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军用无人机连接器的性能特点

    作者:宏拓新软件
    发布日期:2022-08-15         
阅读:26     
 
 

美国陆军在2010-2035年规划无人机系统(UAS),将在所有战术梯队部署UAS,支持陆军和联合作战的态势感知、多角色需求(包括通信、侦察和武装反应)等,为战士提供了各种优势。美国国防部不断投资于无人机系统,利用这些技术建立许多军事优势。

美军飞机

美国无人飞机

由轻量级、小型、功能强大的电子元件组成的UAS必须满足必要的军事规格。军事和航空航天工程师在选择连接器时应考虑五个关键属性。

1)尺寸

在机载技术中,尺寸大小和重量会直接影响飞行时间、飞行距离和能量使用。减少系统尺寸的重点是通过选择组件,优化规模、重量和功率(SWaP)特性等。目前的无人机根据规模可分为五类。

无人飞机的分类

目前无人飞机的分类,AGL=地面水平,MSL=海平面

当设计一个三英尺或长度更短的无人机时,如AeroVironment公司的黄蜂AE RQ12-A或Raytheon(雷神)公司的Coyote(郊狼),工程师必须选择性能更好的连接器,同时尺寸更小。最好的方法是选择一种连接器,可以在单一的连接器外壳设计多个高密度接触点。例如,费舍尔连接器的MiniMax系列结合了高速USB3.2 Gen2,在一个外径仅为14毫米,内径为10毫米的壳中布置了12个信号触点。其中还有电源触点,和公母触点配置。

Fischer MiniMax 连接器系列

Fischer MiniMax 连接器系列

2)安全性

USB端口是数据交换的首选端口。然而,来自u盘的病毒和恶意软件会悄悄地感染用户的电脑,如果应用于军用无人机,可能会构成严重的国家安全风险。安全研究实验室发现,USB固件存在各种USB产品中,可能被重新编程并隐藏攻击代码。因此,恶意软件能够监视并转发受感染计算机的所有信息,这些计算机被感染可能因为染毒的无人机或者攻击者的DNS服务器。为了能够在军用无人机中继续使用USB端口,连接器供应商正在开发具有增强存储和传输功能的解决方案,实现数据的安全传输。费舍尔Flash Drive连接器有一个坚固的外壳,可在恶劣环境中使用,一个独特的圆形接口实现安全数据传输,4GB到128GB的存储容量,高速USB3.2传输,超便携、轻微型设计。

Fischer 的 Flash Drive连接器

Fischer 的 Flash Drive连接器

3)耐久性

无人机的重要作用就是避免人员伤亡。作为积极应对边界野火策略的一部分,美国内政部向四家美国公司授予了一份必要合同,提供小型无人机系统服务。该合同允许该机构利用由承包商完全操作和维护的小型无人机,并在需要时做好准备,支持野火行动、搜索、救援和应急管理等。

支持关键任务行动的无人机需要承受各种环境影响,包括冲击、振动、风、污垢、灰尘、极端温度、水、冰等。而无人驾驶飞机则使用无人水面飞行器(usv)高分辨率收集海洋数据,包括海水状况。费舍尔连接器的UltiMate 系列,紧凑、轻型、坚固,额定密封等级为IP68/69,可提供高达10000个配对周期,1000小时的耐腐蚀,360°EMI屏蔽,并可在-55C到+135C的温度下工作。

Fischer UltiMate连接器系列

Fischer UltiMate连接器系列

4)数据速度

无人机几乎完全被远程控制的事实给设计带来了一些挑战。需要提供必要的计算能力和数据收集和传送能力。同时需要满足严格的尺寸、重量和功率(SWaP)规格的加固组件。基于cots的嵌入式计算技术及其相关的热管理解决方案在无人机设计的同时提高了必要的数据速度。这些设计中的两个关键因素是在恶劣环境下的可靠性和有效地解决视频和存储需求的能力。VPX,以前被称为VITA46,旨在为数据密集型、高带宽的应用提供更鲁棒、更高速的性能。其中一个解决方案是史密斯互连的KVPX连接器,这是一个屏蔽、高速、高密度、模块化的互连系统,可扩展到10Gb/s。具有0.4mm的双曲接触,这些连接器提供坚固的耐冲击和抗振动抖动性能,同时具备自清洁擦拭动作,以及低插入和提取力。

Smiths 公司的 KVPX 连接器

Smiths 公司的 KVPX 连接器

5)屏蔽保护

电磁场是由带电物体产生的,会影响带电物体的性能。这种电磁干扰(EMI)会破坏附近的其它电子设备,并可能导致设备性能下降。越来越高密度的数字电路的使用使系统更容易受到噪声和干扰,因为较低的电平信号和需要快速的上升和下降时间。良好的接可以帮助降低未来的成本和停机时间,但通常需要在组件上配置屏蔽,在PCB或系统级别实现有效的EMI屏蔽。可拆卸的,表面安装的屏蔽夹组件设计是一个理想的解决方案。

Autosplice的微型屏蔽夹

 Autosplice的微型屏蔽夹

随着无人机在军事和商业市场越来越受欢迎,连接器行业继续开发新的轻型、坚固耐用、高速、可靠和安全的微纳米技术连接器,满足这个市场的需求。

 

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