對(duì)于航空航天線纜的新要求是什么？

　　眾所周知，所謂電氣絕緣，就必須滿足各種結(jié)構(gòu)和各種性能的要求。作為電氣絕緣的主要形式之一的電線電纜，實(shí)際上是追求電氣性能、熱性能和機(jī)械性能的綜合平衡。具體來說，包括諸如耐磨性能、耐切割性能、耐化學(xué)介質(zhì)、阻燃性、發(fā)煙量、工作溫度等級(jí)、介電性能等等性能的綜合平衡。航空航天線纜比一般地面用線，無疑有更多的、實(shí)際的、特殊的要求，例如必須考慮絕緣材料的重量、真空逸氣性，對(duì)原子氧、紫外線、高能輻照的抵御能力，以及它的阻燃性、機(jī)械性能，甚至線纜生產(chǎn)時(shí)絕緣材料的工藝性能。在航空航天史上，由于電氣絕緣和線纜絕緣材料引起的失效、事故不在少數(shù)。航天器耐用性（壽命）的不足，以及隨著對(duì)宇宙環(huán)境的嚴(yán)酷性認(rèn)識(shí)的不斷深化，都對(duì)航天布線及布線系統(tǒng)提出了更高的可靠性要求。

　　對(duì)于像衛(wèi)星這樣的航天器的設(shè)計(jì)者而言，所面臨的首要問題莫過于航天器自身重量的降低。對(duì)于衛(wèi)星星體中數(shù)百公斤重的電子線路系統(tǒng)以及構(gòu)成有效載荷的電子元件，包括電線電纜，都必須設(shè)法減輕它們的重量。重量的減輕固然為了減少每公斤數(shù)百美元的發(fā)射費(fèi)用，更主要的是因?yàn)槟茯v出更多的重量和空間位置，使衛(wèi)星能攜帶更多的燃料，從而可以大大提高衛(wèi)星的有效運(yùn)行壽命?？臻g技術(shù)的發(fā)展，對(duì)宇宙環(huán)境認(rèn)識(shí)的深入，總會(huì)對(duì)航空航天線纜不斷地提出新的要求。例如被稱為絕緣材料的“耐串弧性”（Arc tracking現(xiàn)在已成為航空航天線纜驗(yàn)收的必要準(zhǔn)則之一，也已作為宇航材料選用的原則之一。隨著美國航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）等制訂了宇航級(jí)電子元件的規(guī)范，中國航天科學(xué)技術(shù)研究院也制訂了宇航級(jí)電子元器件的采購規(guī)范（CAST B 、CAST C）確保宇航的有效、安全和可靠。

　　那么，近年來提出了甚么樣的新要求呢？下面將涉及幾個(gè)主要新要求，并作些簡單的解釋。

串弧性（Arc tracking ，Arc propagation）

　　所謂“串弧性”，是指存在于兩根或多根導(dǎo)線間的一種電擊穿擴(kuò)展現(xiàn)象，表銅塑復(fù)合帶現(xiàn)為一旦一個(gè)線路產(chǎn)生一個(gè)電氣失效，這個(gè)失效會(huì)向另外的線路擴(kuò)展，導(dǎo)致線路嚴(yán)重失效，甚至快速燃燒。研究表明，由“串弧”引起的失效與線路的連接、環(huán)境及電纜設(shè)計(jì)有關(guān)，而“串弧”發(fā)生的靈敏度則取決于絕緣材料自身的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性?，F(xiàn)已查明，由純粹的聚酰亞胺薄膜繞包的絕緣電線組成的線路系統(tǒng)比較容易發(fā)生，并導(dǎo)致令人吃驚的失效。據(jù)此，NASA已迅速做出反應(yīng)，宇航電氣絕緣禁止使用單純的聚酰亞胺或單純由其它芳香族聚合物構(gòu)成的絕緣材料。波音公司在1998年12月頒發(fā)的“電線電纜試驗(yàn)過程”（BSS7324）中規(guī)定了干法和濕法Arc propagation的具體試驗(yàn)方法，更早有McDonnel Douglas公司研究過270V，DC時(shí)的Arc tracking試驗(yàn)。

真空逸氣性（out gassing）

　　真空逸氣性是在高真空下物質(zhì)的揮發(fā)（氣化），是宇航用線的一個(gè)要求，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今已明確量化了。

　　地球表面的大氣壓為760mmHg，這也就是地面的真空度。而在高度為250Km的高空，其真空度會(huì)達(dá)到10-6mmHg，高度在650km的高空，真空度達(dá)到10-12mmHg，最現(xiàn)代的定位衛(wèi)星，飛行軌道高度達(dá)到 8000km左右，真空度還要高，在這樣的高真空下很多物質(zhì)很容易直接從固態(tài)揮發(fā)。一方面物質(zhì)的揮發(fā)是一種損害，另一方面更令人不能接受的是揮發(fā)物質(zhì)會(huì)沉降，遇冷會(huì)凝集，這樣會(huì)污染電氣設(shè)備，減損光學(xué)棱鏡的光學(xué)表面及鏡面的光學(xué)靈敏度，使衛(wèi)星不能正常工作，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生腐蝕。據(jù)此，NASA及CAST都對(duì)高真空下的總逸氣量（總失重，TML）規(guī)定了≦1﹪的要求，而對(duì)總凝集量（CVCM）規(guī)定了≦0.1﹪的要求。TML、CVCM可用ASTM E595描述的方法測(cè)定，而更完整的可用NASA SP-R-0022規(guī)定方法測(cè)定。

原子氧（atom oxygen）

　　由返回的飛行器帶回的數(shù)據(jù)表明，除了宇宙線、紫外線輻照外，在高空還存在著高流量的原子氧群體，原子氧對(duì)飛行器表面材料產(chǎn)生侵蝕，使其嚴(yán)重降解和破壞。研究表明，氧原子濃度與高度有關(guān)，在低軌道衛(wèi)星（LED）飛行高度，原子氧群體產(chǎn)生的沖擊能量達(dá)到5eV。曾經(jīng)進(jìn)行過試驗(yàn)，外涂0.0508mm的PI，在低軌道上飛行，只需5-7天使它全散發(fā)至低軌道所處環(huán)境中。

　　關(guān)于原子氧，目前尚未規(guī)定統(tǒng)一的測(cè)定方法，都只能參照實(shí)際數(shù)據(jù)作為材料選用的依據(jù)。