航天科工集團(tuán)二院某廠設(shè)計(jì)師張璐趣談軍用電纜——

小小電纜能量大

■楊 菲

電纜是武器裝備的“血管”與“神經(jīng)”，它所傳輸?shù)碾娔芘c信息，維持著武器裝備各個(gè)“器官”的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。遍布武器裝備“身體”里的電纜，無(wú)論哪條出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題，都可能會(huì)造成武器裝備的使用故障。

說(shuō)起電纜的起源，人們會(huì)聯(lián)想到歷史上富蘭克林在雷電天氣所做的“放風(fēng)箏”實(shí)驗(yàn)。在這之后，富蘭克林又做了一次大膽嘗試，他把幾米長(zhǎng)的鐵桿，用絕緣材料固定在屋頂，桿上拴著一根金屬線，當(dāng)閃電來(lái)襲時(shí)，閃電會(huì)通過(guò)鐵桿、金屬線直通地下，而房屋建筑完好無(wú)損。實(shí)驗(yàn)中，那根金屬線就是后來(lái)人們所說(shuō)的電纜雛形。

就像打開(kāi)了神奇的魔盒，一根小小的金屬絲，隨著科技的不斷發(fā)展，衍生出多種類(lèi)型電纜。不同類(lèi)型的電纜，在武器裝備及國(guó)防工程建設(shè)中發(fā)揮的功能不盡相同，起到的作用卻不可或缺。

該廠電纜車(chē)間職工討論立體集成電纜生產(chǎn)流程。馬 帥攝

粗有粗的道理，細(xì)有細(xì)的學(xué)問(wèn)

電纜擁有一個(gè)龐大的家族，種類(lèi)極其繁多。為了保證電能與信息的傳輸安全，在不同需求下它們會(huì)穿上不同材質(zhì)的“馬甲”。

“馬甲”的顏色標(biāo)識(shí)著電纜的種類(lèi)。為了操作安全，避免事故的發(fā)生，線路顏色標(biāo)識(shí)都有嚴(yán)格規(guī)定，必須依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，軍工領(lǐng)域電纜還必須符合軍用標(biāo)準(zhǔn)。黃色、綠色、紅色、淡藍(lán)色、黃/綠雙色線、紅黑色、棕色……不同顏色的“馬甲”對(duì)應(yīng)不同類(lèi)型的電纜，方便對(duì)電纜種類(lèi)的快速辨認(rèn)。

按照體量來(lái)分，電纜既有纖細(xì)苗條的“美娘子”，又有膀大腰圓的“大胖子”。無(wú)論是“美娘子”還是“大胖子”，粗有粗的道理，細(xì)有細(xì)的學(xué)問(wèn)。

纖細(xì)苗條的“美娘子”有著特殊能耐。生活中，我們比較常見(jiàn)的是銅線電纜，直徑約為0.035毫米，略粗于頭發(fā)絲。再細(xì)的，還有比頭發(fā)絲還細(xì)的光纖電纜。別小看光纖電纜，它是5G的核心技術(shù)之一，這樣1根電纜可以與上千根銅線電纜疊加起來(lái)的信號(hào)傳輸量相當(dāng)。

如果拿“腰細(xì)”作為量化標(biāo)準(zhǔn)，那么2017年國(guó)外某科研小組研發(fā)的納米電纜創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。這種電纜的直徑僅是3個(gè)原子的直徑疊加尺寸。

電纜的“腰”是越細(xì)越好嗎？當(dāng)然不是。同等材質(zhì)之下，體型越粗的電纜承受的電流越大，可承載的設(shè)備越多。打個(gè)比方，越大的水庫(kù)，越需要更寬的河道放水。然而，電壓等級(jí)越高、輸送容量越大、輸電距離越遠(yuǎn)，就要求支撐電纜的設(shè)備越龐大。

中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈和洲際導(dǎo)彈需要具備遠(yuǎn)距離跨區(qū)發(fā)射和對(duì)多種目標(biāo)進(jìn)行精確打擊能力，這就需要為導(dǎo)彈提供更多的電流載運(yùn)量。舉個(gè)例子，俄羅斯新一代洲際導(dǎo)彈“薩爾馬特”威力很大，它需要裝配比成年男人大腿還要粗的電纜。

