一、軍用連接器的作用和地位

在軍用武器裝備和各類電子系統中，連接器是連接器件與組件、組件與單機、單機與單機、系統與系統必不可少的基礎組件。在航空、航天、兵器、艦艇等軍用武器裝備中，起著電氣連接傳輸能量和信號的重要作用。

軍用連接器是組成飛機、導彈、艦艇等武器系統用量最多的通用電子元器件。例如，一架現代殲擊機使用電纜長達5～10公里，一次配套的電連接器約800～1000多件。一架大型客機電纜總長度達250公里，一次配套的電連接器約4500多件。其主要功能是完成主機、發動機、機載控制系統及機載設備之間的電氣連接。各種型號戰術導彈的導引頭、戰斗部、發動機、自動駕駛儀等關鍵部件，都是通過連接器這一基礎組件，將成百上千個接點的電纜網組成一個完整的武器系統，如舉世矚目的神舟飛船僅推進艙和電源系統就使用了各類連接器500多套，某型號戰術導彈僅地面設備就選用了各種電連接器400多套。在組成軍用裝備系統的所有連接器中，只要有任意一個連接器中的任意一個接點失效，就可能導致整個系統的癱瘓、失效和重大事故的發生。

在組成軍用裝備系統的所有電子元器件中，連接器看似結構簡單，往往得不到領導和有關方面的重視，但其失效概率卻是最高的。據有關資料統計；連接器失效概率約占組成系統電子元器件失效案例總數的40～50%。互連問題是造成大多數軍事電子設備失效的主要原因之一。往往是在連接點、導線端接點或接觸界面首先失效。一般認為，連接器的正常失效模式有三種：斷路（概率為61%）；接觸不良（瞬間斷路）（概率為23%）；短路（概率為16%）。由于其結構相對復雜、功能的特殊性（可分離電連接）和許多非正常因素的影響，導致電連接器失效率難以準確量化，成了至今唯一沒有劃分失效率等級的電子元器件。

軍用連接器與其他用途連接器不同，它必須適應各種復雜苛嚴的工作環境條件。通常要求較寬的工作溫度范圍－55℃～125℃甚至－65℃～200℃，以適應各種軍事環境和軍用場合；抗腐蝕、耐潮濕、耐高沖擊和振動、耐高低溫交變、低氣壓、絕緣材料真空脫氣、高氣密、防電暈、防砂塵和防霉菌等；要具有低而穩定的接觸電阻和較低的電壓駐波比，保證電信號不中斷；要具有較嚴格的制造加工和裝配精度，堅固可靠的結構，并能經受高等級的試驗。而要滿足上述這些要求，至關重要的是軍用連接器必須采用可靠性設計，正確合理選用材料和良好完善的工藝，以保證連接器符合軍用標準[1]。

由此可見，設計人員熟知軍用電連接器的應用現狀和發展趨勢，對于在軍用裝備系統、分系統或單機設計時，準確合理選用連接器具有十分重要的意義。

二、軍用連接器應用歷史的回顧

作者根據多年來從事航天電連接器驗收工作中的親身感受，以航天系統工程上應用最多的圓形連接器的發展過程為例來回顧軍用電連接器結構進化。并以此說明軍用連接器的應用和發展。作者認為；可劃分為以下三個階段；即仿蘇、仿蘇向仿美轉移、仿美兼獨立研制三階段。

1、第一階段（建國初期至上世紀六十年代）

我國軍用連接器生產企業始建于新中國成立初期。最早建立的軍用電連接器專業生產廠是創建于1957年的沈陽117廠，是建國初期由蘇聯專家援建的重點建設項目之一。當時主要仿制現役飛機使用的原蘇聯三、四十年代的連接器產品。

第二個五年計劃五八年大躍進至六十年代末期，在“我們也要搞人造衛星”、“備戰、備荒、為人民”等政治口號感召下，根據當時政治形勢和經濟發展的需要，在“獨立自主、奮發圖強”發展國防事業的方針指針下，在國內航空、航天、電子系統，相繼建立了以796廠、853廠、855廠等為代表的電子信息系統連接器專業生產廠，以158廠、188廠等為代表的航空系統連接器專業生產廠，以825廠、693廠、3419廠、165廠等為代表的航天系統連接器專業生產廠。但建立這些軍用連接器專業生產廠的目的宗旨，都是為當時我國“兩彈、一星”等重型工程配套服務。基本上都是以仿制為主；仿制當時國外引進的戰術導彈、戰機、艦艇、裝甲車等軍用裝備上所急需配套使用的連接器。

