ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ КАБЕЛЬ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Заявленная полезная модель относится к кабельной технике, а именно к конструкции кабелей для космических аппаратов с расширенным температурным диапазоном.
Заявленный кабель предназначен для комплектования ракетно-космических систем, имеющих встроенные распределенные и параллельные информационно-вычислительные и управляющие комплексы, работающие в реальном времени с использованием технологии SpaceWire, авиационно-космической и военной техники и обеспечивают передачу цифровых и аналоговых сигналов при рабочем переменном напряжении до 200 В (350 В постоянного тока), частоты до 600 МГц со скоростью от 2 до 400 Мбит/с.
Из уровня техники известен высокочастотный симметричный кабель, включающий многопроволочные токопроводящие жилы, каждая из которых состоит из скрученных металлических проволок и покрыта фторопластовой изоляцией, при этом изолированные токопроводящие жилы скручены в пары совместно с корделями из фторопласта, а каждая пара заключена в индивидуальный экран, выполненный в виде оплетки из металлической проволоки, при этом индивидуально экранированные пары, в свою очередь, скручены вокруг центрального корделя из фторопласта в сердечник, заключенный в общий экран, выполненный в виде оплетки из медной посеребренной проволоки, причем между общим экраном и сердечником наложен бандаж в виде обмотки лентой из политетрафторэтилена, а поверх общего экрана наложена оболочка из фторопласта (ESCC Detail Specification No. 3902/003, стр. 10-11, опубл. ноябрь 2014, [1], прототип).
Конструкция известного кабеля не обладает достаточной радиальной стойкостью к многократным изгибам, при которых может быть нарушена симметрия пар и стабильность скрутки токопроводящих жил, что в процессе эксплуатации кабеля может ухудшить его электрические параметры.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в устранении недостатков ближайшего аналога.
Технический результат заключается в повышении радиальной стойкости и стабильности электрических параметров кабеля.
Достижение заявленного технического результата обеспечивает высокочастотный симметричный кабель, включающий многопроволочные токопроводящие жилы, каждая из которых состоит из скрученных металлических проволок и покрыта фторопластовой изоляцией, при этом изолированные токопроводящие жилы скручены в пары совместно с корделями, а каждая пара заключена в индивидуальный экран, выполненный в виде оплетки из металлической проволоки, причем индивидуально экранированные пары, в свою очередь, скручены вокруг центрального корделя из фторопласта в сердечник, заключенный в общий экран, выполненный в виде оплетки из металлической проволоки, а поверх общего экрана наложена внешняя оболочка из фторопласта, характеризующийся тем, что диаметр каждого корделя в паре скрученных токопроводящих жил составляет 0,7-0,9 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы, а скрутка пар в сердечник выполнена в направлении противоположном направлению скрутки изолированных токопроводящих жил в пары.
Согласно заявленной полезной модели, диаметр центрального корделя составляет 1,0-1,3 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы.
Согласно заявленной полезной модели, изоляция токопроводящих жил выполнена двухслойной, при этом первый слой выполнен из политетрафторэтиленовой ленты, поверх которой методом экструзии наложен второй слой из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP).
Согласно заявленной полезной модели, изоляция токопроводящих жил выполнена из вспененного фторопласта.
3
Согласно заявленной полезной модели, изоляция токопроводящих жил выполнена в виде обмотки политетрафторэтиленовой лентой с плотностью не более 1,65 г/см.
Согласно заявленной полезной модели, сердечник состоит из четырех скрученных вокруг центрального корделя индивидуально экранированных пар.
Согласно заявленной полезной модели, индивидуальные экраны пар выполнены в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок.
Согласно заявленной полезной модели, поверх индивидуального экрана каждой пары скрученных токопроводящих жил наложена поясная изоляция из экструдированного фторопласта или в виде обмотки фторопластовой лентой.
Согласно заявленной полезной модели, между общим экраном и сердечником наложен бандаж в виде обмотки лентой из политетрафторэтилена, по направлению скрутки сердечника.
Согласно заявленной полезной модели, общий экран выполнен в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок.
Согласно заявленной полезной модели, внешняя оболочка выполнена из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP).
Согласно заявленной полезной модели, кордели выполнены из политетрафторэтилена или из перфторалкоксидных полимеров.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 - заявленный кабель в поперечном сечении.
На Фиг. 2 - заявленный кабель, вид сбоку.
