用于形成闪电保护系统的方法和设备技术方案

本公开涉及用于形成闪电保护系统的方法和设备。提供了一种形成供航空器使用的闪电保护系统的方法。该方法包括选择至少一个导电材料层的配置以应用于航空器的部件，其中，基于向该部件提供的闪电保护的量来选择该配置。该方法还包括通过附加制造技术将至少一个导电材料的层应用于该部件。

【技术实现步骤摘要】

本公开的领域总体上涉及一种闪电保护系统(lightning protect1n system),并且更具体地涉及通过额外的制造技术被应用于结构的闪电保护系统。
技术介绍
在某些运行状况下，至少一些熟知的航空器容易受到闪电袭击。近来，已由诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)的非金属复合材料的多层片状结构制作至少一些熟知的航空器部件。不同于由金属材料所制造的航空器部件，复合部件一般不会轻易将由闪电袭击所产生的极端电流和电磁力引导至远处。为了确保飞行安全，实施复合部件的航空器可配备有闪电袭击保护(LSP)组件(feature)。例如，导电介质可被设置在复合部件的表面上或嵌入在复合部件中，以使电流转移远离金属紧固件或其他飞行关键部件。可以以各种配置制造至少一些已知的导电介质，并随后设置在复合部件的板层(ply)的表面上或嵌入其间。然而，当应用于复合部件的表面时，导电介质与复合部件之间表面不一致可能需要在导电介质上应用过量的面楽材料(surfacer material)以确保部件的表面基本上是均匀的。此外，至少一些已知的导电介质容易受到诸如其定向电阻率不均匀的其他制造问题的影响。在至少一些CFRP系统中，至少一些已知的导电介质还可能容易受到微裂纹(microcracking)的影响。因而，用于闪电袭击保护系统的导电介质的现有制造方法会增加制造出的航空器的重量或制造时间、会难以整合在复合部件中和/或可能具有使复合部件的使用寿命减少的一个或多个特性。针对这些和其它考虑提出了本文中所创作的公开内容。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种形成供航空器使用的闪电保护系统的方法。该方法包括选择应用于航空器的部件的至少一个导电材料层的配置，其中，基于向所述部件提供的闪电保护的量来选择配置。该方法还包括通过附加制造技术将至少一个导电材料层应用于该部件。在另一方面中，提供了一种用于形成供航空器使用的闪电保护系统的设备。闪电保护系统包括应用于航空器的部件的至少一个导电材料层。该设备包括端部执行器(endeffector)以及親接至该端部执行器的印刷装置(printing device)。该印刷装置被配置为朝向该部件释放金属膏(metal paste)或楽料(metal paste)材料的流体(flow)以在该部件上形成至少一个导电材料层。在又一个方面中，提供了一种修复耦接至部件的闪电保护系统的方法。该方法包括识别该闪电保护系统的损坏部分；选择在损坏部分的位置处应用于该部件的至少一个导电材料层的配置；以及通过附加制造技术将该至少一个导电材料层应用于该部件。【附图说明】图1是示例性航空器制造和保养方法的流程图。图2是示例性航空器的框图。图3是示例性航空器的俯视平面图。图4是可以与在图3中所示出的航空器一起使用的示例性部件的示意性截面图。图5是用于在形成图4中所示出的闪电保护系统的过程中所使用的示例性附加制造设备的不意图。【具体实施方式】例如，在本文中所描述的实施方式涉及形成供航空器使用的闪电保护系统的设备和方法。更具体地，闪电保护系统包括通过附加制造技术将至少一个导电材料层应用于航空器的部件。利用附加制造技术施加导电材料使得制造商能够选择要施加于航空器的层的位置和/或配置。例如，选择在沿着航空器的不同位置处的导电材料的材料和/或设计，以确保在不同位置处提供预定量的闪电保护。因而，在本文中所描述的设备和方法的示例性技术效果包括下列各项中至少一个:a)具有基于欲向其提供的期望的闪电保护的量而在航空器的预定区域上印刷闪电保护组件的能力；b)改善导电材料层中的表面均匀性；c)通过减少要施加于导电材料的当下的平滑层上的表层涂料的量来减轻航空器的总重量；d)具有直接在航空器上印刷高度不可延展的(immalleable)并且通常难以共同工作的导电材料的能力；e)增大导电材料层的定向电阻率的均匀性；以及f)以例如便于减少层的微裂纹的用户设计来印刷导电材料层。