專利名稱：由雷暴對飛行器放電產(chǎn)生的雷電電流的引流系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于引導(dǎo)由雷暴對復(fù)合材料制成的飛行器放電產(chǎn)生的雷電電流 的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及該引流系統(tǒng)的一種安裝方法。本發(fā)明用于航空領(lǐng)域，特別用于保護(hù)飛行器和安裝在飛行器外皮上的設(shè)備的領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，飛行器的結(jié)構(gòu)(機(jī)身、頭部、機(jī)翼等等)基于金屬板實(shí)現(xiàn)，所述金屬板圍繞 同樣是金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被安裝和固定。這些金屬板由同樣是金屬的固定裝置組裝并且在組 裝后構(gòu)成飛行器的外皮，也稱為機(jī)殼。在該外皮上通常安裝有航空電子設(shè)備，也稱為電子設(shè)備，例如風(fēng)速探測器、結(jié)霜狀 態(tài)檢測器、無線電天線、導(dǎo)航天線、信號燈、外燈，等等。每個設(shè)備都有特定的作用。例如，安 裝在飛行器外皮上的天線有助于飛行器的射頻系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)霜狀態(tài)檢測器檢 測有利于產(chǎn)生霜凍的天氣情況，以便把情況通知給領(lǐng)航站，風(fēng)速探測器(獲取靜壓力、空速 管探測器等)測量(壓力、溫度、入射角等)參數(shù)，以便把導(dǎo)航信息(海拔、速度等)發(fā)給領(lǐng) 航站……。這些設(shè)備應(yīng)被安裝在飛行器外部。它們被安裝在一個被稱為加固板的金屬支架 上。這些設(shè)備在飛行器外皮上的安裝具有不同的約束條件，即-應(yīng)遵守空氣動力學(xué)約束條件，從而不對設(shè)備性能造成干擾且不產(chǎn)生多余的迎面 阻力；-應(yīng)遵守敷金屬約束條件，以便對檢驗(yàn)和維護(hù)要求(在安全性、維修成本、飛行器 靜止成本等方面)而言，結(jié)構(gòu)損壞是可接受的；-與預(yù)防雷電間接影響相關(guān)的約束條件，由此限制雷電電流傳輸通過連接到這些 設(shè)備的電網(wǎng)。實(shí)際上，飛行器在飛行中遭受雷擊的概率在世界上雷電最頻繁的地區(qū)等于每1000 飛行小時就有1小時。因此可以理解為，為了保護(hù)飛行器及其空勤人員和飛行器上的乘客， 重要的是保護(hù)飛行器和航空電子設(shè)備整體免受可能使之遭受損害的雷電電流。為此，如同對于要防雷的任何電氣系統(tǒng)，已知把飛行器的所有設(shè)備設(shè)置成相同電 位，并以所述飛行器的金屬部件使所有這些設(shè)備“敷金屬”，從而引導(dǎo)直接或間接雷電電流。 “敷金屬”是指保證電連接的動作，以便使全套部件具有相同電位。在傳統(tǒng)的飛行器，即金屬結(jié)構(gòu)飛行器中，當(dāng)飛機(jī)在飛行中遭受雷擊時，金屬結(jié)構(gòu)的 優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)法拉第籠的作用。實(shí)際上，已知法拉第籠是保護(hù)殼體內(nèi)部免受電危害的防電 場的密封殼。因此，可以理解為，當(dāng)飛行器結(jié)構(gòu)是金屬時以及當(dāng)安裝在該結(jié)構(gòu)外部的航空電 子設(shè)備也是金屬且通過金屬連接裝置被固定在該結(jié)構(gòu)上時，飛行器結(jié)構(gòu)構(gòu)成法拉第籠。在 該類型金屬結(jié)構(gòu)飛行器中，外皮本身用于引導(dǎo)雷電電流。在圖IA和IB中已示出安裝在金屬結(jié)構(gòu)飛行器的外皮上的航空電子設(shè)備的示例。
