连接器在航空航天应用中的未来

现代航空航天工业连接器

航空航天工业正在对其连接器要求进行全面改变。几十年来，用于在飞机上连接电缆的圆形金属连接器正处于被矩形复合材料连接器逐步淘汰的早期阶段。这些变化旨在提高模块化的程度，同时减小尺寸和重量。

波音 787 如何改变这个行业？

波音 787 于 2009年12月09日进行了首次商业飞行，这在今天同样是一个奇迹。该飞机由约 220 万个部件组成，最多可容纳 330 名乘客，最大航程 7,600 海里，最高航速 0.90 马赫。超过 600 架飞机在世界各地服役。

787 是一款复杂的飞机，其复杂的电子系统对机上发生的一切都至关重要。这些电子设备通过迷宫般的电缆进行通信，尤其值得注意的是每一端的硬件。每架 787 都带有数千个矩形电缆连接器，毫不夸张地说，在 787 中引入这项技术彻底改变了为商用飞机设计的连接器方式。

787 是第一款在整个飞机上采用矩形连接器的商用飞机。其他商用飞机可能已经将它们整合到驾驶舱电子设备中和周围，但 787 放弃了传统的圆形金属连接器作为加压环境中的主要连接器。这种变化并非无足轻重。飞机零件和技术的变化缓慢，这是可以理解的。一旦零件获得使用资格——这个过程可能需要花费数年时间和数百万美元——只要飞机本身在使用中，它们就会被使用。航空航天工业不妨采用“如果它没有坏，就不要修理它”作为它的座右铭。

然而，波音在设计 787 时对连接器进行了彻底的更改，目前业界也纷纷效仿。几十年来用于连接飞机电缆的圆形金属连接器正处于被 787 的矩形复合材料连接器逐步淘汰的早期阶段。

发生如此重大的变化是有原因的，或者说，在这种情况下，有三个原因：

用复合材料代替金属，可以减轻连接器的重量。
矩形形状减少了连接器之间浪费的空间量。
矩形连接器的模块化设计提供了借鉴汽车行业的生产优势。

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改造连接器以减轻飞机重量

当波音公司开发 787 时，重量是一个早期问题。据报道，第一架飞机比规定的重 5,000 磅，促使设计师重新评估许多部件。减轻重量的需求至少在一定程度上推动了在整个飞机上部署复合材料的决定，这使 787 成为第一款采用复合材料机身和复合材料机翼以及框架的大多数其他部件的主要商用飞机。

当该飞机首次亮相时，复合材料连接器远没有那么引人注目，但同样具有革命性。单个圆形金属连接器和单个矩形复合连接器之间的重量差异几乎看不到，但是成千上万个这样的连接器之间的差异呢？这就有很大的不同。在渴望减轻重量的飞机中，每一盎司都很重要。

当然，减轻重量对所有飞机都很重要，而不仅仅是 787 飞机。飞机越轻，所燃烧的燃料越少并且产生的二氧化碳越少。在 787 推出后，一项研究得出结论，与使用传统材料的飞机相比，复合材料的飞机机队可以减少高达 15% 的碳排放。相反，较轻的飞机能够运载更多的货物，这可能会减少所需的航班数量以及航空公司和航空运输公司的成本。这些是 787 使用复合材料（尤其是复合材料电缆连接器）成为行业典范的众多原因之一。随着新飞机的推出，这种过渡需要时间，但可以毫不夸张地说圆形金属连接器是航空航天工业中的濒危物种。

针对空间优化连接器

想象一张饼干面团。现在，考虑使用圆形饼干切割器，逐行切割饼干进行烘烤。当您完成后，将面团圈放入烤箱中，圆圈之间的所有面团都剩下了。现在，想象同一张饼干面团，只是这一次想象把面团切成正方形——直线在面团上纵横交错，形成一张充满方形饼干的薄片。当这些方块放入烤箱时，还剩下什么？几乎全都不剩。在等待饼干烘烤时，甚至没有足够的零食废料来作为典型。

这与使用矩形连接器的原理相同。传统上，飞机会有圆形电缆输入插孔面板，接受来自飞机各处的电缆。这些面板的布局类似于第一个饼干片——在圆形插孔之间和周围浪费了大量空间。在这些飞机上，空间非常宝贵。设计师在寻求额外空间时与在寻求减轻额外重量时一样，一丝不苟。矩形连接器重塑了这些面板，允许设计人员将更多电缆挤入相同的空间或减小面板的尺寸，同时仍能容纳相同数量的电缆输入。节省的空间可以更好地利用，从而塞进更多的设备、货物或乘客。

多平台模块化

汽车制造商在许多不同品牌或型号的汽车中使用相同的部件，这并不少见。某个滚珠轴承或皮带或电动车窗开关就是几个例子。这种设备的标准化可以简化供应链并提高产品质量。相同的原则适用于飞机制造，但圆形金属连接器不存在这种平台灵活性。圆形连接器有一个插入连接器本身的插件，并且该插件不能更改。特定应用需要特定的连接器。

矩形连接器（如波音 787 中的连接器）是不同的。它们由多个部件组成，这些部件可以混合和匹配，以根据指定的应用来量身定制连接器。为确保安全，这些连接器是键控的，因此只有正确的连接器才能进入给定的坞站。这是一种更加灵活、可扩展的方法，可以在单架飞机上处理数以千计的部件。