CN113341516A - 一种战略通讯海光缆及敷设方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种战略通讯海光缆及敷设方法，包括由光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯绞合而成的缆芯以及由内至外依次包覆于缆芯外部的第一外护层、铠装层和第二外护层。本发明的结构紧凑，大幅降低通讯海光缆的外径及重量，提升通讯海光缆的拉重比，战略通讯海光缆外径仅10.8～11.3mm，陆上重量为120～160kg/km，海水中重量为80～100kg/km，拥有高抗拉强度和优越的弯曲性能，可靠性高，更加适用于海战以及海上军事特种任务，可用作海战以及军事特种任务通讯设施快速敷设，可采用直升机低空快速抛缆敷设，还可使用外径2300mm的机载主动放线系统恒定张力快速放线，满足应急敷设最大长度50/200公里。

Description

一种战略通讯海光缆及敷设方法
技术领域
本发明属于海光缆技术领域，具体涉及一种战略通讯海光缆及敷设方法。
背景技术
海战及海上军事行动由于具有隐蔽性强、侦查滞后、攻击突然、环境复杂、区域广泛等特点，不同于传统陆战环境，无法做到快速反应及回击行为。现代化的海战及海上军事特种任务对通讯技术提出了更高且更可靠的要求。
现有的海战以及军事特种任务通讯指挥主要分为无线及有线两种方式，其中无线通讯方式使用固定频段电磁波加密通讯的方式，存在传输距离短、易受天气地形以及敌方设备干扰、传输容量低、容易被监控等缺点，安全隐患极大。现有的海光缆，一般采用不锈钢管中心管式结构，包覆铜管作为故障定位或中继供电，内外层使用多层磷化钢丝及镀锌钢丝铠装，外径粗、重量大，需要使用大型海缆专用敷设船敷设，速度慢且价格昂贵，无法适应现代化海战以及海上军事特种任务通讯指挥需求。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种战略通讯海光缆及敷设方法。
为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：
一种战略通讯海光缆，包括由光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯绞合而成的缆芯以及由内至外依次包覆于缆芯外部的第一外护层、铠装层和第二外护层，所述战略通讯海光缆的外径为10.8～11.3mm，陆上重量为120～160kg/km，海水中重量为80～100kg/km。
进一步的，所述光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯呈品字形绞合在一起且三者的间隙内填充阻水芳纶纱，所述阻水芳纶纱外部反向绕包聚酰亚胺包带，聚酰亚胺包带外部为第一外护层。
进一步的，所述光通信单元包括由内至外依次设置的光纤芯、碳纤维编织层和丙烯酸酯护层，所述光纤芯由最多四根200筛选张力的海缆用光纤制成，每根海缆用光纤外部设置紧包纤维层。
进一步的，所述光通信单元的外径为2.2～2.5mm。
进一步的，所述通讯双绞线单元为屏蔽双绞铜线，所述通讯双绞线单元包括两根绞合的通讯用电话线缆及由内至外依次包覆于其外部的铝箔屏蔽层和PE护套层，两根通讯用电话线缆的间隙内填充芳纶阻水纱。
进一步的，所述第一外护层包括由内至外依次设置的金属护层和非金属护层，所述金属护层的厚度为0.5～0.6mm，所述非金属护层的厚度为0.7～0.8mm。
进一步的，所述第二外护层的厚度为1.5～1.6mm。
本发明公开了一种战略通讯海光缆的敷设方法，采用外径2300mm的机载高速主动放线系统恒定张力放线进行敷设，应急敷设最大长度为50公里。
进一步的，采用高速舰船牵拉托盘方式中速敷设，中速敷设长度为200公里以上
