军用连接器的应用及发展

器为主，选用第三代的高密度超小型圆形电连接器还很少。而在我国航空系统中有明确定义；“在新研产品中要求以国军标GJB599为标准设计”，GJB599标准即等效于MIL-C-38999。

第三代圆形电连接器有MIL-C-27599、MIL-C-38999和MIL-C-81511三个规范，其基本特征是：
1)  插头、插座连接方式初期为卡口连接，后在MIL-C-38999中增加了三头梯形螺纹连接和卡锁连接。
2)  插孔、插针和导线端接有焊接和压接二种，MIL-C-27599为焊接型电连接器，MIL-C-38999和MIL-C-81511除玻璃烧结插座外，均采用压接端接方式。
3)  电连接器为高密度超小型，即在其孔位排列中除有中密度外，还增加了高密度排列的品种，采用的接触件最小直径为0.76mm(22D#)，接触件最小间距为2.16mm。
4)  接触件装卸方式有单个后送后取，还有整体取出的。MIL-C-38999的四个系列和MIL-C-81511第III、IV系列为单个后送后取，MIL-C-81511的第I 、II系列为整体取送。
5)  有长壳体和短壳体两种；MIL-C-38999的I 、III、IV系列和MIL-C-81511的I、III系列为长壳体，而MIL-C-38999的II系列和MIL-C-81511的II、IV系列为短壳体。

第三代圆形电连接器与第二代相比；增加了高密度品种，电连接器的体积、重量大幅下降。结构采用公认的优选结构，提高了电连接器可靠性。并且把不同密度的孔位排列、插座的各种连接方式都纳入同一规范中，由于品种齐全，避免了同一军用装备中选用几个系列电连接器，有利于使用维护。另外，在一个规范中尽管有几个系列，但接触件是通用的，压接工具和装卸工具是统一的，提高了接触件和工具的标准化程度。

三、新型军用电连接器的应用

1、圆形电连接器

MIL-C-38999标准是国际公认的具有先进水平的标准。该标准是小圆形、高密度、快速分离、耐环境、可装卸、压接型电连接器的通用规范。我国国军标GJB599(等同MIL-C-38999) 。我国研制生产该标准产品已有十余年历史。目前巳具备组织部分型谱产品小批量生产的能力。主要应用于航空、航天等高可靠性要求的军用装备。GJB599(等同MIL-C-38999) 圆形电连接器的主要特点如下：

1) 高密度
最多芯数达128个，在相同壳体尺寸下，产品通过的信号路数比系列产品多一倍。且绝缘性能好、重量轻、体积小。MIL-C-38999的孔位排列是在中密度产品规范（MIL-C-26482、83723等）基础上增加高密度孔位排列，基本上每种壳体号有高密度排列。用户既可将高密度产品用于体积空间小的部位，又仍可将中密度产品用于传送功率的电路上。

2) 长壳体
MIL-C-38999的系列I 、III、IV是长壳体，仅系列II是短壳体。长壳体由于壳体加长，壳体端面到插针端面长度增加，可防止未插合的插头、插座使用中与异物相碰损伤插针。还可防盲插、误插或斜插，避免插头连接环碰弯插针，或造成带电插针跨接短路。由于壳体加长，误将装针插头和装针插座误插在一起时，由于插头插针端面与插座插针端面有一定距离，不会造成插针损坏。另外，由于壳体加长，插头插座插合时，当插针与插孔绝缘体端面接触时，插头壳体与插座壳体已啮合了较长长度，减少了插头、插座插合时的倾斜度，提高了插针与插孔的对位准确度。MIL-C-38999插针总长比MIL-C-26482短27.7%。由于插针短，插针露出界面密封垫长度也短，有利于超小型的细小插针改善加工性能，增加刚度，防止碰弯损坏。插孔为闭口式，套管对插孔工作部位起保护作用，避免插孔在周转、包装或使用中损伤簧片及改变簧片弹力，影响其接触性能。插孔套管端部呈喇叭口，可引导插针顺利导入插孔。[2]

3）高混装
可将低频、高频、总线、光纤和电源等各种信号和能源传输线混装在一个壳体内，单个插针最大电流可达45安培。MIL-C-38999系列产品传输信号频率比MIL-C-26482系列产品高百倍。故一个MIL-C-38999系列插头可代替几个MIL-C-26482系列插头。

4）高可靠
MIL-C-38999系列III产品锁紧机构是三头螺纹快速连接，能耐强烈振动和冲击，强烈振动和冲击环境下能自动锁紧。

MIL-C-38999产品的连接环与插头壳体固定方式也有改进，MIL-C-26482系列II的连接环是通过卡簧与插头壳体固定的，靠卡入连接环槽内的卡簧限位。插头座插合时，连接环通过卡簧、止动垫圈、波纹簧对插头壳体施加反作用力。只要处于工作状态，此力一直存在。由于卡簧与卡簧槽接触面有限，在受力情况下，卡簧有滑出的可能性。若卡簧滑出，即造成插头、插座分离的致命失效。