3
Высокочастотный симметричный кабель для космических аппаратов включает четыре пары скрученных с различным шагом токопроводящих жил 1, состоящих из скрученных медных посеребренных проволок, покрытых изоляцией 2 из фторопласта. Изоляция 2 каждой токопроводящей жилы может быть выполнена двухслойной, при этом первый слой выполнен из политетрафторэтиленовой ленты, поверх которой методом экструзии наложен второй слой из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP). Согласно другому варианту, изоляция токопроводящих жил выполнена однослойной из вспененного фторопласта или в виде обмотки политетрафторэтиленовой лентой с плотностью не более 1,65 г/см. Изолированные токопроводящие жилы скручены в пары совместно с двумя корделями 3 из фторопласта, например из политетрафторэтилена или из перфторалкоксидных полимеров. Диаметр каждого корделя в паре скрученных токопроводящих жил составляет 0,7-0,9 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы. Поверх изоляции каждой пары наложен индивидуальный экран 4. В зависимости варианта реализации заявленной полезной модели, индивидуальный экран 4 каждой пары скрученных токопроводящих жил может быть выполнен в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок. Поверх индивидуального экрана 4 каждой пары может быть наложена поясная изоляция 7 из экструдированного фторопласта или в виде обмотки из фторопластовой ленты. Индивидуально экранированные пары скрученных токопроводящих жил с наложенной на каждый индивидуальный экран 4 пары поясной изоляцией 7 или без нее скручены в сердечник вокруг центрального корделя 9 из фторопласта в направлении противоположном направлению скрутки изолированных токопроводящих жил в пары. Диаметр центрального корделя 9 вокруг которого пары токопроводящих жил скручены в сердечник составляет 1,0-1,3 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы. Поверх скрученных в сердечник индивидуально экранированных пар токопроводящих жил, может быть наложен бандаж 8 в виде обмотки лентой из политетрафторэтилена, по направлению скрутки сердечника. В зависимости от варианта реализации заявленной полезной модели, поверх индивидуальных экранов 4 скрученных в сердечник пар токопроводящих жил или на бандаж 8 наложен общий экран 5. Общий экран может быть выполнен в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок, с коэффициентом поверхностной плотности не менее 90%. Поверх общего экрана 5 наложена внешняя оболочка из фторопласта 6, например из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP).
3
Высокочастотный симметричный кабель для космических аппаратов изготавливают на серийном технологическом оборудовании. Токопроводящую жилу 1 скручивают из семи медных посеребренных проволок, после чего на нее накладывают изоляцию 2 из фторопласта. Изоляция токопроводящих жил может быть выполнена двухслойной, при этом первый слой накладывают в виде обмотки из политетрафторэтиленовой ленты, поверх которой методом экструзии наложен второй слой из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP). Согласно другому варианту полезной модели, изоляция токопроводящих жил может быть выполнена в виде одного слоя из вспененного фторопласта или в виде обмотки политетрафторэтиленовой лентой с плотностью не более 1,65 г/см. Диаметр токопроводящей жилы по изоляции, в зависимости от марки кабеля может быть от 0,9±0,15 мм до 1,10±0,15 мм. Две токопроводящие жилы 1 скручивают в пару совместно с двумя корделями 3 из фторопласта. При этом диаметр одного корделя 3 в скрученной паре токопроводящих жил составляет 0,7-0,9 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы и является оптимальным для обеспечения равноудаленности индивидуального экрана 4 от пары и симметрии жил в паре, как в случае линейной прокладки кабеля, так и в местах его возможных изгибов. В случае увеличения или уменьшения диаметра корделя за пределами указанного диапазона, индивидуальные экраны 4 более подвержены отклонениям от круглой формы в процессе прокладки и эксплуатации кабеля, что ведет к ухудшению стабильности его электрических параметров. Поверх скрученных в пару токопроводящих жил совместно с корделями 3, на каждую пару накладывают индивидуальные экраны 4, выполненные в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок. Поверх каждого индивидуального экрана 4 может быть наложена поясная изоляция 7 из экструдированного фторопласта или в виде обмотки из фторопластовой ленты. Индивидуально экранированные пары с поясной изоляцией или без нее скручивают в сердечник вокруг центрального корделя 9 из фторопласта диаметр которого может составлять 1,0-1,3 диаметра одной изолированной токопроводящей жилы. Диаметр центрального корделя 9, также является оптимальным и обеспечивает симметрию расположения пар, увеличивает переходное затухание между парами, улучшая электрические параметры кабеля. При этом скрутку пар в сердечник выполняют в направлении противоположном направлению скрутки изолированных токопроводящих жил в пары, что компенсирует избыточное напряжение в парах, обеспечивает стабильность шага скрутки, а также симметрию пар при радиальных нагрузках, возникающих в местах изгибов кабеля. Поверх скрученных в сердечник пар может быть наложен бандаж 8 в виде обмотки лентой из политетрафторэтилена, по направлению скрутки сердечника, что дополнительно обеспечивает стабильность шага скрутки пар в сердечник. Общий экран 5 накладывают поверх индивидуально экранированных пар, скрученных в сердечник или на бандаж 8. При этом общий экран 5 может быть выполнен в виде оплетки из плющеных медных проволок, или круглых алюмомедных посеребренных проволок, или из круглых медных посеребренных проволок. Поверх общего экрана 5 методом экструзии накладывают внешнюю оболочку из фторопласта, например из перфторалкоксидного полимера (PFA) или из фторэтиленпропилена (FEP).
Таким образом, заявленный кабель обладает повышенной радиальной стойкостью, а также более стабильными электрическими параметрами и отвечает требованиям, предъявляемым к кабелям, используемым в авиационно-космической и военной технике.