一种耐高温航空光缆的研制_周正平_单海龙_季冬冬_丁春风

图2 表1
组成
TGGS162. 5 /1251 照片
TGGS162. 5 /1251 结构参数
纤芯直径 结构细节 （ 65. 2 ± 3 ） μm （ 125 ± 2 ） μm ≤3. 0 μm ≤5. 0% ≤2. 0% 0. 275 ± 0. 015 （ 245 ± 10 ） μm
挤压。 （ 4 ） 加强件。 加强件为芳纶丝， 依据实际应用 时的强度要求， 应选择相应规格的凯夫拉芳纶纤 维。在工艺上， 一般选择多根芳纶丝直放的形式， 但航空光缆一般固定敷设在机舱内部， 为了实现光 缆的圆整度和减重要求， 我们进行了工艺调整， 采 用 16 锭编织机或 8 锭编织机进行编织， 设计编织 工艺时， 打破金属编织 45° 最佳角度的设计传统， 将 编织角 度 控 制 在 65° ～ 75° ， 编织节距控制在 3 ～ 4 mm之间， 在满足光缆抗拉强度的同时保证了光缆 的圆整度。 （ 5 ） 护套。 护套采用可溶性聚四氟乙烯材料， 为了表面的平整度， 对挤出工艺进行研究， 在挤出 时借鉴可溶性聚四氟乙烯管材生产工艺， 选择 0. 9 ～ 1. 0 的平衡比， 在模具设计时， 模套直径 （ 内径 ） 2. 0 mm， 和光缆外护套相近， 挤出时采用水冷的 冷却方式， 加速光缆护套的冷却定型， 防止由于高 温对光缆的内部结构产生破坏。 同时为了保证定 型的质量， 在可溶性聚四氟乙烯材料选择时， 尽可 能选择熔融指数较低的材料， 通过反复试验， 熔融 指数为 5 的材料比较适合作为 1. 8 mm 的松套耐 高温航空光缆的护套材料。
Development of a High Temperature Fiber Optic Cable for Aviation ZHOU Zhengping，SHAN Hailong，JI Dongdong，DING Chunfeng
（ Jiangsu Tongguang Electronic Wire ＆ Cable Co．，Ltd．，Haimen 226100 ，China） Abstract ： Ordinary fiber optic cable as a transmission medium has a history of nearly 30 years in the communication and power development in China，Compared with copper wire as the transmission medium has many obvious advantages ，with the light， low loss， antijamming and other special requirements of aviation， fiber optic cable in the aviation field received military attention． This paper provides a high temperature resistant cable can be used for aircraft aviation ，internal wiring，signal transmission，with the diameter of 1. 8 mm high temperature air cable as an example，introduces the contents of the aviation cable structure，key production control and test method． Key words： fiber optic cable； high temperature； aviation； performance
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航空光缆结构
62. 5 /1251 型单芯松套 图 1 是我公司 TGGS1结构 62. 5 /125 μm 多模光纤光缆的典型结构示意 图， 图 2 是其照片， 表 1 是其结构参数。
图1
TGGS162. 5 /1251 结构示意图
1 —纤芯 2 —包层 3 —涂覆层 4 —一级缓冲层 5 —二级缓冲层 6 —加强件 7 —护套
在制定耐高温光纤材料采购要求时， 除了满足 GJB 1427A—1997 要求外， 还按 ARINC 802 的使用 要求对涂覆层作出规定。 为增加抗弯曲疲劳性能， 选择碳涂层作为松套航空光缆用光纤的一级涂覆 层； 为增加光纤耐温等级， 选择聚酰亚胺作为其二 级涂覆层， 通过多次试制， 满足聚醚醚酮 （ PEEK ） 或 者杜邦超高温塑料（ ECA） 的加工温度要求， 解决了 光纤耐温等级这个技术难题。 （ 2 ） 一级缓冲层。一级缓冲层绕包在光纤外表 面， 对内保护光纤， 对外防止挤出时硬塑料直接和 光纤粘合， 影响损耗， 起到缓冲作用。 通过对产品 我们制定了薄膜带主要性能指标 ， 见表 2 。 的研究，
2016 年第 1 期 No． 1 2016
电线电缆 Electric Wire ＆ Cable
2016 年 2 月 Feb．， 2015