3該航空電子設(shè)備例如是與氣動力板7—起安裝的探測器2，該氣動力板用來封閉孔6并保證 飛行器輪廓的連續(xù)性。借助于浮動式系留螺帽Qcrou rivet)4和加固板3和8，探測器 2被固定在飛行器的金屬皮1上。在所述加固板中，存在被稱為中間板的第一金屬板8，以 及被稱為支撐板或襯板(doubler)的第二金屬板3。更確切地，探測器2被固定在中間板8 上，其作用在于確保可從飛行器外部拆卸探測器2。中間板8本身被固定在襯板3上，其作 用在于強(qiáng)化探測器2穿過的結(jié)構(gòu)孔6。襯板被設(shè)置在外皮1下方。其具有樓梯形狀。中間 板8的形狀與襯板3互相匹配。該中間板呈迭瓦狀排列在襯板3、探測器2和氣動力板7之 間。在該示例中，探測器2通過金屬螺絲5被保持在中間板8上。氣動力板7通過金 屬螺絲9被固定在中間板8上。襯板3則被鉚接在飛行器的金屬皮1上。此外，襯板3還 通過螺絲10被固定在金屬皮1上。以此方式，探測器在飛行器的外皮上被“敷金屬”，即其 與襯板、外皮、金屬板、金屬螺絲和浮動式螺帽一起構(gòu)成金屬的且因此導(dǎo)電的連續(xù)整體。因此，可理解，在該示例中，飛行器的所有外部結(jié)構(gòu)，從探測器到外皮都被敷金屬。 以此方式，如果探測器遭受雷電F的雷擊，如圖IB示意，由雷電產(chǎn)生的電流將沿著與圖IB 標(biāo)出并以箭頭指出的路徑Cl和Cl'相對應(yīng)的行進(jìn)路徑。例如，如果探測器接收到雷電F的 電流，則該電流將流經(jīng)兩條可能的路徑-或者為Cl，即流經(jīng)氣動力板7、然后固定螺絲9、中間板8、浮動式螺帽4、襯板3 以及最后經(jīng)過螺帽10，直到金屬外皮1 ；-或者為Cl'，即流經(jīng)氣動力板7、探測器2、螺絲5、中間板8、浮動式螺帽4、襯板 3和螺絲10以及最后到達(dá)金屬外皮1。雷電電流因此被位于探測器附近的金屬部件引向飛行器的金屬外皮，從而幾乎沒 有電流被注入飛行器內(nèi)部。然而，金屬結(jié)構(gòu)飛行器的缺點(diǎn)是太重，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)全部是金屬，且金屬板至少部分疊 置以允許通過金屬連接件進(jìn)行組裝，這構(gòu)成金屬且因此沉重的增厚。為了減小飛行器的結(jié) 構(gòu)重量，航空制造商已試圖用復(fù)合材料的部件代替某些金屬部件。他們已經(jīng)特別地用復(fù)合 材料等同物代替了飛行器的一部分金屬結(jié)構(gòu)。因此，目前大量飛行器，尤其是外皮具有以復(fù) 合材料制成的一部分結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)在于比金屬更輕，復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器的總 重，比起傳統(tǒng)飛行器的總重顯著減輕。此外，復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器的優(yōu)點(diǎn)還在于因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)不會 腐蝕所以在其使用壽命中需要更少的檢查。飛行器的復(fù)合材料部分通?；陬A(yù)先涂有熱固性樹脂的干纖維片實(shí)現(xiàn)。預(yù)涂纖維 片被放置在隨后加熱的模型中。在熱效應(yīng)下，樹脂聚合允許纖維加固件保持模型的形狀。冷 卻后，取下模型。然而，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的情況下，外皮本身不能確保航空電子設(shè)備的敷金屬。實(shí)際 上，容易理解的是，航空電子設(shè)備在金屬外皮上敷金屬的原理，不能被應(yīng)用在復(fù)合材料的飛 機(jī)上，這是因?yàn)閺?fù)合材料外皮不導(dǎo)電。航空制造商因此已經(jīng)試圖與飛行器的結(jié)構(gòu)一起對電 子設(shè)備敷金屬。為此，在某些類型的飛行器上，尤其是直升機(jī)上，延展的金屬層被設(shè)置在復(fù) 合材料外皮上面。