一种航天航空用光缆及制备方法

技术领域

本发明涉及航空光缆技术领域，更具体地说，涉及一种航天航空用光缆及制备方法。

背景技术

随着航空技术的飞速发展，高速传输和数据交换需求越来越高，航空光缆作为一种用于在航空器内部传输光信号的光学设备，其工作原理基于光纤通信技术，光纤通信技术是一种利用光信号传输信息的技术，其基本原理是利用光纤的全反射特性将光信号沿光纤传输，从而实现信息的传输。

航空光缆的作用是在航空器内部传输信号和数据，其优点是具有高速、高带宽、免磁干扰、抗电磁干扰等特点，适用于高速数据传输和实时视频传输等需要高速、稳定通信的场合。在航空航天领域，航空光缆被广泛应用于通信、导航、地形测绘、气象监测等方面，为保障航空器的安全和稳定提供了重要支持，由于航空器在发射和运行的过程会受到各种振动和冲击，其振动和冲击同样会对内部安装的光缆造成影响，当振动和冲击较大时，容易导致光缆内部光纤芯弯曲、拉伸甚至断裂，进而导致航空器在飞行时存在安全隐患。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种航天航空用光缆及制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天航空用光缆及制备方法，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种航天航空用光缆及制备方法，包括：光缆，所述光缆包括多个光纤，且光纤外包围设置有第一保护层，所述光缆从内至外依次设置有光纤、第一保护层、第二保护层、屏蔽层、缓冲组件和护套层；抗振器，设置于光缆外包围处，所述抗振器包括：定位组件，设置于光缆下侧，所述定位组件包括定位座，所述定位座顶端固定连接有固定杆，所述固定杆上安装有一对相互对称的紧固件；固定组件，设置于定位组件上侧，所述固定组件包括支撑环，且支撑环底端与固定杆顶端固定连接；缓冲组件，设置有支撑环内包围处，所述缓冲组件包括多个挤压筒，所述挤压筒镶嵌于支撑环内表面处。

作为本发明的进一步改进，所述缓冲组件包括缓冲条和缓冲球，所述缓冲条外表面安装有多个均匀分布的缓冲球，多个所述缓冲球呈交替分布，所述缓冲条对应的形状设置为波浪形。

作为本发明的进一步改进，所述挤压筒内滑动连接有挤压杆，且挤压杆一端延伸至挤压筒外侧，所述挤压筒远离支撑环一端固定连接有固定环，所述固定环远离挤压筒一端固定连接有挤压条，且挤压条设置在挤压杆外包围处，所述挤压条一端与挤压杆固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述挤压杆远离固定环一端固定连接有抵接块，所述抵接块与光缆相匹配，且抵接块的材料采用弹性硅胶材料。

作为本发明的进一步改进，所述挤压筒内壁镶嵌有破碎块，所述支撑环上开设有多个与挤压筒相匹配的反馈腔，所述反馈腔内壁镶嵌有阻挡环，所述阻挡环内壁直径从右至左依次变小，且阻挡环内设置有陶瓷块，所述陶瓷块外包围安装有耐磨垫，所述耐磨垫与阻挡环内壁相抵接。

作为本发明的进一步改进，所述陶瓷块远离挤压筒一端安装有显现球，所述显现球设置在反馈腔内，且显现球通过内部安装的弹片形成有一对反应腔，所述弹片上镶嵌有振碎块，一对所述反应腔内分别填充有显色液和反应颗粒。