MIL-C-38999系列I 、II，连接环往内靠波纹簧和插头壳体的轴肩限位，往外靠卡在插头壳体上挡圈限位。插头、插座未插合时，挡圈起限位作用，插头、插座插合时，连接环住内移动，档圈与连接环之间出现间隙，挡圈不工作。连接环通过波纹簧对插头壳体施加向内移动的力，实现插头、插座插合。插头壳体对连接环的反作用力是通过波纹簧施加到连接环台阶上，除非台阶损坏，否则插头壳体不会往外移动造成不正常分离。从设计上消除了可能出现的质量隐患。

5) 品种规格齐全
(1)  MIL-C-38999品种规格对现代军用装备而言，基本上可满足各种复杂的应用场合。例如为减轻重量可选用微型和复合材料的产品、火箭发动机部位可选用耐高温、耐腐蚀的不锈钢壳体材料产品、潜艇舱内外连接部位可选用玻璃烧结密封电连接器。卫星、飞船上可选用耐太空环境热真空释气的电连接器。除极个别情况外，其需要的圆形电连接器都可在规范中找到。表1列出了四个系列的主要特点和用途。MIL-C-38999中还有拉线分离，即脱落电连接器。几乎包含了任何连接方式、适应于各种安装空间及各种振动环境的圆形电连接器。

表1 MIL-C-38999四个系列的主要特点和用途

系列	型 谱	连接 方式	主  要  特  点	用   途
I	I、II、III 相同	卡口	长壳体、防斜插、通用性强。	高强度振动、要求快速盲目插合分离场合。
II		卡口	短壳体、不防斜插、重量轻、体积小。	要求操作空间小、快速插拔、振动强度不高场合
III		螺纹	长壳体、防斜插、三头梯形螺纹连接，插合分离只需旋转360o，插头有自锁机构，可自动防松，不需打保险。	适用于高温、且长期高强度振动场合，例如发动机部位。
IV	单独型谱	推拉	长壳体、防斜插、卡锁连接	高强度振动场合。

(2) 系列I和系列II有六种级别，分别是E、G、H、P、T、Y，这些级别里有非气密品种、气密品种、灌封品种和专适用于航天的品种。系列III和系列IV有十一个级别，有非气密品种、气密品种、防火品种、航天专用品种。从级别上可提供非气密、气密、防火、航天等环境选择。

(3) 有多种镀层供用户选择，满足不同的盐雾要求和不同的温度等级；系列I、II有7种镀层，其防盐雾能力分别为24h、48 h、500 h，耐高温分别为150℃、175℃、和200℃，系列III、IV分11个级别，其防盐雾能力分别为48 h、500 h、2000 h，耐高温分别为150℃、175℃、和200℃。

(4) 有普通压接接触件、温度补偿接触件、绕接接触件、两同轴接触件、三同轴接触件等多种接触件，供用户根据不同用途进行选择。接触件还可单独订货。

(5) 有直螺母、直式电缆夹、弯式电缆夹、屏蔽后附件等四种尾部附件供用户选择。产品和尾部附件是独立的。尾部附件可单独订货。

6) 抗干扰
具有良好的抗电磁干扰和屏蔽能力，能防电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)雷击(LEMP)和核辐射(NEMP)。MIL-C-38999的系列III、IV有接地弹簧，将插头壳体和插座壳体直接接通，提高了电连接器电磁干扰屏蔽能力，满足电磁兼容要求。

由此可见，在当今军用圆形电连接器中，MIL-C-38999的结构先进、品种齐全、性能优良、可靠性高，可满足现代各种军用装备的需求。选用该系列产品作为我国研制生产和使用的主导产品，便于与国际接轨，提高军事装备标准化程度，减小人为失误，提高军事装备的质量、可靠性和可维护性。

2、矩形电连接器

军用装备上单机与单机间的连接，大都以选用圆形电连接器为主。但也有部分选用矩形电连接器。矩形电连接器更多地用于单机内部电路板之间或电路板与单板I/O接口之间的连接。近年来新型模块式复合材料矩形电连接器在军用装备上的应用，受到人们广泛关注。新型矩形电连接器的主要特点如下：

1)模块化

军用电子设备模块化，能在战时条件下迅速维修更换，改变外形提高组装效率，恢复武器装备的功能。模块化还能最大限度地节省空间，实现武器装备多功能。模块化连接器和盲插连接器在武器装备中得到广泛应用。它采用积木式方法，最大限度减少供系统互连的同轴电缆用量。

Deutsch公司生产的PRC复合材料模块化矩形连接器(见图6)是从MIL-C-29600基础上发展起来的。经美军标准认证，现已广泛用于航空、航天、通讯和地面设备。

 