在圖2中，示出了延展金屬和復(fù)合材料制成的飛行器結(jié)構(gòu)示例。該結(jié)構(gòu)包括復(fù)合 材料外皮11，在其外部設(shè)置有延展金屬層12 (也被稱為ECF，Expanded Copper Foil，延展銅箔)，或金屬網(wǎng)片。在以下描述中，將稱其為延展金屬，應(yīng)理解也可以指金屬網(wǎng)?！把诱菇饘?，，是指例如以銅制成、穿有大量孔、隨后被拉伸以形成一種網(wǎng)的金屬板。 該延展金屬被展開在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上，由此構(gòu)成延展金屬層。在制造飛行器結(jié)構(gòu)時，該延展 金屬可以與復(fù)合外皮同時被蒙蓋。在該情況下，延展金屬與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的碳片一起模制 而成。加入該延展金屬是為了引導(dǎo)由雷電產(chǎn)生的電流，以便在雷擊的情況下確保與飛行器 金屬外皮相同的功能。如上所述，必須限制雷電電流進(jìn)入飛行器的內(nèi)部金屬網(wǎng)。實(shí)際上，該內(nèi)部金屬網(wǎng)確 保設(shè)備的電基準(zhǔn)和電流返回的功能。因此應(yīng)該限制雷電電流流入飛機(jī)內(nèi)部從而避免產(chǎn)生過 電壓且損壞設(shè)備。在該示例中，航空電子設(shè)備3例如天線被安裝在外皮11中實(shí)現(xiàn)的孔16的內(nèi)部。航 空電子設(shè)備13通過浮動式系留螺帽14被固定在外皮11上。在這樣的結(jié)構(gòu)中，航空電子設(shè)備通過延展金屬被“面對面”敷金屬。實(shí)際上，在延 展金屬層12和航空電子設(shè)備13之間的敷金屬是通過兩部件的平面對平面接觸獲得的。然 而，該平面對平面接觸帶來一些缺點(diǎn)。實(shí)際上，如上所述，面對面的表面之一并不是平面。因此通常需要例如妨礙通電的 密封墊等中間零件。由此造成不穩(wěn)定的接觸以及腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，其可能妨礙通電并造成防雷 失效。該風(fēng)險(xiǎn)由于以下原因而增大-由于機(jī)身的彎曲，在電子設(shè)備和外皮之間難以保證持久性密封；-很難在較大的表面上控制材料(尤其是鋁和碳)之間的直流電偶。實(shí)際上，對該 直流電偶的處理需要絕緣或半導(dǎo)體元件來保證密封性，這與防雷的直接影響的要求，即金 屬/金屬最小接觸表面為400mm2且設(shè)備與延展金屬層之間的電阻為5毫歐，不兼容。然而，在裝配件的敷金屬不正確的情況下，雷電電流將流入航空電子設(shè)備隨后由 連接到所述設(shè)備的電纜和氣管排出。因此，風(fēng)險(xiǎn)在于，一方面，可能損壞設(shè)備，另一方面，損 壞連接到電纜端子的電子或機(jī)電設(shè)備。圖2的結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)還在于不能重新使用以前的項(xiàng)目設(shè)備。實(shí)際上，適合金屬飛機(jī) 的航空電子設(shè)備不能重新用于復(fù)合材料的機(jī)身上，這是因?yàn)榉蠼饘傺b置被改變了。此外，另一個缺點(diǎn)涉及維護(hù)檢修時間和成本。實(shí)際上，在電子設(shè)備和飛行器結(jié)構(gòu)之 間的防雷檢修需要拆開設(shè)備，從而造成較長的檢修時間且因此造成較大的靜止成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正在于提出用于復(fù)合材料飛行器的引流系統(tǒng)，該引流系統(tǒng)允許把由 雷電產(chǎn)生的電流引導(dǎo)至延展金屬層中。實(shí)際上，安裝在飛行器外皮上的航空電子設(shè)備因此必須用延展金屬層敷金屬，從 而使雷電電流能夠經(jīng)由機(jī)殼外部的金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被引導(dǎo)，以使之不會進(jìn)入飛行器的內(nèi)部網(wǎng) 絡(luò)。