作为本发明的进一步改进，所述显色液的材质采用金胺溶液材料，所述反应颗粒的材质采用氯化铝材料。

一种航天航空用光缆的制备方法，包括以下步骤：

S1：先将制备材料清洗后加热至高温，然后将其拉伸成细长状的光纤；

S2：将多根光纤编织一起，并在其外表涂抹第一保护层；

S3：涂抹完成后将多个光纤外包围依次包裹第二保护层和屏蔽层；

S4：将高温材料加热利用模具制成护套层包裹屏蔽层，并在护套层和屏蔽层之间加入已制备完成的缓冲组件；

S5：完成后对光缆的性能进行测试。

所述S1中制备材料可采用高纯度玻璃或者塑料材料，且在对其拉伸过程中需要控制拉拔速度和温度，所述S2中在编织过程中需要控制光纤的间距、排列方式和密度。

所述S3中涂抹第一保护层的材料可采用硅酸盐材料，并需要控制涂层的厚度和均匀性，所述S5中高温材料可采用聚酰亚胺材料或如聚酰亚胺材料，从而确保能够承受高温和低温。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明通过光缆上设置有第一保护层、第二保护层、屏蔽层、缓冲组件和护套层，采用高强度光纤材料制备光缆，并在光纤表面涂覆高强度聚合物材料，使光缆具有高强度和抗振性，以保证在振动环境下的可靠性和稳定性，同时通过光缆外包围设置有多个抗振器，抗振器上设置的缓冲组件能进一步增强光缆的抗振性能，从而预防光缆受到振动和冲击较大时容易导致光缆内部光纤芯弯曲、拉伸甚至断裂，保证航空器在飞行时光缆的运行稳定，同时当光缆受到冲击和振动较大时，可通过抗振器上设置的显现球对工作人员进行反馈，在后续进行检修的过程中工作人员可通过观测抗振器外表面，其显现球显示的颜色即使是昏暗的条件下也更方便被工作人员发现，方便后续工作人员对光缆进行检修，从而提高其检修效率。

附图说明

图1为本发明的光缆和抗振器立体结构示意图；

图2为本发明的光缆正面剖视结构示意图；

图3为本发明的缓冲组件正面剖视结构示意图；

图4为本发明的抗振器立体结构示意图；

图5为本发明的抗振器正面剖视结构示意图；

图6为本发明的缓冲组件局部立体结构示意图；

图7为本发明的图5中A处结构示意图；

图8为本发明的图7中B处结构示意图；

图9为本发明的一种航天航空用光缆的制备方法流程示意图。

图中标号说明：

1、光缆；2、抗振器；3、缓冲组件；4、固定组件；5、缓冲组件；6、定位组件；7、显现球；11、光纤；12、第一保护层；13、第二保护层；14、屏蔽层；15、护套层；31、缓冲条；32、缓冲球；41、支撑环；51、挤压筒；52、挤压条；53、挤压杆；54、固定环；55、抵接块；56、破碎块；57、反馈腔；58、陶瓷块；59、阻挡环；61、定位座；62、固定杆；63、紧固件；71、弹片；72、振碎块；73、显色液；74、反应颗粒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-5，包括：光缆1，光缆1包括多个光纤11，且光纤11外包围设置有第一保护层12，光缆1从内至外依次设置有光纤11、第一保护层12、第二保护层13、屏蔽层14、缓冲组件3和护套层15；抗振器2，设置于光缆1外包围处。

抗振器2包括：定位组件6，设置于光缆1下侧，定位组件6包括定位座61，定位座61顶端固定连接有固定杆62，固定杆62上安装有一对相互对称的紧固件63；固定组件4，设置于定位组件6上侧，固定组件4包括支撑环41，且支撑环41底端与固定杆62顶端固定连接；缓冲组件5，设置有支撑环41内包围处，缓冲组件5包括多个挤压筒51，挤压筒51镶嵌于支撑环41内表面处。

请参阅图3，缓冲组件3包括缓冲条31和缓冲球32，缓冲条31外表面安装有多个均匀分布的缓冲球32，多个缓冲球32呈交替分布，缓冲条31对应的形状设置为波浪形。

其中，通过光缆1上屏蔽层14和护套层15中间处设置有缓冲组件3，且缓冲组件3包括缓冲条31和缓冲球32，通过设置缓冲条31的形状为波浪形，且缓冲球32的材质采用多层复合材料，通过缓冲条31设置为波浪形使得在受到压力时可有发生屈曲和变形，从而能够吸收和分散压力，同时多层复合材料可由一种或者多种材料层次堆叠而成，可采用纤维增强复合材料、泡沫材料等组合而成，具有高强度、高刚度、低密度的特点，起到抗振和抗压能力。

