在軍用電子領(lǐng)域用于潛艇和其他深海應(yīng)用的水下連接器必須承受壓力、溫度變化、海水腐蝕和其它沖擊等。

軍事電子系統(tǒng)必須承受的最惡劣環(huán)境之一是深海。潛入深海的無人駕駛水下航行器(UUV)必須承受高壓，而潛艇必須承受不斷的壓力循環(huán)。其它考驗(yàn)包括溫度循環(huán)，海水腐蝕和其它不同類型的沖擊等。

除了潛水艇外，美國海軍長期以來一直在開發(fā)無人駕駛水下航行器（UUV）。2017年，為目前屬于海下作戰(zhàn)部門(OPNAV N 97)提供更好的傳感器，耐力和其它UUV組合產(chǎn)品性能，美國海軍進(jìn)行了一項(xiàng)持續(xù)改進(jìn)項(xiàng)目。新的途徑是將它們?cè)O(shè)計(jì)成一系列具有共同屬性的系統(tǒng)，如推進(jìn)器、自動(dòng)駕駛、耐力、可靠性、指揮性能和控制性能等，該系統(tǒng)適用廣泛。該系統(tǒng)已經(jīng)用于稱之為SWFTS(潛艇作戰(zhàn)聯(lián)邦戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng))的海軍潛艇開放式體系結(jié)構(gòu)作戰(zhàn)系統(tǒng)。

弗吉尼亞級(jí)快攻潛艇密蘇里號(hào)

弗吉尼亞級(jí)快攻潛艇密蘇里號(hào)是美國海軍攻擊潛艇攻擊戰(zhàn)隊(duì)的成員，用于高端戰(zhàn)爭的訓(xùn)練，建造于2018年。

雖然大多數(shù)軍用UUV是由海軍創(chuàng)建的，但有些項(xiàng)目是由國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)監(jiān)督的。例如，它的Angler計(jì)劃開發(fā)用于深海任務(wù)的UUV。這些機(jī)器人將穿越很遠(yuǎn)的距離，在沒有人類干預(yù)或通訊的情況下自主地發(fā)現(xiàn)和操縱海下的物體。

深海連接器

Fischer干式咬合連接器主要適用于UUV以及各種地面和水下無線遙控飛行器（ROV）等設(shè)備。這些設(shè)備需要堅(jiān)固、密封的連接器，適合于大部分時(shí)間在海水中工作。Fischer公司的StéphaneAntonetti說，除了尺寸，高密度，和混合接觸配置等外，如耐腐蝕，抗壓和沖擊抗等性能都是強(qiáng)制性的。

高引腳密度對(duì)于減少所需連接器的數(shù)量尤為重要。Antonetti說：“對(duì)海水中的設(shè)備來說多一個(gè)孔就多一份潛在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。這就是為什么我們開發(fā)了高接觸密度的連接器，以及混合電源和信號(hào)觸點(diǎn)的連接器。”Fischer核心系列是最受歡迎的UUV產(chǎn)品解決方案，因?yàn)樗叽绱笮『徒佑|方式選擇范圍大。同時(shí)提供了適合海底設(shè)備的非常好的性能。此外，它的單光纖連接器已成功地用于深度達(dá)300米的水下航行器。

Fischer連接器的單光纖(FO)系列連接器

Fischer連接器的單光纖(FO)系列連接器已成功地應(yīng)用于深度達(dá)300米的水下無人駕駛航行器(UUV)。

Antonetti說，由于水壓對(duì)較大的連接器施加的壓力更大，所以較小的連接器在水下的表現(xiàn)往往更好。海底連接器的其他常見性能要求是高耐腐蝕、高水密性、易于操作和高可靠性等。

BIRNS首席執(zhí)行官埃里克·伯恩斯(EricBirns)說，除了壓力之外，可能導(dǎo)致連接器在水下破裂或泄漏的因數(shù)包括熱沖擊、振動(dòng)和爆炸沖擊等。該公司為潛水艇制造連接器和電纜組件，包括潛艇和UUV等。它的千禧系列是一個(gè)高密度，干式咬合，金屬外殼的連接器，滿足海底深度可達(dá)到6公里。“連接器材料不僅必須本身具有耐腐蝕能力，而且不能通過電偶作用或汞等某些材料的污染在材料中引起腐蝕。這是一個(gè)巨大的問題。他認(rèn)為，由于水下應(yīng)用的設(shè)備使用持續(xù)時(shí)間通常比地面設(shè)備短，所以安全度必須更大，測(cè)試必須更嚴(yán)格。

核動(dòng)力的俄亥俄級(jí)彈道導(dǎo)彈潛艇馬里蘭州號(hào)

核動(dòng)力的俄亥俄級(jí)彈道導(dǎo)彈潛艇馬里蘭州號(hào)可以攜帶多達(dá)20枚帶有多彈頭的潛射彈道導(dǎo)彈。2021年，它將被哥倫比亞級(jí)核潛艇取代。