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明公开了一种战略通讯海光缆及敷设方法，包括由光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯绞合而成的缆芯以及由内至外依次包覆于缆芯外部的第一外护层、铠装层和第二外护层。本发明提供的战略通讯海光缆及敷设方法，创新性的使用ETFE、阻水芳纶纱、芳纶阻水纱、微束碳纤维、凯夫拉高强度FRP、薄壁无缝铝合金管等新型材料替代传统海光缆使用的磷化钢丝内铠以及铜管结构，创新性的采用品字形绞合方式，结构紧凑，大幅降低了通讯海光缆的外径及重量，提升通讯海光缆的拉重比，战略通讯海光缆的外径为 10.8～11.3mm，陆上重量为120～160kg/km，海水中重量为80～100kg/km，拥有高抗拉强度和优越的弯曲性能，可靠性高；光通信单元使用高强度微束碳纤维编织，并与凯夫拉高强度FRP绞合形成结构余长，相比传统不锈钢管光单元，降低了重量，提高了柔韧性，拉伸性能提高2倍；战略通讯海光缆外径小重量低，可用作海战以及军事特种任务通讯设施快速敷设，可采用直升机低空快速抛缆敷设，使用外径2300mm的机载主动放线轮恒定张力快速放线，可满足应急敷设最大长度50/200公里；本发明弥补了传统海光缆的不足，通过工艺及原材料改进提高战略通讯海光缆的拉力、应变、抗压和柔韧性，并大幅降低海光缆的外径、重量、弯曲半径，使之更加适应海战复杂的环境以及快速或中速敷设方式要求，适用于海战以及海上军事特种任务。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的光通信单元、通讯双绞线单元、加强芯、阻水芳纶纱和聚酰亚胺包带的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1-2所示，一种战略通讯海光缆，其外径为10.8～11.3mm，陆上重量为 120～160kg/km，海水中重量为80～100kg/km。战略通讯海光缆包括由光通信单元1、通讯双绞线单元2和加强芯3绞合而成的缆芯以及由内至外依次包覆于缆芯外部的第一外护层、铠装层8和第二外护层9，光通信单元1、通讯双绞线单元2和加强芯3呈品字形绞合在一起且三者的间隙内间隙绕包阻水芳纶纱4后再在外部绕包聚酰亚胺包带5，聚酰亚胺包带5外部为第一外护层。光通信单元1、通讯双绞线单元2和加强芯3经过品字形绞合后，提升了光通信单元1中的光纤结构余长，与传统中心管式海光缆相比，光缆拉伸性能大幅提升，光缆拉伸应变提高0.3％以上，缆芯间隙绕包阻水芳纶纱4，能够替代传统海光缆使用的磷化钢丝内铠，保证拉力的同时降低了通讯海光缆的重量，降低后期海光缆敷设以及使用时线路承受的张力，阻水芳纶纱4外侧反向紧密绕包聚酰亚胺包带5，保证缆芯的紧密圆整，并提高缆芯的耐高温性能，减少后期铝合金管包覆过程对缆芯各器件产生的影响，聚酰亚胺包带5外部为第一外护层，第一外护层包括金属护层6和非金属护层7，金属护层6使用厚度为0.5～0.6mm的薄壁无缝气密铝合金管，提高缆芯的阻水以及抗压性能，非金属双护层7使用厚度为0.7～0.8mm的薄壁6062高密内护套，提高缆芯的结构稳定性，非金属双护层7外部为铠装层8。
光通信单元1包括由内至外依次设置的光纤芯、碳纤维编织层13和丙烯酸酯护层14，光纤芯由最多四根200筛选张力的海缆用光纤11制成，每根海缆用光纤11外部设置紧包纤维层12，紧包纤维层12使用乙烯-四氟乙烯ETFE制成，进一步提高光纤的抗拉性能；碳纤维编织层13使用抗拉强度不低于5000MPa的超高强度的T800级(宇航级)微束碳纤维编织而成，微束碳纤维是新材料界的宠儿，有黑色黄金的称呼，拥有强度高密度低耐高温等优良特点，常用于航空及海洋工程及战略武器；在碳纤维编织层13外部涂覆丙烯酸酯护层14后经过紫外固化即可形成高强度抗拉光通信单元1，光通信单元1的外径为 2.2～2.5mm，短期拉伸性能可达到980N。
通讯双绞线单元2为屏蔽双绞铜线，可支持弱电信号通讯以及线路故障定位功能，通讯双绞线单元2含有两根绞合的通讯用电话线缆21，两根绞合的通讯用电话线缆21的间隙内填充芳纶阻水纱22，绞合并填充完成后再在外侧使用铝箔屏蔽层23进行包覆，随后挤制PE护套层24以提高通讯双绞线单元2的抗拉及截面阻水性能。
