飞行器燃料箱的密封件测试制造技术

本申请公开飞行器燃料箱的密封件测试。本文所描述的实施例提供用于模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件(206)的机械应力的设备和方法。一个实施例包括样本(204)、测试夹具(210)和电容器(212)。样本(204)包括飞行器燃料箱的、具有圆柱形形状的非导电密封件(206)和在密封件内轴向居中的导电线(208)。测试夹具(210)在测试期间固定样本(204)。电容器(212)电气耦合到测试夹具(210)并通过利用电流使线(208)汽化以对密封件(206)产生机械冲击，从而模拟飞行器上的雷击。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及飞行器的领域，并且具体涉及对飞行器的燃料箱中使用的密封件(sealant，密封剂/密封件)进行测试。
技术介绍
飞行器燃料箱包括利用紧固件固定在一起的多个区段。紧固件和箱的配合表面被涂覆有密封件以确保燃料箱不泄露。如果飞行器被雷击，则紧固件与燃料箱的区段之间会产生电弧，密封件还在箱中的燃料与电弧之间形成机械屏障。然而，在雷击期间可能发生的电弧会在密封件上产生机械应力，这可能引起密封件破裂或破坏，使得电弧能够点燃燃料。因此，美国联邦航空管理局(FAA)要求执行测试以确保飞行器燃料箱中使用的密封件能够抵挡由于飞行器上的雷击引起的应力。飞行器燃料箱的目前测试方法包括：组装用于燃料箱的紧固件和面板的样品，并且施加高电流通过该样品。电流在紧固件周围产生电弧，这对施加到紧固件的密封件产生应力。然后检查样品以确定紧固件周围是否存在密封件破坏或破裂。目前测试方法的问题是，组装样品是昂贵且耗时的。进一步，由于紧固件与面板之间的机械界面的变化，从一个样品到另一个样品、或从相同样品中的一个紧固件到另一个紧固件，难以可靠地再现紧固件周围的电弧。因此，存在对改善用于飞行器燃料箱的密封件可以如何响应飞行器上的雷击的测试的期望。
技术实现思路
本文所描述的实施例提供用于模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件的机械应力的设备和方法。嵌入在密封件的样品中的线由电流被汽化(vaporize)，这将机械冲击施加到密封件，这在测试间可重现。然后可以检查样品的断裂或破裂，所述断裂或破裂可以表示密封件可以如何响应由飞行器上的雷击引起的应力。一个实施例包括样本、测试夹具和电容器。样本包括飞行器燃料箱的、具有圆柱形形状的非导电密封件和在所述密封件内被轴向居中的导电线。测试夹具固定样本以进行测试。电容器电气耦合到测试夹具并通过利用电流使线汽化以对密封件产生机械冲击，来模拟飞行器上的雷击。另一实施例包括模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件的机械应力的方法。所述方法包括制作样本，样本包括飞行器燃料箱的、具有圆柱形形状的非导电密封件和在密封件内轴向居中的导电线。所述方法进一步包括将样本固定在测试夹具中，以及通过利用电流使线汽化以对密封件产生机械冲击，来模拟飞行器上的雷击。另一实施例包括用于制作样本的模具、测试夹具和电容器。模具使得导电线能够在模具的圆柱形腔内轴向居中，以及在腔中接收飞行器燃料箱的非导电液体密封件。模具沿着通过圆柱形腔的长轴线的平面分开，在密封件固化后排出样本。测试夹具固定样本以进行测试，并且电容器通过利用电流使线汽化以密封件产生机械冲击，来模拟飞行器上的雷击。以上
技术实现思路
提供了说明书的一些方面的基本理解。该
技术实现思路
不是说明书的广泛概述。既不意图确定说明书的关键或重要元素，也不意图描写说明书的任何范围的具体实施例、或权利要求书的任何范围。其唯一目的是以简化的形式呈现说明书的一些构思，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。附图说明现在仅以示例的方式并且参照附图描述一些实施例。相同的附图标记在所有附图上都表示相同的元件或相同类型的元件。图1是一个示例性实施例中的使用多个内部燃料箱的飞行器。图2图示一个示例性实施例中用于模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件的机械应力的系统。图3A-3C是一个示例性实施例中用于模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件的机械应力的方法的流程图。图4图示一个示例性实施例中的包括若干圆柱形腔的模具。图5-7图示一个示例性实施例中的模具在用于密封件的样本的制作过程期间的不同视图。图8图示一个示例性实施例中的密封件的样本的视图。图9是一个示例性实施例中的测试夹具的视图。图10图示一个示例性实施例中的样本测试的结果。图11图示一个示例性实施例中对五种不同密封件执行的测试结果的表。具体实施方式附图和以下描述图示了具体示例性实施例。因此应认识到，本领域技术人员能够想出尽管未在本文中明确描述或示出但是体现实施例的原理并且包括在实施例的范围内的各种装置。此外，本文中所描述的任何示例都意图帮助理解实施例的原理，并且应被理解为不对这些具体阐述的示例和情况进行限制。因此，(一个或多个)创造性构思不限于下面所描述的具体实施例或示例，但是受权利要求和其等同物限定。