请参阅图6-7，缓冲组件5包括挤压筒51、挤压条52、挤压杆53、固定环54、抵接块55、破碎块56、反馈腔57、陶瓷块58和阻挡环59，挤压筒51内滑动连接有挤压杆53，且挤压杆53一端延伸至挤压筒51外侧，挤压筒51远离支撑环41一端固定连接有固定环54，固定环54远离挤压筒51一端固定连接有挤压条52，且挤压条52设置在挤压杆53外包围处，挤压条52一端与挤压杆53固定连接，挤压杆53远离固定环54一端固定连接有抵接块55，抵接块55与光缆1相匹配，且抵接块55的材料采用弹性硅胶材料，挤压筒51内壁镶嵌有破碎块56，支撑环41上开设有多个与挤压筒51相匹配的反馈腔57，反馈腔57内壁镶嵌有阻挡环59，阻挡环59内壁直径从右至左依次变小，且阻挡环59内设置有陶瓷块58，陶瓷块58外包围安装有耐磨垫，耐磨垫与阻挡环59内壁相抵接。

其中，通过支撑环41内包围处镶嵌有多个均匀分布的挤压筒51，且挤压筒51内滑动连接有挤压杆53，且挤压杆53一端固接的抵接块55与光缆1相抵接，当在对光缆1进行安装时，可将光缆1穿过抗振器2，再通过抗振器2上的紧固件对其进行固定，在航天器发射以及飞行的过程中造成对光缆1的振动和冲击时，因对光缆1振动的方向趋势不确定，从而通过支撑环41内包围镶嵌的多个均匀分布的挤压筒51设置在光缆1的外包围处，从而能够对各个方向的振动对光缆1进行保护，当振动较小时，受到振动的光缆1会对抵接块55进行挤压，通过抵接块55的材质设置为弹性硅胶材料，从而能够与光缆1发生挤压时发生形变从而吸收振动，使得电缆的振动减小。

同时设置在挤压杆53外包围处的挤压条52的形状为弹簧形，且挤压条52的材质采用钢材料制成，具有较高的弹性模量和弹性极限，当振动较大时，则光缆1在挤压抵接块55时使得抵接块55发生位移，从而挤压挤压条52，并且使得挤压杆53在挤压筒51内滑动，通过挤压杆53在挤压筒51内滑动挤压挤压筒51内的空气，从而能够消耗振动能量来减小振动幅度，同时配合挤压条52能够有效地吸收和分散振动能够，从而降低光缆1的振动幅度和振动频率，实现在振动较大时对光缆1的保护，预防振动较大对光缆1造成光缆1内部光纤芯弯曲、拉伸甚至断裂，保障航空器在飞行时光缆1的稳定运行。

并且挤压筒51底端镶嵌有破碎块56，且反馈腔57内壁安装有陶瓷块58，当振动过大时，使得光缆1对抵接块55的冲击力度较大，由于振动的能量较大，使得在短时间内光缆1发生振动挤压抵接块55时使得挤压条52和挤压杆53发生的形变和位移难以有效的振动的能量进行吸收和发散，并且挤压杆53在挤压筒51内滑动挤压其挤压筒51内的空气时使得挤压筒51内部的气压积聚变大，当气压达到破碎块56材料破碎的阈值时，则破碎块56发生破碎，使得挤压筒51内高压状态下的气体进行到反馈腔57内，通过反馈腔57内镶嵌有阻挡环59，且阻挡环59内设置有陶瓷块58，陶瓷块58外包围安装有耐磨垫，耐磨垫与阻挡环59相抵接，并且阻挡环59和耐磨垫的材质均采用硅酮橡胶材料，具有很好的耐摩擦性能以及耐高温低温，在破碎块56发生破碎时挤压筒51内高压下的空气挤压陶瓷块58，从而使得陶瓷块58在反馈腔57内滑动，通过耐磨垫与阻挡环59相互滑动的摩擦力来消耗振动的能量，同时通过设置阻挡环59的直径从而靠近光缆1一侧到远离光缆1一侧的方向上，阻挡环59的内直径依次变小，从而使耐磨垫在阻挡环59内向远离光缆1一侧滑动时其摩擦力逐渐增大，在设置阻挡环59内直径依次变小的趋势上可设置陶瓷块58及其耐磨垫与阻挡环59滑动的距离能够支持显现球7移出反馈腔57外使其变小的趋势更加大，从而能够保证显现球7能移出反馈腔57外，方便后续工作人员对其进行检修。