加强芯3使用高模量高强度凯夫拉FRP材料(或称高强度芳纶纱，为防弹衣用材料)复合而成，弹性模量达到65Gpa，拥有优越的弯曲及拉伸性能，支持在线接续，满足光缆大长度生产需求，在弯曲极限断裂后剩余抗拉强度仍然能保持75％以上。
铠装层8使用40根外径为0.6～0.7mm的高强度磷化钢丝螺旋铠装而成，铠装层8的抗拉强度达到2300Mpa，铠装后海光缆破断力可达到30～35kN。
铠装层8外挤制厚度为1.5～1.6mm的第二外护层9，第二外护层9为6062高密外护。
本发明的战略通讯海光缆敷设方法包括：采用直升机低空快速抛缆敷设，使用外径 2300mm的机载高速主动放线系统恒定张力放线，该机载高速主动放线系统包括旋转固定架、梭性高速放线轮、轴承箱、放线电机、跳舞杆以及传感器，通过传感器精确监测放线张力，跳舞杆根据线上张力随时调节放线幅度控制放线电机速度，进而为放线系统提供固定张力，避免因放线张力不稳定造成线路打扭或损坏等问题，可满足应急敷设最大长度50 公里；还可使用高速舰船牵拉托盘方式中速敷设，旋转托盘外径3.5m，最大牵引张力 3.85kN，满足中速敷设长度200公里以上。
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种战略通讯海光缆，其特征在于，包括由光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯绞合而成的缆芯以及由内至外依次包覆于缆芯外部的第一外护层、铠装层和第二外护层，所述战略通讯海光缆的外径为10.8～11.3mm，陆上重量为120～160kg/km，海水中重量为80～100kg/km。
2.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述光通信单元、通讯双绞线单元和加强芯呈品字形绞合在一起且三者的间隙内填充阻水芳纶纱，所述阻水芳纶纱外部绕包聚酰亚胺包带，聚酰亚胺包带外部为第一外护层。
3.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述光通信单元包括由内至外依次设置的光纤芯、碳纤维编织层和丙烯酸酯护层，所述光纤芯由最多四根200筛选张力的海缆用光纤制成，每根海缆用光纤外部设置紧包纤维层。
4.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述光通信单元的外径为2.2～2.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述通讯双绞线单元为屏蔽双绞铜线，所述通讯双绞线单元包括两根绞合的通讯用电话线缆及由内至外依次包覆于其外部的铝箔屏蔽层和PE护套层，两根通讯用电话线缆的间隙内填充芳纶阻水纱。
6.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述第一外护层包括由内至外依次设置的金属护层和非金属护层，所述金属护层的厚度为0.5～0.6mm，所述非金属护层的厚度为0.7～0.8mm。
7.根据权利要求1所述的一种战略通讯海光缆，其特征在于，所述第二外护层的厚度为1.5～1.6mm。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种战略通讯海光缆的敷设方法，其特征在于，采用外径2300mm的机载高速主动放线系统恒定张力放线进行敷设，应急敷设最大长度为50公里。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种战略通讯海光缆的敷设方法，其特征在于，采用高速舰船牵拉托盘方式中速敷设，中速敷设长度为200公里以上。
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