  • 多人同时共享相同无线网络,以下场景是否是您熟悉的日常?姐姐:「妈~我在房间在线上课,影音一直断断续续的怎么上课啊!」奶奶:「媳妇啊~我在在线追剧,影片一直卡卡的,实在让人生气!」除此之外,同时间有老公在跟客户开在线会议,还有弟弟在玩在线游戏,而妈妈自己其实也在客厅追剧,同时间加总起来,共有五个人同时使用这个网络!我们不论是在家里、咖啡厅、餐厅、商场或是公司,都会面临到周遭充斥着非常多的无线路由器(AP),若同时间每位使用者透过手机、平板或是笔电连接到相同的一个网络,可想而知网络上的壅塞及相互干扰
    百佳泰测试实验室 2025-03-06 16:50 42浏览
  • 在六西格玛项目中,团队的选择往往决定了最终的成败。合适的团队成员不仅能推动项目顺利进行,更能确保最终成果符合预期。因此,组建六西格玛团队时,必须挑选最合适的人才,确保他们具备必要的能力和特质。团队主管的关键特质每个精益六西格玛项目都需要一位主管来带领团队。他们不仅需要具备领导力,还要能够分析数据、制定策略,并与管理层和团队成员高效沟通。团队主管的核心职责包括:领导团队行动:能够激励成员,确保团队朝着既定目标前进。数据分析能力:精通数据处理和分析,能基于数据做出决策。沟通协调:能够在管理层和团队之
    优思学院 2025-03-06 12:51 98浏览
  • 产品质量合格率偏低会引起质量成本(也称“劣质成本”)的大幅增加。质量成本通常分为内部损失成本和外部损失成本两部分。内部损失成本是指产品交付前因质量不合格造成的损失,包括返工、报废等;外部损失成本是指产品交付后因质量问题导致的损失,如退货、召回等。此外,质量问题还会影响生产效率,带来额外人工和停工损失。下面分别介绍各类损失的具体计算方法和公式。直接成本损失(内部故障成本)直接成本是由于产品在出厂前质量不合格所造成的看得见的损失。常见的直接损失包括返工、报废以及由此产生的额外原材料消耗等。返工成本:
    优思学院 2025-03-05 15:25 77浏览
  • 随着自动驾驶技术的迅猛发展,构建高保真、动态的仿真场景成为了行业的迫切需求。传统的三维重建方法在处理复杂场景时常常面临效率和精度的挑战。在此背景下,3D高斯点阵渲染(3DGS)技术应运而生,成为自动驾驶仿真场景重建的关键突破。一、3DGS技术概述与原理1、3DGS的技术概述3DGS是一种基于3D高斯分布的三维场景表示方法。通过将场景中的对象转化为多个3D高斯点,每个点包含位置、协方差矩阵和不透明度等信息,3DGS能够精确地表达复杂场景的几何形状和光照特性。与传统的神经辐射场(NeRF)方法相比,
    康谋 2025-03-06 13:17 120浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖2025年全国两会进行时,作为“十四五”规划收官之年,本届两会释放出坚定目标、稳中求进、以进促稳等信号。其中,企业家们的建议备受关注,关系到民营经济在2025年的走向。作为国内科技制造业的“老兵”,全国人大代表、TCL集团创始人及董事长李东生在本届两会中提出三份代表建议,包括《关于优化中国科技制造业融资环境的建议》、《关于加强AI深度伪造欺诈管理的建议》和《关于降低灵活就业人员社会保险参保门槛的建议》,表现出对科技制造、AI发展和劳动者保障方面的关注。会后,李东生接受
    华尔街科技眼 2025-03-06 19:41 46浏览
  • 案例1 2008款保时捷卡宴车行驶中发动机偶发熄火故障现象 一辆2008款保时捷卡宴车,搭载4.8 L 自然吸气发动机,累计行驶里程约为21万km。车主反映,该车行驶中发动机偶发熄火;重新起动,发动机能够起动着机,只是起动时间延长,且组合仪表上的发动机故障灯异常点亮。 故障诊断接车后试车,发动机起动及怠速运转正常。用故障检测仪检测,发动机控制单元(DME)中存储有故障代码“P0335 曲轴位置传感器A电路”,由此怀疑曲轴位置传感器信号偶尔异常,导致发动机熄火。用虹科Pico汽车示波器测
    虹科Pico汽车示波器 2025-03-05 11:00 62浏览
  • ASL6328芯片支持高达 6.0 Gbps 运行速率的交流和直流耦合输入T-MDS 信号,具备可编程均衡和抖动清理功能。ASL6328 是一款单端口 HDMI/DVI 电平转换 / 中继器,具有重新定时功能。它包含 TypeC双模式 DP 线缆适配器寄存器,可用于识别线缆适配器的性能。抖动清理 PLL(锁相环)能够消除输入抖动,并完全重置系统抖动容限,因此能更好地满足更高数据速率下 HDMI 抖动合规性要求。设备的运行和配置可通过引脚设置或 I2C 总线实现。自动断电和静噪功能提供了灵活的电
    QQ1540182856 2025-03-06 14:26 86浏览
  • 文/Leon编辑/侯煜‍2008至2021年间,创维以高举高打的凌厉之势,果断进行投资,一度成为中国市场大屏OLED产业的旗手,引领着显示技术的发展方向。但近年来,创维在 OLED 领域的发展轨迹却逐渐模糊,态度陷入暧昧不明的混沌状态。究其根源,一方面,创维对过往的押注难以割舍,在技术革新与市场变化的浪潮中,不愿轻易推翻曾经的战略布局;另一方面,早期在大屏OLED 技术研发、市场推广等环节投入的巨额资金,已然形成沉没成本,极大地限制了创维在显示技术路线上的重新抉择。但市场瞬息万变,为适应激烈的行
    华尔街科技眼 2025-03-05 20:03 147浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