请参阅图8，显现球7内设置有弹片71、振碎块72、显色液73和反应颗粒74，陶瓷块58远离挤压筒51一端安装有显现球7，显现球7设置在反馈腔57内，且显现球7通过内部安装的弹片71形成有一对反应腔，弹片71上镶嵌有振碎块72，一对反应腔内分别填充有显色液73和反应颗粒74，显色液73的材质采用金胺溶液材料，反应颗粒74的材质采用氯化铝材料。

其中，当振动过大时，使得光缆1对抵接块55的冲击力度较大，从而在挤压筒51内气压达到破碎块56材料破碎的阈值时，则破碎块56发生破碎，使得挤压筒51内高压状态下的气体瞬间进行到反馈腔57内，高压气体作用到反馈腔57内的陶瓷块58上，使得陶瓷块58产生较大的振动以及位移，从而将显现球7从反馈腔57内移出，其振动的能量作用于显现球7时，使得显现球7内镶嵌在弹片71上的振碎块72发生破碎，振碎块72的破碎使一对反应腔内连通，从而使显色液73与反应颗粒74相互混合，弹片71的上端和下端在振动下同时也跟随一起左右发生振动，从而将显色液73和反应颗粒74均匀搅拌在一起。

通过设置显色液73的材质采用金胺溶液材料，反应颗粒74的材质采用氯化铝材料，且金胺溶液为一种黄色的金属离子络合物溶液，当与氯化铝结合时可发生反应，形成金胺络合物，同时设置显现球7的材质采用聚四氟乙烯，该材料具有极好的化学稳定性和耐腐蚀性，且透明度较高，在弹片71的上端和下端的振动下能对其进行搅拌均匀，工作人员在后续对光缆1进行检修时，可通过观察抗振器2上显现球7是否从反馈腔57内伸出，即可判断该处光缆1受到的振动以及冲击较大，可通过用检修设备对其进行检修，其显现球7内显示的黄色更好的让工作人员发现，当光缆1安装的环境较暗时，工作人员可通过利用LED灯发出的白光对抗振器2外表面进行照射，当显现球7从而反馈腔57内伸出后，其反应生成的金胺络合物能够产生强烈的反光效果，且当弹片71的上端可下端还持续振动时，其反光效果则会更容易让工作人员发现，呈现出一闪一闪的情景，从而方便工作人员在昏暗的环境下判断光缆1是否受到较大的冲击，方便后续对其进行检修，提高其检修的效率。

请参阅图9，一种航天航空用光缆的制备方法，包括以下步骤：

S1：先将制备材料清洗后加热至高温，然后将其拉伸成细长状的光纤11；

S2：将多根光纤11编织一起，并在其外表涂抹第一保护层12；

S3：涂抹完成后将多个光纤外包围依次包裹第二保护层13和屏蔽层14；

S4：将高温材料加热利用模具制成护套层15包裹屏蔽层14，并在护套层15和屏蔽层14之间加入已制备完成的缓冲组件3；

S5：完成后对光缆1的性能进行测试。

S1中制备材料可采用高纯度玻璃或者塑料材料，且在对其拉伸过程中需要控制拉拔速度和温度，S2中在编织过程中需要控制光纤11的间距、排列方式和密度，S3中涂抹第一保护层12的材料可采用硅酸盐材料，并需要控制涂层的厚度和均匀性，S5中高温材料可采用聚酰亚胺材料或如聚酰亚胺材料，从而确保能够承受高温和低温。

其中，光纤11的制备材料采用高纯度玻璃或塑料，通过拉伸机将材料拉拔，需要控制拉拔的速度和温度，并在其外表涂抹第一保护层12，保护光纤11受到外界环境的侵蚀和损坏，可使用低折射率的材料例如硅酸盐，同时涂抹完成后将多个光纤外包围依次包裹第二保护层13和屏蔽层14，第二保护层13和屏蔽层14可分别采用聚氨酯材料和铜箔材料，通过第二保护层13使其具有一定的防火、防腐蚀和防振动特性，同时通过屏蔽层14能够预防受到电磁的干扰，保证其运行的稳定性，同时可改变屏蔽层14的形状大小和结构，提高其防振性能，具体可根据对光缆1重量限制的实际需求进行改变，最终通过利用聚酰亚胺材料或如聚酰亚胺材料制备护套层15，在制备时需要对护套层15的厚度和硬度进行控制，确保能够有效的保护器内部的材料和结构。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。