當時主要以生產仿蘇產品為主。以第一代低密度標準型圓形電連接器為代表，航空系統有P系列、PR系列和PD系列，航天系統有Y2系列、Y4系列等上世紀50年代仿蘇產品。其產品基本特征是外殼為壓鑄鋁合金，插頭插座連接方式為螺紋連接，插頭插座和導線的端接方式為焊接，插孔為直開槽開口式插孔，接觸件最小規格直徑為1.5mm的低密度產品，適用的環境溫度：P系列普通圓形連接器為－60℃～＋50℃，PR系列普通圓形耐熱連接器為－60℃～＋150℃，PD系列普通圓形低壓連接器為－60℃～＋50℃，工作電壓為DC30V。這幾個系列連接器安裝方式僅有法蘭盤前安裝，有密封和穿墻密封品種，尾部附件有屏蔽或非屏蔽的直式和彎式品種（圖1）。

圖1P系列普通圓形連接器（左圖為插頭、右圖為插座）

第一代圓形電連接器的缺點是重量重、體積大，插合分離速度慢，且品種單一，選用余地少。隨著軍用裝備的研制和電子技術的發展，除老型號，特別是一些仿前蘇聯戰術導彈、戰機、裝甲車等軍用裝備上仍有所應用外，由于體積、重量和功能等已不適應現代要求，正在逐步退出應用領域。

2、第二階段（上世紀六十年代至九十年代）

上世紀七、八十年代我國改革開放初期，為保證許多新型武器裝備系統研制所急需配套的軍用連接器需求，針對當時產品設計、工藝水平相對較低，生產過程質量控制能力較差的現狀，根據全面質量管理的思路，對－些從事軍用電子元器件的企業，實行了“專人、專批、專線、專機、專料、專篩、專檢”的高可靠“七專”管理。制訂了一整套包括低頻、高頻電連接器在內的“七專”電子元器件驗收技術條件。但鑒于當時生產工藝手段相對落后，同批產品質量一致性差。盡管用戶在使用前進行了“百里挑一”的嚴格篩選檢驗，但在實際使用中仍經常出現各種質量問題。產品使用可靠性得不到保證。形成了沿用至今的軍用連接器質量等級分類；即七專級(G)、軍品級(J)和普通級(M)三級。本著產品優質優價的原則，七專級的電連接器價格通常高達普通級的10倍以上。

該階段為由仿蘇向仿美轉移階段。以第二代中密度小型圓形電連接器為代表，代表產品有YB系列、X系列、XK系列、XKE系列、XL系列、XC系列、ZH-8525系列、ZH-83723系列、Q系列、Y11系列、Y27系列等小型圓形焊接型電連接器。其中除X系列、XL系列和ZH-83723系列為螺紋連接，Y27為推拉連接外，其余均為卡口連接。

上世紀六十年代開始研制第二代圓形連接器。當時基本參照美標電連接器和原蘇聯電連接器進行仿制。其中焊接型電連接器上世紀六十年代開始研制，六十年代中期投入使用。而壓接型電連接器是在七十年代初開始研制，七十年代中期完成設計定型，八十年代初投入批量生產。其典型產品是電子信息部796廠等國內著名的大型電連接器專業生產廠，按GJB598（相當于MIL-C-26482）研制生產的YB系列I(焊接式) 系列II(壓接式)電連接器，它廣泛應用于航空、航天等軍用武器裝備上。

第二代圓形連接器基本特征是：
1)  插頭插座連接方式有螺紋連接、卡口連接和推拉連接三種，但以卡口連接為主。
2)  插針、插孔和導線的端接方式有焊接，也有壓接。
3)  插孔有開口型和閉口型二種，但以閉口型插孔為主。
4)  陽接觸件（插針）最小工作直徑為1mm，為中密度電連接器。
5)  電連接器適用的環境溫度為－60℃～＋150℃。
6)  電連接器有非密封、密封和穿墻密封等類別；安裝方式有方盤和圓盤，方盤有部件插座和電纜插座，并有前安裝和后安裝二種；為防錯插有正常鍵位和四種變鍵位；尾部附件有直式、彎式和屏蔽等品種。

與第一代圓形電連接器相比，第二代圓形連接器有以下技術進步；
1)  電連接器密度增加，即體積和重量相對減少。這對航空、航天電連接器選用是非常重要的考慮因素。例如P28型電連接器與XK27型外形尺寸相當，P28最多僅能安裝7對直徑為1.5mm的接觸件，而XK27最多可安裝32對1.5mm的接觸件。若額定電流要求不是很高，一套XK27型電連接器可以代替四套P28型電連接器。
2)  電連接器的連接方式增加了卡口連接。螺紋連接的優點是連接可靠性高，適用于長期處于強振動環境，但缺點是插合分離速度慢，連接不方便。卡口連接的優點是連接環最多轉動120^o就可實現插合分離，很方便。故卡口連接電連接器又稱為快速分離電連接器。故選用時除長期處于強烈振動環境采用螺紋連接電連接器外，其余常選用卡口連接電連接器（圖2）。

 

