矢量可控航空发动机数据控制电缆及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种矢量可控航空发动机数据控制电缆及其生产方法，尤其涉及耐超高温柔性绝缘电缆生产技术。该控制电缆生产方法是：第一，采用漆包线生产工艺在镍锰铜合金导体（1）外层涂覆矿物质混合物（2），矿物质混合物为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混合物；第二，导体外线芯绝缘层（3）为陶瓷纤维绳编织而成，陶瓷纤维绳由氧化锆硅酸铝陶瓷纤维制成；第三，将两根绝缘线芯按照节距对绞形成线对（4）；第四，多股线对成缆后外包屏蔽铠装层（5），屏蔽铠装层为镍锰铜合金丝编织；第五，屏蔽铠装层外包覆外护套（6），外护套为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织的护套层；第六，将制造完成的控制电缆进行高温真空环境下预处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制电缆及其生产方法，尤其涉及一种矢量可控航空发动机数据控制电缆及其生产方法，该控制电缆适用于航空航天发动机功率、矢量和进气道控制系统应用的高清晰大流量数据信息传输和设备电力配送。
技术介绍
随着中国航天技术发展，长征五号大功率火箭的研发成功，中国人实现“嫦娥奔月”的千年梦想即将成为现实。在航天器发射和运行过程中，必然要经受大气层摩擦产生的高温和火箭发动机燃料产生的高温，这些高温能够达到1000℃以上，对航天器许多部件都会产生损伤。然而为了航天器飞行更加安全，需要对航天器的火箭发动机、探测器的动力系统做到实时监控并让动力系统做出精确动作，这就需要有一些安装在发动机高温部件内的探测器和传导线缆。目前能够在月球环境下应用的控制电缆和电力配送电缆有一些，如有多种能够适应-150～250℃环境下应用的柔性电线电缆，但是在超过这个温度范围的环境下工作，电缆会很快老化并失效。现有通信数据控制电缆通常采用光纤光缆、超六类和七类数据网络线作为通信数据控制线缆。现有的网络数据通信电缆结构如图1所示，一般采用单根或绞合裸铜（镀锡）作为导体11，高密度聚乙烯绝缘HDPE作为绝缘层12，两芯线对绞后用铝箔13屏蔽，然后多对绞对成缆，成缆后外包聚酯带14绕包后用编织层15总屏蔽，阻燃聚氯乙烯（低烟无卤聚烯烃）16作为外护套。现有的光纤光缆结构如图2所示，光纤21对绞后外包松套管（PBT管）23，内有光纤膏22填充，然后多对数成缆，其中填加有填充绳24和纤维强化塑料（FRP）加强芯25，成缆后外包阻水带27，内有光缆膏26填充，再挤包中密度聚乙烯（MDPE）内护套28，外包芳纶纱29后再挤包中密度聚乙烯（MDPE）外护套30。现有光纤光缆对安装要求很高，尤其是接头部位。在静态布线的场合中，光纤产品具有流量大、使用寿命长、信号稳定等明显优势。然而在移动使用的装备中，光纤产品应光信号折射要求弯曲半径受限的不足、接头轻微错位带来色散加剧信号衰减明显等缺陷就成为实际应用中难以解决的技术问题。现有不少矿物质绝缘线缆可以应用于高温能够达到1000℃以上的部件中。但是现有的矿物质绝缘线缆需要有金属套管或者陶瓷套管，如图3所示，该绝缘线缆是在铜导体31与外面的陶瓷套管33之间装有矿物质绝缘粉末32，矿物质绝缘粉末32比如陶瓷粉末，这种套管硬度极高但不易弯曲，安装受到严格限制。因为生产、安装、运输等因素对套管长度的限制，所以矿物质绝缘电缆长度都不长。还有，矿物质绝缘线缆采用陶瓷粉末作为绝缘材料，陶瓷粉末过于松散，一旦套管松动破损，就会泄漏造成电线电缆功能失效。然而，在航天器发射和运行过程中要承受剧烈的震动，现有的矿物质绝缘线缆应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种矢量可控航空发动机数据控制电缆及其生产方法，该控制电缆具有抗震动、耐曲挠和耐高温1000℃，能为发动机功率矢量实时监控、部件工作信号传达和反馈提供工作性能稳定可靠的信号通道。为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种矢量可控航空发动机数据控制电缆，包括导体、线芯绝缘层、屏蔽铠装层、外护套，所述导体外涂覆有矿物质粉末混合物后再包覆线芯绝缘层构成一根绝缘线芯，两根绝缘线芯按照节距对绞形成线对，多股线对成缆后外包屏蔽铠装层，外面再包覆外护套；所述导体为镍锰铜合金，该镍锰铜合金化学组分为NCu28-2.5-1.5；所述线芯绝缘层为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织；所述屏蔽铠装层为镍锰铜合金金属丝编织；所述外护套为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织的护套层。所述矿物质粉末混合物为绝缘漆和二氧化硅矿物质粉末混合物。进一步，所述矿物质粉末混合物为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混合物。一种矢量可控航空发动机数据控制电缆生产方法，其步骤是：第一，采用漆包线生产工艺在镍锰铜合金的导体外层涂覆矿物质混合物，该矿物质混合物为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混合物；第二，导体外的线芯绝缘层为陶瓷纤维绳编织而成，导体、矿物质混合物和线芯绝缘层构成绝缘线芯，该陶瓷纤维绳由氧化锆硅酸铝陶瓷纤维制成；第三，将两根绝缘线芯按照节距对绞形成线对；第四，多股线对成缆后外包屏蔽铠装层，屏蔽铠装层为镍锰铜合金金属丝编织；第五，屏蔽铠装层外包覆外护套，外护套为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织的护套层。