使用集成雷电防护层的复合材料制备舱板的方法及其舱板技术

本发明专利技术旨在提供一种使用集成有雷电防护层的复合材料制备舱板的方法，其包括带导电层的条带。该方法特征在于其包括自动设置所述条带的步骤，所述条带(30、30’)宽度小于20mm，并且分成彼此平行且沿着第一设置方向设置的第一系列条带(30)和彼此平行且沿着与第一设置方向相交的第二设置方向设置的第二系列条带(30’)。本发明专利技术还旨在提供一种根据所述方法制备的由复合材料制成的舱板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用集成雷电防护层的复合材料制备舱板的方法以及根据所述方法使用复合材料制成的舱板。
技术介绍
已知的是，飞机机身包括并置的舱板或金属板材。在遭遇雷击的情况下，以法拉第笼的形式，该金属机身形成对设置在内部的元件(尤其是连接至飞机机身的电气系统)的保护，并且允许电流从机身前端流向后端。为了减轻飞机的质量，机身舱板由复合材料制成，尤其是用CFRP或CRP(碳纤维加强的聚合物或碳纤维加强的塑料)型的碳纤维加强的复合材料。复合材料制成的该舱板通过在模具上设置多层通常预浸润在支撑装置上的碳纤维而获得。一旦设置了所有层，随后使舱板进行固化或聚合。除了质量增益之外，这种类型的复合材料具有良好的机械属性、不会腐蚀并且抗疲劳性能。然而，与铝合金制成的金属舱板相反，复合材料制成的这些舱板具有弱导电性。因此，需要向复合材料制成的这种舱板添加防雷电保护，称为LSP(雷电保护)。这种雷电防护通常在固化或聚合之前进行，或者在设置纤维层之前直接位于模具上，或者在设置纤维层之后。如图1B中所示，机身的舱板10包括沿着第一方向X的第一曲率半径以及沿着第二方向Y的第二曲率半径。下文中，方向X对应于飞机的纵向(其从前向后延伸)，而方向Y对应于垂直于纵向X的横切方向。复合材料制成的舱板10包括雷电防护层12。根据一个实施方式，雷电防护层包括导电层(金属网、导电环氧<br>树脂覆盖层或金属片)、支撑层和树脂薄膜。根据一个操作方式，碳纤维层设置在第一位置处。随后，通过手动并置雷电防护条带14，而将雷电防护层设置在第二位置处。这些条带设置在单一方向上，并且边缘重叠以确保电连续性。条带14在辊筒中切割，并且宽度可以达到900mm。该操作模式能够控制将条带设置在具有曲率半径、甚至两个曲率半径的表面上，例如飞机机身舱板。为了提高生产率，一种方案包括自动设置雷电保护条带。第一方案包括使用ATL(“自动铺带”)型的自动铺设机。这种类型的机器能够设置宽度在150和300mm之间的条带。这种类型的机器能够确保条带边缘重叠，以确保电连续性。但是，其仅能用于将条带设置在平坦的支撑装置上，这并不是机身舱板的情况。即使能够预想将纤维层和雷电防护条带设置成平坦状，随后整体变形以获得弯曲舱板，但是在变形之后不再能够确保条带之间的电连续性。第二方案包括使用AFP(“自动纤维设置”)类型的纤维设置机。这种类型的机器能够将条带设置在弯曲表面上，诸如机身舱板。但是，这种类型的机器仅能设置宽度不超过2英寸、约5cm的条带。如图2中所示，雷电防护层包括设置在机身舱板10上的多根条带16，彼此平行并且沿着方向X设置。条带16的宽度不超过2英寸，以便于能够自动地设置在弯曲表面上。该情况下，沿着方向X的导电性与沿着方向Y的导电性不同(当导电性表达为单位面积的m欧姆时，比例为10)。这两个值之间的差值之大，减小了雷电防护的效率。此外，其不确保保护以该方式制备机身的飞机中的电气系统。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供了一种方案，能够自动设置雷电防护条带，同时在舱板的所有方向上具有导电性，足以传导在雷电袭击时产生的电流。为此，本专利技术旨在提供一种使用集成雷电防护层的复合材料制备舱板的方法，其包括具有导电层的条带，所述方法特征在于其包括自动设置所述条带的步骤，所述条带宽度小于20mm并且分成彼此平行且沿着第一设置方向设置的第一系列条带以及彼此平行且沿着与第一设置方向相交的第二设置方向设置的第二系列条带。该方法能够通过使用例如AFP类型的纤维设置机，而自动设置条带在包括至少一个曲率半径的表面上，同时在符合航空规定的所有方向上具有导电性。优选地，第一设置方向和第二设置方向限定了呈平行四边形的图案。根据一些结构，对于两个条带系列中之一，条带设置成边缘重叠。根据其他结构，两个条带系列中的条带设置具有间隔。根据一个优选实施方式，第一系列条带彼此的间距等于其宽度，而第二系列条带彼此的间距等于其宽度的四倍。该方案能够在导电性和雷电防护总体之间获得极好的折衷。根据一个变化方案，第一设置方向和第二设置方向彼此垂直，并且一个设置方向平行于飞机的纵向。