图1图示一个示例性实施例中的包括若干内部燃料箱102-108的飞行器100。飞行器100可以包括中心机翼箱102、对应于飞行器100上机载的不同发动机的主箱103-106、和用于飞行器100的每侧上的发动机的储备箱107-108。飞行器100上机载不同箱的一个目的是重量分布。燃料重，因此多个箱确保燃料的重量被均匀分布在飞行器100机载的不同箱102-108之间。随着燃料被消耗，这还使得飞行器100的重心能够被控制。例如，燃料可以在飞行期间在箱102-108之间被重新分布，以使得燃料的重量被均匀地分布。飞行器100上机载不同箱的另一目的是确保燃料系统的任一个部件的故障不会导致多于一个发动机的动力的损失。FAA提供了关于由于飞行器100上的直接雷击、扫过的雷击、冕珥(coronal)和/或流光的飞行器的燃料箱(例如，飞行器100的燃料箱102-108)中的燃料蒸汽点燃的防止的规章。当雷击被飞行器100上的空气动力学力变形时，扫过的雷击发生，并且会以独特方式跨越飞行器100的机身传播。冕珥是由于飞行器100与飞行器100周围的区域之间的电势差而发生的发光放电。流光是飞行器100上的直接雷击或当雷电逼近时发生的分支状电离路径。如果箱102-108中的各种紧固件周围的密封件(未示出)由于应力而机械故障，箱102-108中的燃料的点燃则会发生。例如，现代飞行器可以利用复合结构形成燃料箱，所述复合结构通常是利用金属紧固件接合在一起的碳纤维和环氧树脂的面板。虽然复合结构具有高电阻，但是用来将面板接合在一起的金属紧固件会使得来自雷击的高电流流过紧固件，这会在紧固件与复合面板之间引起电弧。如果电弧将密封剂断裂，那么电弧能够点燃箱中的燃料蒸汽。由于这种顾虑，FAA具有要求飞行器制造商对他们用来密封其飞行器上机载的燃料箱的密封件执行测试的适当规章。飞行器燃料箱的目前雷电测试需要将复合面板的区段与金属紧固件组装在一起，并且试图在紧固件中产生电弧。然而，电弧在不同的测试之间会难以再现。例如，如果针对飞行器燃料箱中的可能使用测试不同的密封件，则难以确定测试的结构的改变是由于密封件本身、还是由于样品之间的电弧差。本文中所描述的实施例目标在于利用包括薄金属线的密封件的圆柱形样品来缓解这些问题，当被汽化(例如，利用来自电容器或一组电容器的高电流放电)时，所述薄金属线将机械应力施加到密封件样品，这在测试与测试之间是可以再现的并且对于通过线沉积到样品内的能量可量化。样品然后可以检查其断裂，当与沉积到样品内的能量相关联时，这提供关于密封件的材料性能的信息。进一步，在不同温度下执行这样的测试比试图将紧固件和面板组件(其可以很大和/或具有不规则形状)放入环境舱更容易。图2图示一个示例性实施例中用于模拟由于飞行器上的雷击而施加到密封件的机械应力的系统200。在该实施例中，系统200包括模具202，所述模具202用来制作用于对燃料箱密封件进行应力测试的一个或更多个样本204。样本204然后可以从模具202中移除。在该实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统(200)，其包括：样本(204)，其包括：飞行器燃料箱的非导电密封件(206)，其具有圆柱形形状；和导电线(208)，其在所述密封件内轴向居中；测试夹具(210)，其被配置为在测试期间固定所述样本；和电容器(212)，其电气耦合到所述测试夹具(210)，所述电容器(212)被配置为通过利用电流使所述线(208)汽化以对所述密封件(206)产生机械冲击，从而模拟所述飞行器上的雷击。

【技术特征摘要】
2015.09.24 US 14/864,4691.一种系统(200)，其包括：样本(204)，其包括：飞行器燃料箱的非导电密封件(206)，其具有圆柱形形状；和导电线(208)，其在所述密封件内轴向居中；测试夹具(210)，其被配置为在测试期间固定所述样本；和电容器(212)，其电气耦合到所述测试夹具(210)，所述电容器(212)被配置为通过利用电流使所述线(208)汽化以对所述密封件(206)产生机械冲击，从而模拟所述飞行器上的雷击。2.根据权利要求1所述的系统(200)，进一步包括：传感器(214)，其被配置为计算当使所述线(208)汽化时沉积到所述密封件(206)内的能量。3.根据权利要求2所述的系统(200)，其中：所述传感器(214)被配置为测量在时间间隔内所述线(208)处的电压，测量在所述时间间隔内所述电容器(212)施加到所述线(208)的所述电流，以及基于所述电压、所述电流和所述时间间隔计算沉积到所述密封件(206)内的所述能量。4.根据权利要求2所述的系统(200)，其中：所述传感器(216)被配置为测量当使所述线(208)汽化时所述密封件(206)的表面速度以及基于所述表面速度、所述密封件(206)的密度和所述密封件(206)的波速计算沉积到所述密封件(206)内的所述能量。5.根据权利要求1所述的系统(200)，其中：所述线(208)具有邻近所述密封件(206)的末端的暴露部分，所述密封件(206)的所述末端将所述样本电气耦合到所述测试夹具(210)。6.根据权利要求1所述的系统(200)...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·J·斯威特，K·R·胡森，J·S·达玛佐，A·C·戴，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US