在本文中所描述的设备和方法还可用于修复现有的闪电保护系统。如上所述，当与先前已知的闪电保护系统相比，在本文中所描述的设备和方法的技术效果是减少施加于导电材料层上的表层涂料的量。例如，至少一些先前已知的导电介质(诸如金属箔)具有这样的粗糙度和厚度:使施加在金属箔上的面浆材料的单位重量处于约每平方英尺0.03镑与约每平方英尺0.06镑之间的范围内，并且厚度处于约0.005英寸与约0.008英寸之间的范围内。利用附加制造技术来施加导电材料总体上会使将要施加于本文中所描述的导电介质上的面浆材料的单位重量减小至约每平方英尺0.01镑与约每平方英尺0.02镑之间的范围内，并且厚度处于约0.001英寸与大约0.002英寸之间的范围内。此外，在一些实施方式中，诸如当由钛基材料制作导电介质时，可以完全省略面浆材料。参照附图，可以在(图1中示出的)航空器制造和保养方法100的上下文中并且通过(在图2中示出的)航空器102来描述本公开的实施方式。在预制造期间，可以使用包括航空器102的规格(specificat1n)和设计104数据，在制造过程期间，可以采购106与机身相关联的其他材料。在生产过程中，在航空器102进入它的验证与交付过程112之前，进行航空器102的部件和子组件制造108以及系统集成110。当成功满足并完成机身验证时，航空器102可以投入使用114。当由用户使用时，对航空器102进行周期性的、例行的以及有计划的维修和保养116，例如，包括任何改进、重配置和/或整修。在可替换的实施方式中，可以通过除了航空器之外的平台来实施制造和保养方法100。可以通过系统集成商(system integrator)、第三方和/或操作者(例如用户)执行或者完成与航空器制造和/或保养100有关的各个部分和过程。为了该描述的目的，系统集成商可包括但不限于任意数量的航空器制造商和主系统分包商；第三方可包括但不限于任意数量的承包商、分包商以及供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事企业、服务机构等。如在图2中所示，通过方法100所生产的航空器102可以包括具有多个系统120的机身118以及内部122。高级系统120的实例包括推进系统124、电力系统126、液压系统128和/或环境系统130中的一个或多个。任意数量的其他系统可以被包含在内。可以在方法100的任何一个或多个阶段期间采用本文中所实例化的设备和方法。例如，在航空器102投入使用114时，可以以与已生产的部件或者子组件相类似的方式制备或者制造与部件和子组件生产过程108相对应的部件或者子组件。此外，例如，可以通过显著加快航空器102的组装和/或降低航空器102组装成本而在生产阶段108和110期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，可以在对航空器102进行保养或维护时，例如在有计划的维护和保养116过程中利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。如本文中使用的，所述术语“航空器”可以包括但不限于仅包括飞机、无人飞行器(UAV)、滑翔机、直升机和/或任何在空中行驶的其它物体。此外，在可替换的实施方式中，可以在任何制造和/或保养操作中使用本文中所描述的航空器制造和保养方法。图3是航空器102的俯视平面图。在示例性实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成供航空器(102)使用的闪电保护系统(204)的方法，所述方法包括：选择应用于所述航空器的部件(200)的至少一个导电材料层(210)的配置，其中，基于向所述部件提供的闪电保护的量来选择所述配置；以及通过附加制造技术将所述至少一个导电材料层应用于所述部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿琳·M·布朗，基思·丹尼尔·洪费尔德，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US