本發(fā)明的引流系統(tǒng)很好地保證電連續(xù)性，在設(shè)備和延展金屬之間具有足夠的接觸表面， 并遵守空氣動力學(xué)強(qiáng)制要求，例如航空電子設(shè)備和機(jī)殼之間的不平齊。更確切地，本發(fā)明涉及引導(dǎo)由雷暴對安裝在飛行器外皮上的航空電子設(shè)備放電產(chǎn) 生的雷電電流的引流系統(tǒng)，所述外皮由覆蓋有延展金屬層的復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)并包括孔，在該 孔中放置覆蓋航空電子設(shè)備的氣動力板，所述氣動力板通過襯板被固定在外皮上，
其特征在于，包括至少一個金屬板，所述至少一個金屬板至少部分地包圍氣動力 板并且被安裝為確保襯板和延展金屬層之間的電連續(xù)性，以便確保將雷電電流引導(dǎo)到延展 金屬層中。本發(fā)明可以包括一個或多個以下特征-金屬板是延展金屬板。-延展金屬板被設(shè)置為同時至少部分地覆蓋外皮的上表面和所述外皮的下表面。-延展金屬板部分地覆蓋有由鈦或銅制成的環(huán)形板。-金屬板是與外皮一起模制成的鈦板。-鈦板通過金屬螺絲被固定在襯板上。-延展金屬板被預(yù)浸漬樹脂并通過加熱固定在外皮上。-其包括設(shè)置在金屬板和外皮之間的至少一個可抽取金屬墊片，用于校正外皮上 表面和氣動力設(shè)備之間的氣動力學(xué)不平齊。本發(fā)明還涉及上述引流系統(tǒng)的一種安裝方法。該方法包括以下操作-在飛行器外皮中實(shí)現(xiàn)孔，-圍繞孔的至少一部分安裝金屬板，-把該金屬板固定在外皮上和襯板上，以及-將航空電子設(shè)備安裝到孔中。本發(fā)明還涉及一種飛行器，其特征在于包括如上所述的引流系統(tǒng)。


圖IA和圖IB示出在金屬結(jié)構(gòu)飛行器上引導(dǎo)雷電電流的系統(tǒng)的示例。圖2示出在具有面對面敷金屬的合成結(jié)構(gòu)飛行器上引導(dǎo)雷電電流的系統(tǒng)的示例。圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的在復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器上引導(dǎo)雷電電流的引流 系統(tǒng)的示例。圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的金屬板的示例。圖5A、5B、5C示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的金屬板的另一示例。圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的在復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器上引導(dǎo)雷電電流的引流 系統(tǒng)的示例。圖7示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的金屬板的示例。圖8示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的在復(fù)合結(jié)構(gòu)飛行器上引導(dǎo)雷電電流的引流 系統(tǒng)的示例。圖9A和9B示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的金屬板的示例。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的引流系統(tǒng)中，至少部分圍繞氣動力板安裝導(dǎo)電金屬板。安裝該金屬板 以便確保飛機(jī)外皮的延展金屬和襯板之間的電接觸，由此允許航空電子設(shè)備和延展金屬之 間的電連續(xù)性。該電連續(xù)性允許保證把雷電電流排向延展金屬層。該金屬板可以具有多種形式。