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艦船發(fā)射系統(tǒng)與探測拖曳同軸電纜輕量化高強(qiáng)度設(shè)計(jì)
艦艇電子信息系統(tǒng)通常包括雷達(dá)探測或警戒系統(tǒng)、水聲探測和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等。相控陣?yán)走_(dá)主要完成對空對海探索，發(fā)現(xiàn)高、中、低空進(jìn)入的各類作戰(zhàn)飛機(jī)、反艦導(dǎo)彈、視距內(nèi)的各種艦艇。
傳統(tǒng)金屬材料無法滿足艦艇發(fā)射系統(tǒng)的拖曳高強(qiáng)度線纜要求，考慮到該探測裝置的重量和發(fā)射初速度以及水中的阻力情況和安全系數(shù)，對該電纜的承力要求在1000kg以上。根據(jù)以上特點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際需求的大拉力、低損耗、超柔軟、重量輕還能適應(yīng)反復(fù)收放的拖曳高強(qiáng)度線纜，既能保證特種高強(qiáng)度線纜的強(qiáng)度，同時又能滿足超柔軟要求和滿足高強(qiáng)度同軸電纜電氣性能一直是水下探測的一個課題。
艦艇發(fā)射系統(tǒng)電纜不僅要求承受300m~500m電纜自重，同時還要考慮高強(qiáng)度同軸電纜端頭的探測器重量約為80kg，以及拖曳高強(qiáng)度線纜的發(fā)射初速度以及水的阻力和渦旋震動，再考慮到一定的安全系數(shù)，電纜至少需要1000kg的力值要求。考慮到電纜在船上通過絞車進(jìn)行收放，電纜設(shè)計(jì)時要盡量考慮電纜的承力性和柔軟性，同時設(shè)計(jì)時還應(yīng)該盡量減少線纜的自重。
艦艇發(fā)射系統(tǒng)電纜的使用空間非常狹小，線纜長度為300m~500m，主要通過電纜的防線軸的轉(zhuǎn)數(shù)來確定防線長度，所以對艦艇發(fā)射系統(tǒng)電纜的外徑要求非常嚴(yán)格。同時，為了減小電纜在水中的阻力以及發(fā)射設(shè)備的特殊情況要求，對電纜的重量也進(jìn)行了嚴(yán)格的要求。
艦艇水聲探測因具有一定的重量，發(fā)射系統(tǒng)用的特種同軸電纜是針對艦船水下探測專門研發(fā)。該系統(tǒng)主要通過艦船的發(fā)射裝置把探測設(shè)備發(fā)射到水下，通過該電纜連接進(jìn)行供電和數(shù)據(jù)傳輸，然后特測結(jié)束后再通過該拖曳高強(qiáng)度線纜進(jìn)行設(shè)備回收。艦船發(fā)射系統(tǒng)用特種電纜在使用時最重要的一個功能就是承力功能。
高強(qiáng)度同軸電纜需要超柔軟、輕重量，所以在材料選擇上使用柔軟、強(qiáng)度高、重量輕的屏蔽材料為最佳選擇，同時電纜不吸潮，耐彎折可重復(fù)使用，需具備三防功能適用于長期的海洋環(huán)境。目前歐美早在2004年已使用了大連義邦的Lyofil?纖維將非金屬PBO纖維與金屬涂層牢固的結(jié)合起來的拖曳高強(qiáng)度線纜 ，對比傳統(tǒng)鍍銀銅絲，Lyofil@纖維絲減重高達(dá)73%以上。
另外，Lyofil@材料具備柔韌耐彎折的特性，編織后在90°—120°彎曲，50000個循環(huán)后，拖曳高強(qiáng)度線纜 在彎曲處有輕微松動，無撕裂，無明顯破損，另外，由于PBO基材的選用，Lyofil?纖維絲具有非常優(yōu)秀的力學(xué)性能，斷裂負(fù)載約是傳統(tǒng)鍍銀銅絲的11倍，是艦船發(fā)射系統(tǒng)用特種同軸電纜屏蔽材料的理想材料之一。
自90年代以來，各國都在投入巨資加緊研制和建造新型戰(zhàn)艦，與過去艦艇采用的同類拖曳高強(qiáng)度線纜相比，無論是典型性、還是先進(jìn)性都有著一定的技術(shù)意義和研究價值。
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