高可靠性電纜的二次成型也是水下應(yīng)用的關(guān)鍵。在潛艇的舷外側(cè)，連接到艙壁連接器的電纜組件通常是電纜端接和二次成型到插頭上。這種防水的二次成型會(huì)承受很多壓力，包括電化學(xué)等。為了保護(hù)船體免受腐蝕，潛艇使用陰極保護(hù)系統(tǒng)，如鋅犧牲陽極，這種陰極保護(hù)系統(tǒng)在一到兩伏特的電壓下放出小電流。Birns說：“電流通過船體、船體安裝的艙壁連接器、電纜插頭傳輸?shù)诫娎|二次成型的區(qū)域。”這種電流會(huì)導(dǎo)致電纜成型區(qū)松動(dòng)，從而導(dǎo)致成型部分水滲漏，使插頭短路，因此電纜二次成型必須是高度可靠的。

BIRNS的新同軸連接器

BIRNS的新同軸觸點(diǎn)可以承受低至1400米的開口壓力，這對(duì)于射頻連接器來說是一種罕見的選擇。NAVSEA Pro-020的二次成型使得它被批準(zhǔn)用于美國海軍的舷外海底電纜。

另一個(gè)不為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所涵蓋的問題是，如果技術(shù)人員忘記將連接器插頭和插座連接在一起，則容器在潛水時(shí)的“開敞”狀態(tài)。在這種情況下，容器必須仍能承受海水壓力并防止水進(jìn)入。因此，BIRNS的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)要求其所有連接器始終能夠承受開口壓力。“這是我們的認(rèn)證測(cè)試方法之一，”BIRNS說。例如，我們最近設(shè)計(jì)了一種射頻同軸接觸器，它能承受海底1400米的開口壓力。

Souriau公司的通信連接器用于UUV和ROV，以及非軍事的海底市場(chǎng)，如海洋學(xué)或近海石油和天然氣等，該公司海洋/航天/mil-airo北美區(qū)域產(chǎn)品經(jīng)理VincentMansour說。軍用潛艇應(yīng)用包括光電桅桿、通信系統(tǒng)、聲納、武器系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)等。雖然船用連接器有許多軍用標(biāo)準(zhǔn)，如MIL-DTL-38999、MIL-DTL-26482和MIL-DTL-5015等，但用于舷外連接器的標(biāo)準(zhǔn)和專有產(chǎn)品較少。一些NAVSEA標(biāo)準(zhǔn)存在于舷外電纜組件。

Souriau的M系列干式連接件適用于海洋青銅的舷外應(yīng)用.

Mansour說，軍用海洋應(yīng)用的內(nèi)部連接器要求非常類似于在水面上使用的連接器。有些是由海洋青銅制成的，如鋁青銅。其他可能是不銹鋼或鋁。除了沖擊和振動(dòng)外，安裝的方便性也很重要，因?yàn)榻尤胪軓?fù)雜，可能包括盲插和電纜連接等問題。Souriau公司的內(nèi)部線纜包括專用的MSH/MPH系列內(nèi)部使用的圓形連接器、特定的管道和隔離壁解決方案，以及軍用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品等。

舷外是一個(gè)非常不同的世界，耐腐蝕是關(guān)鍵。在舷外，連接器所用材料包括海洋青銅，高端不銹鋼，鈦和諾鎳鐵合金等。Mansour說，例如，Souriau的干式M系列船用青銅，被法國海軍廣泛用于舷外連接，50年來的使用也證明了這種材料的適用性。現(xiàn)在也被世界各地的海軍使用。對(duì)于海軍來說，由于連接器需要防水，所以抵抗沖擊和振動(dòng)仍然是很重要的。但是軍用船舶的連接器承受的壓力通常低于海洋作業(yè)如近海石油和天然氣鉆探等的壓力，因?yàn)檐娪煤Ｑ笙到y(tǒng)通常只在海面以下1000米左右以內(nèi)工作。

美國海軍藍(lán)鰭-21Artemis自主水下航行器(AUV)用于搜尋失蹤的馬航370航班。

在海底軍事系統(tǒng)中，UUV正在變得越來越小，越來越輕，而且能力也越來越強(qiáng)大。Birns說：“數(shù)據(jù)傳輸需求出現(xiàn)了指數(shù)級(jí)增長，類似地面連接器。”UUV執(zhí)行任務(wù)的海水深度越來越深，時(shí)間越來越長。UUV更容易、更快速地部署，更多的UUV被設(shè)計(jì)成由兩到三個(gè)人攜帶。有些深海UUV太小了，可以用21英寸的魚雷管發(fā)射。

在軍事潛艇世界中，BINS認(rèn)為連接器尺寸減少要求還不是足夠強(qiáng)烈，但是在相同的連接器尺寸中需要增加了越來越多的功能和性能。用戶尤其需要更快的數(shù)據(jù)傳輸，因此更多地使用高引腳密度、高頻射頻、光纖和電光混合連接器等。

Mansour說，在水下應(yīng)用中，Souriau看到了使用更多現(xiàn)有連接器的趨勢(shì)。他認(rèn)為，對(duì)于舷外水下連接，大部分是專有的解決方案。這對(duì)具有強(qiáng)勁研發(fā)和生產(chǎn)實(shí)力的連接器公司來說是個(gè)很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。