拖曳线列阵用拖头连接器的研制

雷 义

（上海京波传输科技有限公司，上海 201800）

拖曳式线列阵声呐简称拖曳线列阵，由线列阵、拖缆、收放装置和电子设备组成[1]。如图1所示，拖头连接器及线缆组件在拖曳线列阵中实现舰船设备与拖线阵之间的连接，包括物理连接、电气连接及光路连接。拖头连接器及线缆组件大多从海外进口，随着国产化的迫切要求，要求拖头连接器及线缆组件实现产品国产化，并且具有自主装配能力。本文将详细论述拖头连接器的技术难点及解决方案。

图1 拖曳式线列阵声呐

1 拖头连接器的研制目标及技术难点分析

1.1 研制目标

拖头连接器的研制目标是连接拖线阵与拖缆，实现两者的光电信号传输和深海下作业功能。

1.2 拖头连接器的技术难点分析

拖曳式线列阵内部包含光信号、电源及电信号等，工作电压和工作电流均较大，且需保证光在大长度传输过程中的衰减小。其中，拖头连接器的耐高电压、大电流以及低插入损耗的设计是技术难点[2]。

拖曳式线列阵需要在绞车上进行反复收放。拖头连接器的部分在绞车上盘绕后不能凸出[3]，具备柔性弯曲功能，便于拖曳线列阵在绞车上的盘绕。因此，拖头连接器的柔性弯曲设计是技术要求较高的重点。

大长度拖曳式线列阵在拖曳过程中受到的最大拖曳拉力一般在几吨左右。拖头连接器自身和连接部位的抗大拉力的可靠性会直接影响拖曳线缆阵的安全，是整个项目的关键技术指标。在外径受限制的情况下，实现拖头连接器柔性部分、连接拖缆部分的抗大拉力设计是较大的技术难点[4]。

拖曳式线列阵在深海中的下潜深度可达到千米，故要求拖头连接器具备耐大水深密封的能力。拖头连接器既要实现横向密封功能，又要实现纵向密封功能，以保证外界海水不渗透到整机内部。拖曳线列阵中的油也不能渗透到拖头连接器和拖缆中。所以，拖头连接器的横向和纵向密封的综合功能设计是设计的重点问题[5]。

2 拖头连接器的设计

2.1 整体结构设计

为了减少刚性连接部分的长度，拖头连接器采用三段式结构，分别为拖缆承力部分、中间柔性连接部分和头座对接部分，如图2所示。

2.2 光电复合插头插座设计

如图3所示，为了实现拖头与拖曳子阵之间对接的快速性，连接器插头端与插座端采用哈弗卡扣连接方式连接，并采用五键槽盲插结构，使用时直接插入即可。解锁时只要将两端连接器移开至一定距离，便可实现自解锁。其中，电接触件上采用密封型结构，实现电绝缘芯体的纵向密封。光接触件内部的光纤采用密封胶硫化工艺，实现光芯体的纵向密封。插头与插座之间采用密封圈实现横向密封。

图3 光电复合插头插座

连接器的光电芯数为7光29电，接触件排布设计如图4所示。电接触件采用密封插针与线簧插孔的结构，光接触件采用1.25 mm规格的光端子。

图4 光电接触件排布设计

2.3 柔性连接承力部分设计

为了避免拖头连接器在绞车上有较高的凸起，拖头连接器设计了柔性连接承力部分。如图5所示，插头插座与固定承受部分采用4根承力芳纶绳实现两个部位的承力功能。承力芳纶绳中间须采用支撑件进行支撑，避免中间柔性部分折弯。承力芳纶绳的外围采用PU管封装。PU管采用PU管扣压环固定在插头外壳和尾部承力外壳上，内部填充果冻胶，以保证外边的密封和内部的压力平衡。

图5 柔性连接承力部分

2.4 固定承力部分设计

如图6所示，固定承力部分的主要功能是将拖缆进行承力固定，并实现密封。尾部灌胶外壳采用承力结构胶固定拖缆内部的承力元件，并采用橡胶垫圈的填料函机械密封方式实现拖缆与尾部外壳之间的密封[6]，采用硫化密封尾套将尾部外壳与拖缆进行封装，在实现二次密封的同时，增强拖缆与尾部外壳的弯曲可靠性[7-8]。

图6 固定承力部分

3 拖头连接器样品试制与试用

拖头连接器在经过实施方案设计、样品加工后进行了试验验证，实际达到的技术指标如表1所示。该样品经过整机单位试用后，各指标均满足要求，下一步将进行工程化应用，样品如图7所示。

表1 样品试验结果

图7 拖头连接器样品

4 结语

本文完成了拖曳线列阵用拖头连接器的研制，分析了拖头连接器功能和国产化需求，结合研制目标分析了其研制难点，并结合研制的技术难点进行了拖头连接器的整体设计和各部件详细的设计，进行了样品试制、试验和用户试用，下一步将进行工程化应用。