在圖3所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，金屬板是 延展金屬板。更確切地，該圖3示出根據(jù)第一實(shí)施方式的航空電子設(shè)備在復(fù)合材料飛行器結(jié)構(gòu)上的安裝示例。在該示例中，航空電子設(shè)備，也被稱為電子設(shè)備，是風(fēng)速探測器2。在該實(shí)施方式中，延展金屬板23被局部圍繞探測器2的通道孔6安裝。該延展金 屬板23被布置為在全部厚度上包圍機(jī)殼20。如圖3A所示，延展金屬板23，也被稱為附加 ECF，被貼合在機(jī)殼20的外表面上，位于覆蓋復(fù)合材料21的延展金屬層22上面。機(jī)殼的外 表面或上表面相對于內(nèi)表面或下表面，被稱為飛行器外部的外皮表面。延展金屬板23還被 貼合在孔6的壁上以及機(jī)殼20的內(nèi)表面上。因此，在孔6附近，機(jī)殼20位于延展金屬板23 的夾層中。在該實(shí)施方式中，優(yōu)選地，延展金屬板23被預(yù)浸漬樹脂，所述樹脂能在真空中持 續(xù)2小時的180度加熱作用下聚合在飛機(jī)外皮上。還可以想到使用干的延展金屬板。在這情況下，需要涂樹脂膜，然后鋪延展金屬， 并使該整體在壓力下加熱。為了根據(jù)該第一實(shí)施方式制造引流系統(tǒng)，在根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)以復(fù)合材料制造的機(jī)殼 20上穿有孔6用于允許探測器2通過。預(yù)浸漬的延展金屬板圍繞孔6放置，然后被貼合于 所述孔的壁上，然后被置于孔下方。延展金屬板因此覆蓋機(jī)殼的外表面及其內(nèi)表面。然后 把加熱到約180°C的墊安裝在該延展金屬板上，用以保證發(fā)生延展金屬板的聚合。更詳細(xì)地，在安裝延展金屬板23之前可進(jìn)行打磨操作，以獲得延展金屬層22的金 屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。延展金屬板23因此與機(jī)殼的延展金屬層22表面接觸。延展金屬板23還在飛行 器內(nèi)部與襯板3表面接觸。在該實(shí)施方式中，因此通過機(jī)殼20保證設(shè)備的敷金屬。實(shí)際上，如上所述，對于金 屬結(jié)構(gòu)飛行器，探測器2通過中間板8、氣動力板7以及螺絲和螺帽5和4，用襯板3獲得敷 金屬。襯板3通過與延展金屬板23的接觸被敷金屬，該延展金屬板通過與機(jī)殼的延展金屬 層22的接觸被敷金屬。在圖3上，示出雷電在剛剛描述的引流系統(tǒng)內(nèi)的路徑C2和C2'。因此可見如果雷 電F襲擊探測器2，則雷電電流將流經(jīng)兩條可能的路徑-或者為C2，即流經(jīng)氣動力板7、然后固定螺絲、中間板8、浮動式螺帽4、襯板3以 及最后流經(jīng)延展金屬板23，最終到達(dá)機(jī)殼20的延展金屬層22 ；-或者為C2’，即流經(jīng)氣動力板7、探測器2、螺絲5、中間板8、浮動式螺帽4、襯板 3、延展金屬板23以及最后機(jī)殼20的延展金屬層22。無論雷電電流的行進(jìn)路徑如何，雷電電流都被引向飛行器外皮上，從而避免所述 電流進(jìn)入飛行器網(wǎng)絡(luò)的任何風(fēng)險(xiǎn)。在該實(shí)施方式的變型中，延展金屬板呈中心被切開的星形23a，如圖4所示。在延 展金屬板23a的該示例中，星形的外頂點(diǎn)25被貼在機(jī)殼的外表面上，而內(nèi)頂點(diǎn)對在被切開 后就被折迭在機(jī)殼的內(nèi)表面上。由此，在該延展金屬板23a被折疊和加熱后，延展金屬就完 全圍繞安裝探測器2的孔6規(guī)則分布。在該實(shí)施方式的第二變型中，延展金屬板23的形狀不同于圖4的形狀。在該變型 中，延展金屬板23由相互靠近設(shè)置的多個獨(dú)立補(bǔ)片(patch)構(gòu)成。在貼在機(jī)殼上之前可稱 延展金屬的補(bǔ)片為用于在中心進(jìn)行折疊的預(yù)切形狀。在圖5A至5C上，示出這樣的補(bǔ)片的 示例。在圖5B上，示出在折疊之前和之后的補(bǔ)片示例。