图6  PRC复合材料模块化矩形连接器

其优点是：

(1) 通用性、灵活性
PRC复合材料模块化矩形连接器外壳有两种规格，即1英寸或2英寸外壳。并有12种模块，模块被安装在外壳内，可选用22#、20#、16#和12#四种压接型接触件。由于采用模块化设计，模块和外壳可有4000余种组合，具有极高的灵活性和通用性。用户可根据需要，自行进行模块组合。当用户需要变更时，只需进行简单搭配，取下旧模块，换上新组合模块。使修改系统工作量减至最小。

(2) 节省空间
PRC模块化矩形连接器可多个连接器层叠排列，即一个连接器放在另一个连接器上面，节省安装空间。在层叠排列连接器中，操作者可方便地插合或分离任何一个连接器。

(3) 双向供电
PRC模块化矩形连接器每端可同时安装插针或插孔，实现双向供电。这是其它连接器无法实现的。

(4) 高机械寿命
PRC模块化矩形连接器使用符合MIL-C-39029标准的后送式压接型接触件，采用被称为DeutschcoatV型镀覆工艺，插拔寿命高达1500次，是MIL-spec标准接触件的3倍。

(5)可维护性
PRC模块化矩形连接器采用模块化设计，取下模块固定件就可很方便地从外壳中取出模块。使用简单的插拔工具，可方便地从模块中取出带导线的接触件，不需脱焊等复杂的工艺处理。层叠在一起的连接器，也可轻易松开1/4锁紧机构，卸下插头。故具有很好的可维护性，即使在最恶劣环境下，现场维护修理也极为方便。

2）采用复合材料

复合材料外壳连接器用高强度工程塑料代替金属制作外壳，表面再金属化，有效介决了军用连接器防腐蚀问题。复合材料高密度小圆形连接器有A、B两个系列。A系列采用MIL-C-38999绝缘安装板的孔位排列；防斜插，有自锁装置，螺纹连接；工作温度范围为－65℃～＋175℃；采用复合材料有以下优点：

(1)重量轻、强度高
Deutsch公司生产的PRC复合材料模块化矩形连接器采用复合材料壳体重量比铝合金轻25%以上，Deutsch公司生产的SAC复合材料圆形连接器比MIL-C-38999同类金属材料壳体连接器重量轻45%。而强度比铝合金高。和铝合金壳体相比，能承受更大的冲压和压力。

(2)耐腐蚀
PRC复合材料模块化矩形连接器采用复合材料及表面金属镀层具有很强的耐蚀性；高温下能经受1000h、5%NACI盐雾试验。而相同试验条件下，铝合金连接器已失效。SAC复合材料圆形连接器具有很高的耐蚀性，耐盐雾试验超过2000小时，远远超过MIL-C-38999规定的500小时。

(3)耐恶劣环境
PRC复合材料模块化矩形连接器采用瓶塞式界面密封结构，水份不会侵入接触件。绝缘体固定结杨中，安装有三层对导线起密封作用的硅橡胶封线体，使其具有极强的耐恶劣环境能力。SAC复合材料圆形连接器在尾罩里设有双重封线体介决了在各种恶劣环境下的尾部密封问题，提高了连接器的抗腐蚀性和抗电气故障能力。 

四、军用电连接器的发展趋势

为满足近代电子信息技术在军用装备上的应用需求，新一代军用电连接器必须具备重量轻（使用复合材料）、体积小（高密度、毫微米型、使用高性能绝缘材料）、使用可靠方便（模块化）、耐环境（使用不锈钢、复合材料）、高速数据传输（高频、低频、光纤、总线、电流等混装）和高电源传输等特点。

1、高密度

小型化是指连接器中心间距更小，特殊军用场合要求连接器中心间距达0.25mm～0.38mm，高度要小到1.0 mm～1.5mm。高密度有利于各种机载电子设备小型化。现代新型计算机数据总线要求连接器高芯数接触件，高密度军用PCB连接器接触件总数达680芯。特殊场合最多可达5000芯。

如上所述的MIL-C-38999系列产品型谱中有高、中、低三种孔位排列，以适应包括电流在内的不同信号或能量传输，特别是高密度孔位排列，可提高飞机、导弹卫星潜艇装甲车等军用装备内机载设备的空间利用率。和第二代军用电连接器常用标准MIL-C-26482相比，大小和重量仅为后者的三分之一，例如在相同的18号壳体内，它可安装多达85个22号接触件，而后者仅能安装32个20号接触件。该系列电连接器有九个壳体号，基本上每种壳体号有一个高密度孔位排列，即M等级产品。是在过去中密度产品基础上增加了高密度产品；中密度保留了产品继承性，高密度解决了许多机载设备增多，有限空间难以安装的问题，还减轻了机载设备重量。图7为MIL-C-38999系列III  25号壳体有14个型谱，其中有3个M等级产高密度孔位排列品。

图7  MIL-C-38999系列III 25号壳体型谱

2、微型化