航空航天應(yīng)用中連接器的未來

航空航天業(yè)正在對其連接器要求進(jìn)行徹底的改變。幾十年來，用于連接平面電纜的圓形金屬連接器正處于逐步淘汰矩形復(fù)合連接器的早期階段。這些變化旨在提高模塊化，同時減小尺寸和重量。

波音787如何改變行業(yè)？

波音787于15年2009月2日進(jìn)行了首次商業(yè)飛行，今天同樣是一個奇跡。該飛機(jī)由約2萬個零件組成，最多可容納330名乘客，最大航程為7，600海里，最高速度為0.90馬赫。超過600架飛機(jī)在世界各地服役。

787是一架復(fù)雜的飛機(jī)，具有復(fù)雜的電子系統(tǒng)，對機(jī)上發(fā)生的一切至關(guān)重要。這些電子設(shè)備通過迷宮般的電纜進(jìn)行通信，值得注意的是兩端的硬件。每架787都攜帶數(shù)千個矩形電纜連接器，毫不夸張地說，這項(xiàng)技術(shù)在787中的引入徹底改變了商用飛機(jī)連接器的設(shè)計方式。

787是第一架在整個飛機(jī)上采用矩形連接器的商用飛機(jī)。其他人可能已經(jīng)將它們集成到駕駛艙電子設(shè)備中和周圍，但787放棄了傳統(tǒng)的圓形金屬連接器作為加壓環(huán)境中的主要連接器。這種變化并非微不足道。飛機(jī)零件和技術(shù)的變化是可以理解的緩慢。一旦零件符合使用條件——這個過程可能需要數(shù)年時間，耗資數(shù)百萬美元——只要飛機(jī)本身還在使用，它們就會被使用。航空航天業(yè)不妨采用“如果它沒有壞，就不要修理它”作為其座右銘。

然而，波音公司在設(shè)計787時對連接器進(jìn)行了徹底的改變，現(xiàn)在該行業(yè)正在效仿。幾十年來，用于連接平面電纜的圓形金屬連接器正處于逐步淘汰的早期階段，用于787的矩形復(fù)合連接器。

發(fā)生如此重大的變化是有原因的——或者在這種情況下，有三個原因：

用復(fù)合材料代替金屬可減輕連接器的重量。

矩形形狀減少了連接器之間的空間浪費(fèi)。

矩形連接器的模塊化設(shè)計提供了借鑒汽車行業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)勢。

修改連接器以減輕飛機(jī)重量

當(dāng)波音公司開發(fā)787時，重量是一個早期的問題。據(jù)報道，第一架飛機(jī)比規(guī)定重5磅，促使設(shè)計師重新評估許多零件。減輕重量的需求至少部分推動了在整個飛機(jī)上部署復(fù)合材料的決定 - 使000成為第一架具有復(fù)合材料機(jī)身和復(fù)合材料機(jī)翼以及框架的大多數(shù)其他組件的主要商用飛機(jī)。

復(fù)合材料連接器在飛機(jī)首次亮相時遠(yuǎn)不那么引人注目，但同樣具有革命性。單個圓形金屬連接器和單個矩形復(fù)合連接器之間的重量差異幾乎看不出來，但是數(shù)千個這樣的連接器之間的區(qū)別呢？這有很大的不同。在渴望減輕重量的飛機(jī)中，每一盎司都很重要。

當(dāng)然，減輕重量在所有飛機(jī)中都很重要，而不僅僅是787。更輕的飛機(jī)燃燒更少的燃料并產(chǎn)生更少的二氧化碳。 在引入2的啟發(fā)下，一項(xiàng)研究得出結(jié)論，與使用傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)隊(duì)可以減少高達(dá)787%的碳排放。相反，較輕的飛機(jī)能夠運(yùn)載更多的貨物，從而可能減少航空公司和航空運(yùn)輸公司所需的航班數(shù)量和成本。這些是15使用復(fù)合材料（尤其是復(fù)合材料電纜連接器）成為行業(yè)典范的眾多原因之一。隨著新飛機(jī)的推出，這種轉(zhuǎn)變需要時間，但說圓形金屬連接器是航空航天工業(yè)中的瀕危物種并不為過。

針對空間優(yōu)化連接器

想象一下一張餅干面團(tuán)?，F(xiàn)在，考慮使用圓形餅干切割機(jī)，一排一排地切出餅干進(jìn)行烘焙。當(dāng)你完成，把一圈圈的面團(tuán)放在烤箱里，圓圈之間的所有面團(tuán)都剩下了?，F(xiàn)在，想象一下同一張餅干面團(tuán)，只是這一次想象將面團(tuán)切成正方形——直線縱橫交錯的面團(tuán)，形成一張裝滿方形餅干的面片。當(dāng)這些方塊放入烤箱時，還剩下什么？幾乎沒有。在等待餅干烘烤時，甚至沒有足夠的廢物作為零食。

這與使用矩形連接器背后的原理相同。傳統(tǒng)上，飛機(jī)將具有圓形電纜輸入插孔面板，接受來自飛機(jī)各處的電纜。這些面板的布局類似于第一張餅干片 - 圓形千斤頂之間和周圍浪費(fèi)了大量空間。在這些飛機(jī)上，空間非常寶貴。設(shè)計師們在尋求減少額外重量的同時，一絲不茍地尋找額外的空間。矩形連接器重塑了這些面板，允許設(shè)計人員將更多電纜擠入相同的空間或減小面板的尺寸，同時仍然容納相同數(shù)量的電纜輸入。節(jié)省的空間可以得到更好的利用 - 擠壓更多的設(shè)備、貨物或乘客。

多平臺模塊化

汽車制造商在許多不同的品牌或型號的汽車中使用相同的零件并不少見。某種滾珠軸承或皮帶或電動車窗開關(guān)就是幾個例子。這種設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化可以簡化供應(yīng)鏈并提高產(chǎn)品質(zhì)量。同樣的原則也適用于飛機(jī)制造，但圓形金屬連接器不存在這種平臺靈活性。圓形連接器在連接器本身上粘有一個插件，并且該插件無法更改。特定應(yīng)用程序需要特定的連接器。

矩形連接器，如波音 787 中的連接器，是不同的。它們由多個部分組成，這些部分可以混合和匹配，以根據(jù)給定的應(yīng)用定制連接器。為了確保安全，這些連接器采用鍵控設(shè)計，因此只有正確的連接器才能進(jìn)入給定的擴(kuò)展塢。這是一種更加靈活、可擴(kuò)展的方法，適用于單個飛機(jī)上可以達(dá)到數(shù)千個零件的零件。

連接器未來的下一步是什么

龐巴迪C系列飛機(jī)已經(jīng)過渡到矩形連接器，灣流已經(jīng)使用了一些矩形連接器。更重要的是，據(jù)信波音公司最近宣布的NMA（新型中型飛機(jī)）是757的替代品，將使用矩形連接器，波音公司的發(fā)展方向也是如此。

展望未來，光纖是飛機(jī)電纜的未來，矩形連接器是光纖就緒的。圓形連接器通常不是。別搞錯了。連接器的未來就在這里，它是矩形的。

審核編輯：郭婷