在導(dǎo)彈制造領(lǐng)域，有一種說(shuō)法：“為減輕每一克重量而奮斗?！睂?dǎo)彈載重越輕，負(fù)荷就越小。如何讓電纜在粗細(xì)之間找到完美平衡，是必須面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)靈活、快速反應(yīng)提出了更高的要求，因而導(dǎo)彈上的電纜網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要高度的集成化、輕量化。

總之，軍事應(yīng)用不同，所用電纜的種類(lèi)也就不同。需要找準(zhǔn)粗細(xì)之間的黃金分割比。

上天入海神通廣大

“電，這個(gè)赫拉克勒斯，當(dāng)它還在搖籃時(shí)就已推翻了迄今為止的一切定律，破壞了一切行之有效的標(biāo)準(zhǔn)……正是這種小小的幾乎無(wú)法感覺(jué)到的電火花——它昨天還只能在萊頓瓶里發(fā)出噼噼啪啪的聲音，產(chǎn)生手指節(jié)骨那樣一英寸長(zhǎng)的電花，如今一下子獲得了巨大魔力，能越過(guò)陸地、高山和所有的大洲。”

著名作家斯蒂芬·茨威格，在《越過(guò)大洋的第一次通話》文章中，將世界上第一條跨越大洋的海底電纜鋪設(shè)列為決定世界命運(yùn)的14個(gè)歷史瞬間之一。茨威格將電比喻為赫拉克勒斯（古希臘神話中的大力神），完成的任務(wù)堪稱(chēng)人類(lèi)壯舉。

1858年，美國(guó)實(shí)業(yè)家塞勒斯·韋斯特·菲爾德在歐洲與美國(guó)之間成功鋪設(shè)跨越大西洋的2500英里海底電纜。英國(guó)維多利亞女王向時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)詹姆斯·布坎南發(fā)出第一條信息，使人類(lèi)信息傳遞產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

如今，100多年過(guò)去了，電纜不僅征服了海底，還征服了荒原、沙漠、冰川甚至太空。在軍事應(yīng)用上，電纜更是在很多我們難以想象的領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。

潛艇部隊(duì)被稱(chēng)為“無(wú)聲軍種”。潛艇上所用的電纜，最基本的兩個(gè)要求是高度阻燃和高度水密性。前者指在潛艇發(fā)生火災(zāi)后，主要電纜能保存線路的完整性，為此電纜常常采用特殊材料進(jìn)行絕緣；后者指在深水區(qū)域電纜和插件之間有很好的水密性，以保證電纜能夠正常工作。

對(duì)于導(dǎo)彈而言，其內(nèi)部電纜布線不同于衛(wèi)星、火箭等太空產(chǎn)品，有著自身的特殊性。衛(wèi)星、火箭等產(chǎn)品的電纜設(shè)計(jì)通常為一對(duì)一連接或一對(duì)多連接，這種電纜的線束結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，敷設(shè)設(shè)計(jì)相對(duì)容易。

而導(dǎo)彈上的電纜集成度更高，尤其是導(dǎo)彈艙體內(nèi)部的電纜，線路集成現(xiàn)象更為明顯。電纜的線束結(jié)構(gòu)有一個(gè)主線路，由主線路上分出多束電纜分支，這些電纜分支連接各個(gè)零部件，形成一個(gè)四通八達(dá)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此，導(dǎo)彈上電纜線束通常被叫做“彈上電纜網(wǎng)”。這也意味著一枚體積并不大的導(dǎo)彈可能容納了成千上萬(wàn)根電纜。

作為殲擊機(jī)的主要武器之一，空空導(dǎo)彈具有反應(yīng)快、機(jī)動(dòng)性好、尺寸小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。然而，空空導(dǎo)彈內(nèi)部的工作環(huán)境惡劣，這要求產(chǎn)品必須特別“抗造”，其電纜網(wǎng)能夠承受高低溫、高空低氣壓、振動(dòng)和沖擊等嚴(yán)酷考驗(yàn)。

作為機(jī)載武器，空空導(dǎo)彈是導(dǎo)彈界名副其實(shí)的“小個(gè)子”，內(nèi)部空間“寸土寸金”，所用電纜只能最大程度地進(jìn)行“瘦身”，并以最短距離實(shí)現(xiàn)立體集成。