飞机用中频低耗平衡软电缆是一种为飞机检测、检修、维护保养和机载设备供电的专用电缆，由主线芯、地线芯和控制线芯组成。

电缆卷绕在卷筒上，使用时需要将电缆从卷筒上放出并牵引到飞机上，工作完成后将电缆回收到卷筒上，在此过程中，电缆要经受弯曲、扭转、拖曳、地面摩擦、机械辗压、油污、紫外线、酸碱、盐雾和高低温等物理或化学因素的作用，其工作环境恶劣，容易产生控制线芯断芯、电缆破口、麻花状等问题，致使电缆报废。目前，国内仿制品的寿命约3个月，进口产品寿命约两年，频繁地更换电缆会造成经济损失。

按照Q/21070305-4.60—2020《飞机用中频低耗平衡软电缆》标准，与进口电缆相比，本工作研制的电缆满足以下特殊性能要求。

（1）耐磨性能：温度在15~25℃范围内，施加规定的垂直作用力，往复2000次，电缆护套不磨穿，且不漏出内部的绝缘线芯。

（2）曲挠拖曳性能：在半径为5~6倍电缆直径的卷筒上，加载主线芯导体标称截面积×芯数×10N的张力负荷，以20m·min-1的速率曲挠拖曳15000个周期后，电缆护套表面无破损、无短路、断路现象，且绝缘线芯能通过浸水耐压试验。

（3）耐寒性能：在-57~-53℃温度条件下，绝缘和护套断裂伸长率不小于30%；在-57~-53℃温度条件下，于4~5倍电缆外径的试棒上弯曲180°，绝缘和护套表面无裂纹。

为提高电缆的柔软性能、耐寒性能、耐扭性能、曲挠拖曳性能和使用寿命，本工作主要从整体复合设计、导体结构、控制线芯组、绝缘层、护层这5个方面，对新型飞机用中频低耗平衡软电缆进行结构上的优化设计。

（1）整体复合设计

新型飞机用中频低耗平衡软电缆结构示意图见图1。

图1 新型飞机用中频低耗平衡软电缆结构示意图

新型飞机用中频低耗平衡软电缆采用改进型“1+3+3+6”的均匀对称结构，电缆由1根中心加强芯、3根主线芯、3根地线芯、6组控制线芯组、内护套、编织加强层和外护套组成。

中心加强芯置于3根主线芯的中央；3根地线芯均匀地分布在3根主线芯的间隙中；6组控制线芯组分别置于主线芯与地线芯形成的间隙中。

内护套应填满缆芯外部所有间隙，内护套外有芳纶编织加强层。外护套与内护套应粘接在一起，以确保各组件受力均匀，结构稳定，从而具有更好的弯曲性能和电缆电容、电感平衡、抗干扰的能力，提高了电缆的使用寿命，具有传输中频电能和信号的功能，比进口产品性能更优。

（2）导体结构设计

电缆的导体采用第6种软铜导体，所有股线采用同向束线，再以小节距且等节径比复绞；主线芯导体由四等份分割导体股块组成，每份分割导体股块以聚四氟乙烯带绕包隔离，再复绞成主线芯导体，并在其中心和外缘间隙处填充芳纶纤维，此设计不仅减小了导体电阻和电抗，大幅度降低导体“集肤效应”带来的影响，还提高了电缆的柔软性能、曲挠拖曳性能和机械强度；地线芯导体绞合方向与主线芯的绞合方向相反，可抵消主线芯扭转应力，防止电缆扭曲变形呈麻花状。

（3）控制线芯组设计

电缆的6个控制线芯组，均匀分布在主线芯和地线芯形成的间隙中。每个控制线芯组由4根绝缘线芯、1根高弹性尼龙线、4根芳纶纤维、聚四氟乙烯包带组成，其结构示意图见图2。

图2 控制线芯组结构示意图

由图2可知，高弹性尼龙线位于中心，4根芳纶纤维加强芯位于线芯外缘间隙中，在控制线芯组外绕包1层聚四氟乙烯带。高弹性尼龙线发挥固定支撑和增强作用，外缘间隙采用芳纶纤维填充增加控制线芯的机械强度，光滑的聚四氟乙烯带保证了控制线芯组的滑移性，从而提高了控制线芯组的抗拉性能和抗弯曲性能。

（4）绝缘层设计

以进口的中等含乙烯量的三元乙丙橡胶作为骨架材料，采用交联剂WY988和有机过氧化物（DCP）复合硫化体系，这两种材料的并用会产生两种不同的化学交联键，即—Sx一（CH）6—Sx一键（x=1或2）和碳碳键，其中—Sx一（CH）6—Sx一具有抗还原性和抗疲劳性，碳碳键具有优良的耐老化性能，两种交联键协同作用，使橡胶兼具优良的物理性能。同时，通过配合纳米材料和功能性材料，使绝缘具有优良的机械强度、耐弯曲性能、耐热性能、耐卷绕性能和电气性能等特殊要求。

采用啮合型密闭式炼胶生产线，以三段式“逆混法”生产乙丙橡胶绝缘料，保证绝缘料的清洁度和各项性能指标的优异性。该自制专用乙丙橡胶绝缘料，具有优良的电性能（20 ℃时体积电阻率不小于1×1013 Ω·m）、耐寒性能（工作温度不小于-55℃）、柔软性能、耐扭性能和耐曲挠性能。

（5）护层的设计

护层由内护套、编织加强层和外护套组成。内护套采用聚醚型聚氨酯弹性体以高压挤出成型方式挤制而成，使其填满缆芯外缘间隙，形成甲胄式结构；加强层采用芳纶纤维，以优化的编织节距和编织角度平整均匀地编织在内护套上；外护套采用聚醚型聚氨酯弹性体高压挤包在加强层外，并与内护套黏结成一个整体。

内护套具有固定、支撑和稳定成缆线芯结构的作用，防止扭转、弯曲过程中绝缘线芯和控制线芯发生紊乱，增强了抗扭曲性能；芳纶纤维编织加强层提高了电缆的机械强度和抗扭曲性能；聚醚型聚氨酯弹性体外护套不仅机械性能好（抗张强度不小于30N·mm^-2，断裂伸长率不小于300%），还具有优良的耐磨、耐油、耐酸碱、耐寒（工作温度不小于-55℃）、耐盐雾、耐气候等性能，确保了电缆能适应机场的恶劣环境和工况。