每個補(bǔ)片2 呈平面雙葉片形狀，其一半27被用來貼在機(jī)殼20的上表面，而另一半沈被貼在所述機(jī)殼的下表面上。如圖5A所示，每個補(bǔ)片23b圍繞探測器通過的孔6布置，然后朝向飛行器內(nèi)部折 疊，從而使補(bǔ)片貼合孔6的一部分圓周。圍繞孔設(shè)置多個補(bǔ)片，例如圖5A所示的示例4。如在第一變型中那樣，通過對機(jī)殼表面層的打磨來安裝每個補(bǔ)片。然后，所有補(bǔ)片 通過加熱墊加熱。通常，在飛行器上，出于安全原因，應(yīng)遵守雷電電流的通過截面為400mm2的截面。 為了遵守該要求，補(bǔ)片的尺寸可以是示出在圖5C上的尺寸。例如，每個補(bǔ)片2 可具有 50mmX 4mm的中央截面觀(50mm為寬度)以及80mm的側(cè)邊，開口為70°。在這種情況下，如圖5A所示，對于直徑為120mm的孔6，可以使用四個補(bǔ)片23b。在 孔6的邊上，對于每個補(bǔ)片，由此具有50mmX4mm = 200mm2的電流通過截面。在四個補(bǔ)片 的情況下，就獲得800mm2電流通道。如果機(jī)殼的厚度降低至2mm，則四個補(bǔ)片提供400mm2通道。如果外皮厚度降低至 1. 5mm，則補(bǔ)片截面28的寬度將變?yōu)?0mm ；在這種情況下，還可以增加截面等于50mm的附 加補(bǔ)片。對補(bǔ)片尺寸的這種設(shè)定不僅允許遵守400mm2的電流通道截面，還允許把延展金屬 的補(bǔ)片貼到孔6的邊上而不會產(chǎn)生褶皺。實(shí)際上，為了不產(chǎn)生氣動力干擾，在補(bǔ)片的折疊處 必須不存在任何褶皺。在把延展金屬補(bǔ)片貼在孔的邊上時，為了避免產(chǎn)生褶皺，優(yōu)選地，各 補(bǔ)片的中央截面不超過50mm。應(yīng)注意，在飛行器上，存在與航空電子設(shè)備相對于機(jī)殼的不平齊有關(guān)的氣動力學(xué) 約束。對于待安裝的全部風(fēng)速探測器和結(jié)霜狀態(tài)檢測器，設(shè)備和機(jī)殼之間的氣動力不平齊 不應(yīng)變化超過0. 2mm至0. 8mm。實(shí)際上，航空電子設(shè)備和飛行器結(jié)構(gòu)之間可接受的不匹配取 決于設(shè)備本身的類型。例如，對于靜壓探測器，可接受的不平齊度介于0.2至0. 25mm。該不 平齊度取決于設(shè)備本身的性能。在剛剛描述的實(shí)施方式中，機(jī)殼具有厚度保持恒定的優(yōu)點(diǎn)，這允許遵守不平齊度 的約束條件(在風(fēng)速探測器的情況下，可接受的不平齊度約為0. 2mm)。此外，在該實(shí)施方式中，在外皮制造之后且在航空電子設(shè)備安裝之前定位和安裝 延展金屬板，這允許與金屬結(jié)構(gòu)飛行器保持相同的航空電子設(shè)備和相同的安裝工藝。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，金屬板由延展金屬環(huán)以及鈦或銅制的環(huán)形板構(gòu)成。 圖6示出該實(shí)施方式的示例。如第一實(shí)施方式，首先制造機(jī)殼20，然后穿出孔6。在該第二實(shí)施方式中，預(yù)浸漬的延展金屬環(huán)30隨后在機(jī)殼20的外表面上圍繞孔 6安裝。然后，加熱墊被放置在該環(huán)30上，用于保證其聚合。隨后，鈦或銅制的環(huán)形板31被設(shè)置為與延展金屬環(huán)30相接觸。將在以下描述用鈦 制板的實(shí)施方式，應(yīng)理解板31也可以由銅制成。該鈦板31被安裝在延展金屬環(huán)30的中央 截面上面。圖7示出根據(jù)該第二實(shí)施方式的金屬板組件的示例。該組件包括延展金屬制成 的第一環(huán)30。鈦制環(huán)形板31被放置在該第一環(huán)的中央，即位于環(huán)30的較小截面的區(qū)域上。 該鈦板31部分地覆蓋延展金屬環(huán)30。舉例而言，為了遵守400mm2的雷電電流通過截面，環(huán) 30可以具有的外直徑為312mm，而內(nèi)直徑為120mm ；鈦板31可以具有的外直徑為212mm，而 內(nèi)直徑為120mm。