类光纤无法满足本文二级缓冲层加工温度的要求， 在生产时光纤涂覆层很有可能遭到破坏， 为此， 我 公司目前采用德国进口的耐高温光纤。 光纤重点 考虑涂覆层的耐温等级。
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生产控制重点
0512 收稿日期： 2015作者简介： 周正平（ 1982 － ） ， 男， 工程师． 226103］ ． 作者地址： 江苏海门市渤海路 169 号［
（ 1 ） 光纤及涂覆层。光纤的耐温等级是航空光 而高温涂层是关键。 目前国内 缆的重要技术指标， 高温光纤的技术水平与国外存在不小的差距， 做的 比较好的有长飞公司的丙烯酸涂层高温光纤， 但此
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引
言
本文以一种 1. 8 mm 的松套耐高温航空光缆 为例， 介绍了该光缆的结构、 在生产中要控制的重 点和相关试验方法。
光缆凭借其损耗低、 抗干扰性能优越、 重量轻 等优点， 得到我国通信运营商的青睐， 在我国移动 3G 以及现 在 的 4G 中 被 大 批 量 应 用。 网络的 2G、 但其缺点也很明 显， 如短距离传输性能优势不明 显、 抗弯能力差、 不易保护等， 故在航空领域一直发 展缓慢。国外对航空光缆的研究从上世纪 70 年代 开始一直没停止过， 特别是欧美等国， 如比较有名 的航空光缆生产企业卡莱、 耐克森、 戈尔。 随着光 控飞行技术及智能蒙皮技术的发展， 光缆在航空领 域的应用取得突破性进展。 特别是在美国 F / A － 18E / F、 F － 22 等军用飞机上的成功应用， 给了航空 光缆一个大展身手的舞台。 我国的航空光缆目前还处于起步阶段， 目前使 随着国家安全战略发 用的航空光缆全部依赖进口， 展的需要， 我国一些民族企业开始进行航空光缆的 研制。
（ 4 ） 冰挤压 冰挤压考核的是耐高温航空光缆从室温降至 低温环境下对光透射性能、 外观的影响， 评估耐高 温航空光缆是否符合高空飞行时低温环境下的使 用要求。 试验程序是在成品待测光缆上截取 1 根 30 m 长的光缆， 将松散线圈的测试试样放置在水箱内， 光缆底层应与水箱的底层接触； 给水箱内注水， 最 小深度应确保试样完全浸没； 将水箱水平放置在低 温试验箱内； 将试样两端拉出低温试验箱， 连接至 光学检测仪器上， 测试和记录光纤的光透射性能； 低温试验箱内温度由室温降至 － 10 ℃ ， 保持此温度 不变直到水完全结冰； 将试验箱温度升至 － 2 ℃ ， 测 试和记录光纤的光透射性能； 将低温试验箱温度升 至室温， 观察并维持此条件直到冰全部融化， 测试 和记录光纤的光透射性能。 将试样从测试设备和 水箱中移出， 检查样品外观。 （ 5 ） 高温寿命 高温寿命按 GJB 360B —2009 中方法 108 规定 进行。考核产品的可靠性。 具体程序是在成品待测光缆上截取 1 根 100 m 长的光缆。试验温度为光缆的最高工作温度， 时间 为 500 h。试验后在光缆工作波长下测量和记录衰 减值， 并用目视检察光缆外观。
表2
性能项目 厚度 / mm · mm － 2 ） 抗张强度 / （ N 延伸率 / % 热收缩率 / %
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航空光缆的技术要求
薄膜主要性能指标
技术要求 0. 0508 ± 0. 007 ≥35. 0 ≥120 ≤6
在参考 ARINC 802 规范的基础上， 结合客户的 ， 需求 确定松套耐 高 温 航 空 光 缆 的 主 要 技 术 指 标 如下： （ 1 ） 衰减常数。光缆波长为 1300 nm 时， 衰减 常数≤2. 0 dB / km； 光缆波长为 850 nm 时， 衰减常 数≤4. 0 dB / km。 （ 2 ） 反复弯曲。最小周期为 100000 次， 挂重为
包层直径 纤芯 / 包层同心度 光纤 纤芯不圆度 包层偏心度 数值孔径 涂覆层直径 缓冲层 一级缓冲层 二级包 硬塑料， 挤出， 直径： （ 915 ± 60 ） μm 芳纶丝， 编织， 编织密度不小于 90% 含氟聚合物， 挤出 直径： （ 1. 88 ± 0. 12 ） mm
2016 年第 1 期 No． 1 2016
电线电缆 Electric Wire ＆ Cable
2016 年 2 月 Feb．， 2016
DOI:10.16105/ki.dxdl.2016.01.006
一种耐高温航空光缆的研制
周正平， 单海龙， 季冬冬， 丁春风
（ 江苏通光电子线缆股份有限公司， 江苏 海门 226100 ） 摘要： 普通光缆作为一种传输媒介在我国通信 、 电力行业发展有近 30 年的历史， 相比以铜线为传输媒介具有 许多明显的优点。随着轻质、 低损耗、 抗干扰等航空特殊要求的提出， 光缆在航空领域得到军方的重视 。 介 绍一种耐高温航空光缆， 可用于航空飞行器内部布线， 进行信号传输。 以 1. 8 mm 的耐高温航空光缆为例， 介绍了该航空光缆的结构 、 生产控制重点、 试验方法等。 关键词： 光缆； 耐高温； 航空； 性能 中图分类号： TN818 文献标识码： A 6901 （ 2016 ） 01002103 文章编号： 1672-