火箭内部电缆数量最多、分支最为复杂的系统,数百根电缆密密麻麻遍布了全箭。
比如长征五号火箭全箭的电缆网超过300多束,其中测量系统电缆数就占了近70%,涉及到的电缆插头总数超过800多支。
如蜘蛛网般布满火箭内部的电缆网,质量控制成为头等难题。
电缆的生产、运输、安装、防护等过程中都存在质量控制难点,特别是电缆断线、绝缘性能下降,以及缩针、倒针甚至多余物等,成为质量多发病、常见病,常年困扰着越来越头秃的工作人员。
在近几年的质量问题中,电缆问题占了20%多,是质量问题数量最多的单一产品。
而且有些设备位置特殊,电缆不易接装,再加上在火箭飞行过程中,电缆受到振动等环境因素的影响,也很容易出现损伤等问题。
同时,火箭的设计也受困于这些百转千回的电缆。
一枚火箭有成百上千个传感器,它们都由电缆进行连接,在设计过程中,长长的电缆不仅增加了火箭重量,而且经常会影响到箭体内部仪器设备的布局,给火箭设计、总装造成一定难度。
头秃再加一。
火箭各院进行了各种解决方案的探究,最后看上了无缆化技术,并且还成功了一部分。
也就是测量系统部分的无缆化。
针对不同设备之间传输的信道带宽需求,利用TDMA、FDMA技术,开发了火箭测量设备无线组网协议,使它们之间形成一条条井然有序的“无线高速公路”。
比如采用了无线传感器就可以取消箭上大量的“神经末梢”电缆,而无线摄像装置不仅实现高清图像的无线传输,还避免了图像电缆的长线传输,无线供电设备也同样如此,采用无线供电和通信集成技术实现火箭的无线测发控。
另一方面是进行“集成化”,构建可重构的通用模块,对传统的各个独立设备进行通用化、模块化、板卡化设计,以灵活组态的方式形成一体化组合,使测量设备的数量和种类大幅减少,设备间大量的连接电缆也由背板印制板线取代。
以前的测量系统就好比是枝繁叶茂的一颗大树,分叉多,分支细,“无缆化”之后就剩下核心组合之间的主干电缆,外围设备以无线的方式接入,枝干清晰,数量少,重量轻。
无缆化技术让电缆杳无影踪,电缆网的简化,不仅降低了设计的工作量,操作、连接简化,试验、测试、总装的效率都提高了。
而且再也不怕收电缆、铺电缆时一不小心碰断一根小细缆,让设计人员从难缠的质量问题中彻底脱身。
由于省去庞大繁多的电缆,火箭减重效果明显,可以“轻装上阵”了。
以长征五号运载火箭仪器舱为例,若无缆化后,仅传感器部分能减重近60%,而长
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