圖2 YB系列卡口連接電連接器

3)  接觸件與導線端接方式除焊接外，還采用壓接。

壓接與焊接相比有以下優點：
①焊接質量很大程度上取決于操作者的水平，操作水平低會出現虛焊和假焊。而壓接質量主要靠壓接工具保證，采用壓接工藝具有良好的端接質量和可靠性。
②隨電連接器密度增高，針孔間距減小，給焊接帶來越來越大難度。而壓接是將針孔在外面先與導線端接好后再裝入插頭或插座，避免了密度增高帶來的難度。
③焊接后需將焊劑清洗，高密度產品難清洗，殘留焊劑易造成腐蝕。而壓接不需清洗，也無任何氣體揮發，有利于改善操作環境。
④壓接不需電源，更適用于野外操作。

但壓接與焊接相比較，也有其缺點；端接部位位于連接器絕緣體內部，不如焊接那樣直觀便于檢查。它的壓接質量受線徑、壓接工具、壓接力和保持器材料剛度和尺寸精度等多種因素影響，往往因某一芯壓接導線送不到位，而懷疑所有孔位壓接導線能否固定鎖住，只得對每一孔位用壓接導線進行“通測”，這是一項十分費工費時的操作。

4)  插孔采用閉口式插孔，即插孔工作部位加一不銹鋼套管，將插孔簧片套在套管中，保護插孔簧片免遭被大直徑插針插入而損壞。規格越小的插孔越容易被損壞，故第二代圓形電連接器中采用了閉口式插孔（圖3）。

 

圖3閉口式插孔

5)  電連接器的方盤插座除前安裝外，增加了后安裝品種。前安裝即將插座尾端從安裝面板前面穿過安裝孔予以安裝。當插座連接電纜后，尾端有電纜束，無法實現前安裝，只能采用后安裝，后安裝給用戶使用帶來方便。

6)  電連接器中增加了變鍵位品種，變鍵位就是改變這些鍵和槽的角度，通常插座殼體插合端內孔有五個鍵槽（一個主鍵槽、四個輔鍵槽），插頭殼體插合端的外圓有五個鍵（一個主鍵、四個輔鍵），插頭、插座插合時，靠這些鍵和槽進行徑向定位，并起導向作用。第二代圓形電連接器中有變鍵位的品種不多，如YB系列壓接式圓形電連接器就是有變鍵位的品種。因為變鍵位后，不同鍵位的插頭、插座無法插合，可避免同一部位采用二個外型尺寸相同的插頭錯誤插配（防誤插）。

7)  電連接器結構設計上，在插頭、插座的絕緣體對接面之間增加了界面密封橡膠墊，在插頭、插座尾部增加了封線體（橡膠件）使電連接器成為一個整體，防止灰塵和雨水侵入，并隔斷了接觸件間的空氣隙，提高了電連接器的耐環境性能。

在第二代圓形連接器的發展進程中，也有我國自主知識產權的專利產品，如航天系統的693廠研究開發的Y27系列推拉式耐環境快速分離電連接器（圖4）。它和螺紋連接和卡口連接相比，具有插合分離時產生金屬多余物概率最小、定位鎖緊耐振動裝置可靠等優點，在90年代初，神舟飛船等重點型號研制初期，即被列入許多重點軍用裝備電子元器件“優選目錄”，該系列產品1993年成為獲得國家專利的產品。

 

圖4   Y27系列推拉式耐環境快速分離電連接器

在第二代圓形連接器的發展進程中，航空系統158廠等單位自行研制生產的由雙曲線簧插孔（圖5）接觸件組裝而成的各種型號矩形或圓形連接器，由于其具有插拔力小、接觸電阻小、可靠性高等優點，在國內也有很高的知名度。它廣泛應用于航空、航天、兵器、艦艇、雷達等軍事裝備系統中接觸可靠性要求較高的部位。我國新引進和具有世界先進水平的某型號軍用飛機，其機載艙內所有印制線路板連接，全部采用了線簧結構矩形連接器。

 

圖5   雙曲線簧插孔

3、第三階段（上世紀九十年代至今）

雖然第二代圓形電連接器比第一代有了很大的技術進步，但隨著科學技術的發展、各種軍用裝備上選用的電連接器數量品種越來越多，要求體積小、重量輕、高密度、高可靠。于是又研制出了第三代圓形電連接器。

該階段以仿美為主，兼有部分獨立研制。以第三代高密度超小型圓形電連接器為代表，其代表產品為按GJB599（相當于MIL-C-38999）的系列I (卡口連接)、系列II(卡口連接) 、系列III (快速防松脫螺紋連接) 、系列IV(推拉螺紋連接)電連接器。目前，我國航天系統鑒于過去數十年導彈、衛星、飛船等定型試驗成功積累的經驗，在各重點型號電子元器件選用目錄中，除少數新研制型號外，往往不選用新的標準電連接器。仍以選用第一、二代圓形電連接