第六，将制造完成的所述控制电缆进行高温真空环境下预处理，将矿物质混合物涂覆层在高温下充分裂解并预释放裂解气体。所述高温真空环境下预处理的温度是800℃-1000℃高温，预处理时间10-20小时。进一步，所述高温真空环境下预处理的温度是1000℃高温，预处理时间20小时。所述线芯绝缘层采用直径在0.1～0.3mm之间的氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织而成。所述线芯绝缘层的氧化锆硅酸铝陶瓷纤维编织绝缘层编织密度在98%以上，当采用多层编织绝缘时编织密度在95%以上。本专利技术矢量可控航空发动机数据控制电缆具有抗震动、耐曲挠和耐高温1000℃，能为发动机功率矢量实时监控、部件工作信号传达和反馈提供工作性能稳定可靠的信号通道。该控制电缆具有较好的柔韧性，可以大长度生产并可以在狭小的空间中弯曲安装；电缆结构稳定性好，在受到外力冲击损伤时，产品性能仍然稳定可靠；在高温、宇宙射线（宇宙风）袭击、机械震颤、宇宙尘埃等特定环境中仍然正常工作。克服了现有耐高温矿物质绝缘电缆生产长度短、结构稳定性差、柔韧性差不能弯曲安装等缺点。本专利技术的控制电缆主要构件采用陶瓷纤维编织和镍锰铜合金（NCu28-2.5-1.5）材料，在高温和明火点燃的情况下不燃烧，有力的保证了航空安全。采用的材料具有极好的耐温性能可以在-200℃～1000℃的范围应用。本专利技术的控制电缆可用于航空航天、耐高温产品生产监控、核动力等领域。附图说明图1为现有的网络数据通信电缆结构示意图；图2为现有的光纤光缆结构示意图；图3为现有的矿物质绝缘电线结构示意图；图4为本专利技术的矢量可控航空发动机数据控制电缆结构示意图。图中：1导体，2矿物质混合物，3线芯绝缘层，4线对，5屏蔽铠装层，6外护套；11单根或绞合裸铜（镀锡）导体，12高密度聚乙烯（HDPE）绝缘层，13铝箔，14聚酯带，15编织层，16阻燃聚氯乙烯（低烟无卤聚烯烃）外护套；21光纤，22光纤膏，23松套管（PBT管），24填充绳，25纤维强化塑料（FRP）加强芯，26光缆膏，27阻水带，28中密度聚乙烯（MDPE）内护套，29外包芳纶纱，30中密度聚乙烯（MDPE）外护套；31铜导体，32矿物质绝缘粉末，33陶瓷（或金属）套管。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。参见图4，一种矢量可控航空发动机数据控制电缆，包括导体1、矿物质粉末混合物2、线芯绝缘层3、屏蔽铠装层5、外护套6，所述导体1外涂覆有矿物质粉末混合物2后再包覆线芯绝缘层3构成一根绝缘线芯，两根绝缘线芯按照一定的节距对绞形成线对4，多股线对4成缆后外包屏蔽铠装层5，外面再包覆外护套6。所述导体1为镍锰铜合金（NCu28-2.5-1.5），导体1为精细绞合柔软镍锰铜合金导体。所述矿物质粉末混合物2为绝缘漆和二氧化硅矿物质粉末混合物，具体来说，所述矿物质粉末混合物2为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矢量可控航空发动机数据控制电缆，包括导体（1）、线芯绝缘层（3）、屏蔽铠装层（5）、外护套（6），其特征是：所述导体（1）外涂覆有矿物质粉末混合物（2）后再包覆线芯绝缘层（3）构成一根绝缘线芯，两根绝缘线芯按照节距对绞形成线对（4），多股线对（4）成缆后外包屏蔽铠装层（5），外面再包覆外护套（6）；所述导体（1）为镍锰铜合金，该镍锰铜合金化学组分为NCu28‑2.5‑1.5；所述线芯绝缘层（3）为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织；所述屏蔽铠装层（5）为镍锰铜合金金属丝编织；所述外护套（6）为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织的护套层。

【技术特征摘要】
1.一种矢量可控航空发动机数据控制电缆，包括导体（1）、线芯绝缘层（3）、屏蔽铠装层（5）、外护套（6），其特征是：所述导体（1）外涂覆有矿物质粉末混合物（2）后再包覆线芯绝缘层（3）构成一根绝缘线芯，两根绝缘线芯按照节距对绞形成线对（4），多股线对（4）成缆后外包屏蔽铠装层（5），外面再包覆外护套（6）；所述导体（1）为镍锰铜合金，该镍锰铜合金化学组分为NCu28-2.5-1.5；所述线芯绝缘层（3）为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织；所述屏蔽铠装层（5）为镍锰铜合金金属丝编织；所述外护套（6）为氧化锆硅酸铝陶瓷纤维绳编织的护套层。2.根据权利要求1所述的矢量可控航空发动机数据控制电缆，其特征是：所述矿物质粉末混合物（2）为绝缘漆和二氧化硅矿物质粉末混合物。3.根据权利要求2所述的矢量可控航空发动机数据控制电缆，其特征是：所述矿物质粉末混合物（2）为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混合物。4.一种矢量可控航空发动机数据控制电缆生产方法，其特征是：第一，采用漆包线生产工艺在镍锰铜合金的导体（1）外层涂覆矿物质混合物（2），该矿物质混合物（2）为220级聚酰亚胺绝缘漆和纳米级二氧化硅矿物质粉末混合物；第二，导体（1）外的线芯绝缘层（3）为陶瓷纤维绳编织而成，导体（...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐梁，周晓荣，范震东，倪茂春，
申请(专利权)人：上海熊猫线缆股份有限公司，上海熊猫电线有限公司，上海熊猫特种线材有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31