根据另一变化方案，第一设置方向和第二设置方向限定呈菱形图案，其中一条对角线平行于飞机的纵向。优选地，制备飞机机身舱板的方法包括将纤维设置在装置的凸起的设置表面上的第一步骤以及将雷电防护条带设置在同一装置的最后一层纤维上的第二步骤。本专利技术还旨在提供一种复合材料制成的舱板，其集成有雷电防护层，包括带导电层的条带。该舱板其特征在于条带宽度小于20mm，并且分成彼此平行且沿着第一设置方向设置的第一系列条带以及彼此平行且沿着与第一设置方向相交的第二设置方向设置的第二系列条带。优选地，第一设置方向和第二设置方向限定了呈平行四边形的图案。根据一些结构，对于两个条带系列中之一，条带设置成边缘重叠。根据其它结构，两个条带系列中的条带设置具有间隔。根据一个优选实施方式，第一系列条带彼此的间距等于其宽度，而第二系列条带彼此的间距等于其宽度的四倍。根据一个变化方案，第一设置方向和第二设置方向彼此垂直，并且一个设置方向平行于飞机的纵向。根据另一变化方案，第一设置方向和第二设置方向限定呈菱形图案，其中一条对角线平行于飞机的纵向。附图说明参考随附附图，根据本专利技术的说明书，其它特征和优点将变得明显，所述说明书仅作为实例给出，在附图中：图1A是飞机的透视图，图1B是飞机机身舱板的透视图，图2是根据现有技术覆有雷电防护条带的机身舱板的一部分的顶视图，图3A至3E是示出本专利技术的根据不同结构、覆有雷电防护条带的机身舱板的部分的顶视图，图4A至4D分别是示出图3A至3D中所示的舱板的部分的表面在经受雷击之后的视图，以及图5是示出本专利技术的优选结构、覆有雷电防护条带的机身舱板的一部分的顶视图，图6是根据图5所示的结构的覆有雷电防护条带的机身舱板的透视图，图7是图6的面板的横截面视图。具体实施例如图6和7中所示，复合材料制成的舱板20包括浸润在树脂基质中的纤维。根据该情况，树脂是热固性或热塑性树脂。纤维可以是玻璃纤维、碳纤维等。根据一个实施方式，复合材料制成的舱板20是CFRP型(“碳纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用集成雷电防护层的复合材料制备舱板的方法，其包括具有导电层的条带(30、30’)，其特征在于，所述方法包括自动设置所述条带的步骤，所述条带(30、30’)的宽度小于20mm并且分成彼此平行且沿着第一设置方向(L1)设置的第一系列条带(30)以及彼此平行且沿着与第一设置方向(L1)相交的第二设置方向(L2)设置的第二系列条带(30’)。

【技术特征摘要】
2014.11.10 FR 14608641.一种使用集成雷电防护层的复合材料制备舱板的方法，其包
括具有导电层的条带(30、30’)，其特征在于，所述方法包括自动
设置所述条带的步骤，所述条带(30、30’)的宽度小于20mm并且分
成彼此平行且沿着第一设置方向(L1)设置的第一系列条带(30)以
及彼此平行且沿着与第一设置方向(L1)相交的第二设置方向(L2)
设置的第二系列条带(30’)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一设置方向(L1)
和第二设置方向(L2)限定平行四边形的图案。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，两个系列条带
中至少一个系列条带(30、30’)设置成边对边。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，两个系列条带
(30、30’)间隔开。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，第一系列条带(30)
彼此的间距等于其宽度，而第二系列条带(30’)彼此的间距等于其
宽度的四倍。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，第一设
置方向(L1)和第二设置方向(L2)垂直，并且两个设置方向(L1、
L2)中的一个设置方向平行于飞机的纵向(X)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，第
一设置方向(L1)和第二设置方向(L2)限定菱形图案，其中菱形的
一条对角线平行于飞机的纵向(X)。
8.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于，其包括

【专利技术属性】
技术研发人员：西里尔·科拉尔，里夏尔·米里洛，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR