Stephen Webster, European Industry Manager, Aerospace & Defence, Molex
בשעה שמפעילי חברות תעופה מוסיפים להיאבק במחירי דלק הפכפכים, יצרני מטוסים מתאמצים לבנות מטוסים יותר חסכוניים בדלק, אשר, בתורם, מכריחים יצרני מנועים להתמקד בתכנון ופיתוח תחנות כוח. תחילה, היצרנים שקלו להשתמש בחומרי מבנה קלים יותר, אשר היו לרוב סגסוגות נדירות והוכיחו את עצמם כיקרים מידי – הפיתרון היה לכן חומרים מרוכבים. תשומת הלב נעה עתה אל המטלות הפנימיות של המטוס, בדומה מאוד לתעשיית הרכב, לשם ייטוב התכנון והחלפת המערכות המכניות, ההידראוליות או הפניומטיות באלקטרוניקה.
אחד מסיפורי ההצלחה העיקריים הוא התכנון של מנוע יעיל יותר עבור מטוסים לטווחי-ביניים; המנוע Lean Burn, המותקן ב-A320 Neo החדש, אמור להשיג חיסכון בדלק של 15% וטווח טיסה נוסף של 500 מיילים נאוטיים (950 קילומטרים), או להגיע ליכולת לשאת מטען נוסף של שני טון בטווח נתון. מבחינת הסביבה, חסכונות בדלק מתבטאים ב-3,600 טון פחות CO2 למטוס בשנה, כמו גם צמצום של שתי ספרות בפליטות של NOx ורעש מנוע מוחלש.
בעת תהליך פיתוח זה תעשיית המחברים עבדה בצמוד ליצרני המנועים כדי ליצור פיתרונות חיבורים הדדיים המסוגלים להתמודד עם תנאים קיצוניים וטמפרטורות של עד 250 מעלות צלזיוס ללא הפחתה באיכות האות. עבור סביבות אלו, תהליך בחירת החומרים הוא מכריע ויש להתחשב בו בשלב מוקדם של תהליך התכנון. בעזרת הניסיון שכבר נרכש בסביבות התעשייה, הרפואה והרכב, Molex כבר נענתה לאתגרי תכנון אלה בעזרת מחברי ההספק EXTreme Power 150A שלה בעלי הפרופיל הנמוך.
נתיב אחר אשר נבחר הוא מושג ה-All Electric and More Electric Aircraft
; הרעיון להחליף את מערכות ההספק המשני ההידראולי והפניומטי (SPS) המסורתיות במערכות חשמליות הוצע כבר ב-1945 אך לא זכה למחקר פעיל עד לשנות ה-80, כאשר מחירי הדלק החלו עולים. מאז, מושג ה-AEA/MEA אומץ ומומש בתכנוני מטוסים חדשים, דוגמת ה-Boeing B787 וה-Airbus A380.
תוך חיפוש אחר חסכונות נוספים במשקל, יצרני המטוסים מפנים עתה מבט אל טכנולוגיית הסיבים האופטיים. עד לא מכבר, אופטיקה של סיבים נחשבה ל”אומנות שחורה” – במושגים של יציבות מכנית וסביבתית ועלות של רכיבים אקטיביים – אולם, כפי שהשוק המסחרי הוכיח במשך שנים רבות, דבר זה כבר איננו נכון. מערכות חיווט המשתמשות בכבלים חסונים ומוצרי חיבורים הדדיים וטכנולוגיית המקמ”שים מתקדמת במהירות, בעוד העלויות קטנות. מלבד מעגלים מודפסים, הסכמה של יצרני ה-OEM עלתה בשעה שהסיומת, הבדיקה והניקוי של המערכות הפכו לתהליכים הרבה יותר חסונים והדירים.
כאשר משווים את חוטי הטלפון ששימשו במערכות טלפוניה ישנות (Plain Old Telephone System – POTS) עם חיווט הסיבים, ברור שהסיב מהיר יותר מהנחושת, מציע רוחב-פס רחב יותר וביצועי המרחק ביחס להפסדים הם טובים יותר – כמתואר בטבלה להלן. מסיבה זו בדיוק השתמשו בטכנולוגיית סיבים ב-Typhoon Eurofighter אשר פותח בשנות ה-1980, ובתכנית Joint Strike Fighter של היום, כמו גם בפלטפורמות טיסה אזרחיות רבות אחרות.
התחסנות, הפחתת המשקל, מיקרו-מיניאטוריזציה וביצועים הם כולם מרכיבי מפתח עבור תהליך הבחירה של פתרונות חיבורים הדדיים של תעשיית התעופה וההגנה. יישומי C4ISR המורכבים, לדוגמה, דורשים מהירות מדהימה, רוחב-פס ענקי, יכולות של שלימות-אות ואנליטיות, מבלי להוסיף חום למערכת. תכנון קל-משקל הוא עדיפות ראשונה בכלי-רכב בלתי-מאוישים; כאן, מערכות החיבורים ההדדיים הקטנות ביותר עשויות לסייע לשמור על מערכת קלה וזריזה. עם שיקולי תכנון אלה, אופטיקה של סיבים הופכת לתווך העברה נבחר ובשל היתרונות המובנים של אבטחה וחסינות ל-RFI/EMI, השימוש בחיבורים כאלה לא רק רצוי אלא עתה חיוני.
במקביל לשינויי התכנון היסודיים הללו, שוק התעופה וההגנה מאמץ
בהדרגה את השימוש ברכיבי (Consumer off the shelf) ו-MOTS
() לשם חיסכון בעלויות – לפני כן רכיבים באיכות צבאית תוכננו במיוחד עבור מטלה מסוימת, והיו לעתים קרובות מהונדסים מידי ויקרים ביותר. יצרני מחברים רבים, דוגמת Molex, פועלים בצורה אקטיבית בשוק הרכב והתעשייה בעלי סביבות קשות דומות ודרישות מחמירות לאריכות ההספקה. כדי שאחד המוצרים הללו יישקל עבור שימוש COTS צבאי/תעופתי, דרושה לעתים רק בחינה מחדש של המחבר על-פי התקנים הצבאיים הרלוונטיים – בין אם מדובר במחבר עגול, מלבני או מחבר להספק.
מערכי כבלים אופטיים COTS, כגון מערכי כבלים בעלי מחברים עגולים דוגמתMilitary 38999 ו-28876 ומערכים אופטיים לאוויוניקה דוגמת ה-ARINC 400 ו-600, מספקים פיתרונות זמינים ביותר יעילים לעלות ובעלי זמן-ביצוע קצר. מחברים בעלי תכנון ייחודי, שניתן לסיים הן על-ידי כבל סיב דיסקרטי או סרט אופטי, הם אידיאליים עבור שימוש באוויוניקה, ציוד בקרת-טיסה, פלטפורמות פיקוד טקטי נייד בשדה, ציוד רגיש ל-EMI, ביטחון ויישומים אחרים בעלי סביבה קשה.
מעגלים גמישים, מערכות לוח-אם ומחברים תקניים (FC ,LC ,MT ,MPO MTP,SC ו-ST) זמינים כולם עבור סיומות מותאמות אישית כדי לענות לדרישות יישומים ספציפיים. מטוסים מעודכנים ישתמשו יותר ויותר בטכנולוגיה של סיב אופטי כדי לתמוך בדרישה של שלדות מטוסים במונחים של הקטנת משקל, תוך תמיכה ביותר שירותים, כגון בקרה, תקשורת ותכניות בידור, על הפלטפורמות השונות. ועדות תקינה, דוגמת ה-SAE, JEDEC ו-ARINC עובדות עם יצרני המחברים המובילים תוך התמקדות צמודה בטכנולוגיית סיבים, במיוחד מודולי מקמ”שים, לוחות-אם ותשתית מוטסת לשם תמיכה בחיבורים בין-הפלטפורמות המהירים הללו.
אולם, אל נשכח את תפקיד הנחושת; עם השקת הכבלים הלא-מסוככים בעלי זוגות מפותלים (unshielded-twisted-pair – ) המרחקים בין הנחושת והסיבים מתקצרים. יצרני מחברים וכבלים צעדו דרך לפחות 5 דורות, כל פעם כדי לשמור על דרישות רוחב-הפס הגדל של Local Area Networks – . אנחנו עדים עתה ל-Ethernet 10 Gigabit, לעומת רשתות ה-Ethernet 10 Mb/s מלפני 15 שנה. טכנולוגיה זו היא עתה מחוזקת עבור הסביבה התעשייתית וצופים כי היא תגלוש ליישומי תעופה והגנה, כדי להשלים את טכנולוגיית הסיבים האופטיים.
בתור מוביל טכנולוגי המוזן על-ידי השקעה כבדה במחקר ופיתוח, ל-Molexיש יכולות לייצר, לשנות או לפתח מוצרים חדשים שעשויים להיעדר מהשוק כיום. בנוסף, בהיותה ספק עולמי ובעל אמצעים עולמיים אמיתיים, Molex תומכת במלואם בפרויקטים הנוגעים ל-ITAR, תוך כדי מילוי הדרישות המחמירות של שוק התעופה וההגנה.