在該實(shí)施方式中，鈦制環(huán)形板31通過螺絲32被固定在襯板3上。該螺絲使襯板3 敷在鈦板31上。鈦板敷在延展金屬環(huán)上。由此，全部組件敷在飛機(jī)外皮的延展金屬層上。在圖6上，示出雷電在剛剛描述的引流系統(tǒng)內(nèi)的行進(jìn)路徑C3和C3'的示例。因此 可見如果雷電F襲擊探測器2，則雷電電流將流經(jīng)兩條可能的路徑-或者為C3，即流經(jīng)氣動力板7、中間板8、浮動式螺帽4、襯板3、螺絲32，然后鈦板 31，最后達(dá)到延展金屬環(huán)30和機(jī)殼20 ；-或者為C3’，即流經(jīng)氣動力板7、探測器2、螺絲5、中間板8、浮動式螺帽4、襯板 3、螺絲32、鈦板31以及最后延展金屬環(huán)30和機(jī)殼20。無論雷電電流的行進(jìn)路徑如何，雷電電流都被引導(dǎo)至飛行器外皮上，從而避免所 述電流進(jìn)入飛行器網(wǎng)絡(luò)的任何風(fēng)險(xiǎn)。在該實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)雷電電流的引流系統(tǒng)，圍繞探測器2使機(jī)殼20凹陷且 切割延展金屬層22。然后加入延展金屬環(huán)30，隨后加入鈦板31。通過加入鈦板，飛機(jī)外皮 因此趨于增厚。為了不產(chǎn)生太大的不平齊度，在鈦制環(huán)形板31處切割機(jī)殼20的碳片。因 此外皮需要局部強(qiáng)化，以承受結(jié)構(gòu)應(yīng)力。此外，為了遵守氣動力學(xué)不平齊度的限制，例如銅制的金屬可抽取墊片(cale pelable m6tallique) 33可以被安裝在鈦制環(huán)形板31和機(jī)殼20之間，如果鉆孔裝置未提供 所需的容差的話。這些可抽取墊片33形成堆疊，其允許通過抽出所述可抽取墊片層來調(diào)節(jié) 鈦板31的高度，從而限制氣動力學(xué)不平齊。在本發(fā)明的引導(dǎo)裝置的第三實(shí)施方式中，金屬板與飛機(jī)外皮一起模制。圖8和圖 9示出該實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，機(jī)殼20在其厚度中未被打穿。當(dāng)蒙蓋機(jī)殼時在制造 模具中對外皮提供凸緣以容納鈦制環(huán)形板。因此工具是陰模(moule femelle)。如圖8所示，鈦制環(huán)形板34圍繞孔6直接設(shè)置于機(jī)殼20中。該鈦制板34與機(jī)殼 20 一起被預(yù)模制，從而使機(jī)殼的形狀適于鈦制板34的輪廓。在圖9A上，示出陰模的示例，其中可以制造機(jī)殼。該陰模中加入了鈦板34。鈦板 被放置在模具35中之后，將碳片放入模具內(nèi)部，以使這些碳片的形狀具有鈦板34的輪廓。鈦板34可以被長期固定在模具上。在這種情況下，形狀基本相同的另一鈦板被安 裝在機(jī)殼上，如果必要，則與可抽取金屬墊片一起安裝以限制氣動力學(xué)不平齊。在這種情況 下，鈦板的安裝原理與第二實(shí)施方式的安裝原理相似，鈦板通過螺絲32被固定在襯板3上。在制造機(jī)殼時在模具上使用的鈦板34可以被取下并安裝在所述機(jī)殼上。該變型 具有以下多個優(yōu)點(diǎn)-機(jī)殼被模制在鈦板上，該組件遵守空氣動力學(xué)要求，而無需加入可抽取墊片；在 機(jī)殼和鈦板之間可直接獲得正確的平齊度。-從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)，機(jī)殼的強(qiáng)度更好，這是因?yàn)闆]有切割碳片以安裝鈦板。-在鈦板和機(jī)殼的延展金屬層之間直接具有電連續(xù)性；換言之，機(jī)殼20的延展金 屬層22與鈦板34直接接觸，這確保不連續(xù)的電接觸比前面的變型更少。-不存在需加入的延展金屬板，從而簡化了系統(tǒng)的制造。圖9B示出了鈦板34的尺寸示例。如該圖所示，鈦板34具有構(gòu)成斜面的端部34a、 34b，該斜面允許避免在蒙蓋碳皮時在各層之間形成氣泡。鈦板例如可以具有Imm厚和20mm 寬的斜面，即角度等于Arctan (反正切)(1/20)。
權(quán)利要求
1.一種引導(dǎo)由雷暴對安裝在飛行器外皮(20)上的航空電子設(shè)備(2)放電產(chǎn)生的雷電 電流的引流系統(tǒng)，所述外皮由覆蓋有延展金屬層(22)的復(fù)合材料(21)實(shí)現(xiàn)并包括孔(6)， 在該孔(6)中放置覆蓋所述航空電子設(shè)備(2)的氣動力板(7)，所述氣動力板通過襯板(3) 被固定在所述外皮上，其特征在于，包括至少一個金屬板(23、30、34)，所述至少一個金屬板至少部分地包圍 所述氣動力板并且被安裝為確保所述襯板(3)和所述延展金屬層(22)之間的電連續(xù)性，以 便確保將所述雷電電流弓丨導(dǎo)到所述延展金屬層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬板是延展金屬板(23、30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述延展金屬板(23)被設(shè)置為同時 至少部分地覆蓋所述外皮(20)的上表面和所述外皮的下表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述延展金屬板(30)部分地覆蓋有 由鈦或銅制成的環(huán)形板(31)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬板是與所述外皮(20)—起 模制成的鈦板(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述鈦板(31、34)被通過金屬螺 絲固定在所述襯板(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，所述延展金屬板(23、 30)被預(yù)浸漬樹脂并通過加熱固定在所述外皮上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的引流系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在所述金屬板 (30,34)和所述外皮(20)之間的至少一個可抽取金屬墊片(33)，用于校正所述外皮的所述 上表面和氣動力設(shè)備之間的氣動力學(xué)不平齊。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的引流系統(tǒng)的安裝方法，其特征在于包括以下操作-在飛行器外皮(20)中實(shí)現(xiàn)孔(6)，_圍繞該孔的至少一部分安裝金屬板(23、30、34)，-把該金屬板固定在所述外皮上并固定在襯板(3)上，以及-將航空電子設(shè)備(2)安裝在所述孔(6)內(nèi)。
10.一種飛行器，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的引流系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種引導(dǎo)由雷暴對安裝在飛行器外皮(20)上的航空電子設(shè)備(2)放電產(chǎn)生的雷電電流的引流系統(tǒng)，外皮由覆蓋有延展金屬層(22)的復(fù)合材料(21)實(shí)現(xiàn)并包括孔(6)，在該孔(6)中放置覆蓋航空電子設(shè)備(2)的氣動力板(7)，所述氣動力板通過襯板(3)被固定在外皮上，該系統(tǒng)包括至少一個金屬板(23、30、34)，所述至少一個金屬板至少部分地包圍氣動力板并且被安裝為確保襯板(3)和延展金屬層(22)之間的電連續(xù)性，以便確保將雷電電流引導(dǎo)到延展金屬層中。
文檔編號B64D45/02GK102099249SQ200980128542
公開日2011年6月15日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者弗雷德里克·拉巴爾, 阿梅利·列盧阿恩 申請人:空中客車營運(yùn)有限公司