结构复合部件和用于构造结构复合部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种结构复合部件(1、1’)、特别是用于飞行器或航天器(10)的结构复合部件(1、1’)，该结构复合部件(1、1’)包括雷击防护层(2、2’)和复合电池(3)，复合电池包括阴极层(4、4’)和分隔层(7)，其中，雷击防护层(2、2’)与阴极层(4、4’)一体地形成，并且其中，分隔层(7)构造成用于向结构复合构件(1、1’)提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。本发明专利技术还提供了一种用于构造该结构复合构件(1、1’)的方法和包括该结构复合部件(1、1’)的飞行器或航天器(10)。

【技术实现步骤摘要】
结构复合部件和用于构造结构复合部件的方法
本专利技术涉及结构复合部件，特别是用于飞行器或航天器的结构复合部件，本专利技术还涉及用于构造这种类型的结构复合部件的方法，并且还涉及包括这种结构复合部件的飞行器或航天器。本专利技术的一个目的是提供一种能够在提供附加功能的同时储存能量的结构复合部件。本专利技术的另一目的是提供一种与复合结构的制造条件相匹配的结构复合部件，以便使结构复合部件容易地结合到常规的制造工艺。尽管本专利技术及其所基于的问题适用于任何类型的结构，例如各种车辆，特别是飞行器、航天器等，但是将参照商用飞行器的蒙皮对本专利技术及其所基于的问题进行更详细地解释。
技术介绍
飞行器的现代蒙皮通常用复合材料构造。为了防止雷击和/或磁脉冲，通常将另外的高导电层即所谓的雷击防护(LSP)结合到蒙皮中。图1A示出了申请人已知的用于飞行器蒙皮的典型的复合层压件101的截面图。层压件101包括外涂层105。在涂层105的下方直接设置有LSP102。接着LSP102的是若干层碳纤维增强聚合物111。图1B示出了典型的LSP层102的分解图，其中，LSP102包括嵌在树脂膜113中的铜网112。文献DE102006046002A1描述了用于雷击防护的另一多层系统，该多层系统具有包括极化颗粒的涂层。此外，近些年已经尝试开发结合到复合结构中的电池功能。图2示出了申请人已知的复合电池单元103的基本构造。一般的构造包括置于两个分隔件层之间的阴极层104。在堆叠件的底部和顶部处布置有两个阳极层106。本专利技术的一个目的是提供一种改进的结构复合部件。此外，本专利技术的一个目的是提供一种用于构造这种改进的结构复合部件的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种如权利要求1所述的结构复合部件、特别是用于飞行器或航天器的结构复合部件；提供了一种如权利要求11所述的用于构造结构复合部件、特别是用于飞行器或航天器的结构复合部件的方法；并且还提供了一种如权利要求15所述的飞行器或航天器。本专利技术的有利的或优选的特征在从属权利要求中描述。因此，根据一个方面，本专利技术提供了一种结构复合部件、特别是用于飞行器或航天器的结构复合部件，该结构复合部件包括雷击防护层和复合电池，该复合电池包括阴极层和分隔层，其中，雷击防护层与阴极层一体地形成，并且其中，分隔层构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。根据另一方面，本专利技术提供了一种用于构造结构复合部件、特别是构造根据权利要求1至10中的一项所述的特别地用于飞行器或航天器的结构复合部件的方法，该方法包括：提供阳极层、分隔层和雷击防护层，其中，分隔层构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性；将阳极层、分隔层和雷击防护层堆叠；以及使阳极层和雷击防护层接触以形成复合电池，其中，雷击防护层作为阴极层被接触。根据另一方面，本专利技术提供一种飞行器或航天器，该飞行器或航天器包括根据本专利技术的和/或通过根据本专利技术的方法形成的结构复合构件，特别地包括外蒙皮。本专利技术的一个构思是提供一种构造为电池的结构复合部件，该结构复合部件包括分隔层，分隔层构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。结构复合部件还包括与复合电池的阴极层一体地形成雷击防护层。这最后特别是由于雷击防护层用作复合电池的阴极层而实现的。这意味着，与常规的复合电池相比，堆叠层由于阴极形成最上层或最外层而改变。此外，与在其中使用分隔层作为玻璃板层的常规复合电池相比，本专利技术的结构复合部件的分隔层构造成提供部件内的新功能，特别是该分隔层可以用作声阻尼、和/或防火隔板、和/或防止撞击。此外，与常规的LSP相比，本专利技术的结构复合部件的雷击防护层作为复合电池的阴极被接触。特别地，雷击防护层相应地形成并堆叠。如此以来，省略了常规的阴极层。因此，特别是与包括单独的复合电池和雷击防护的部件、尤其是具有单独的雷击防护层和阴极层两者的部件相比，可以减小复合部件的重量。除了重量之外，也可以减小层压件的厚度。此外，由于省略了常规的阴极层，因此需要较少的材料。因此，可以降低材料和制造劳动的成本。用于构造和/或制造结构复合部件的方法包括提供阳极层、分隔层和雷击防护层，分隔层构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性；将阳极、分隔层和雷击防护层堆叠；以及使阳极与雷击防护层接触以形成复合电池。特别地，分隔层设置在阳极层与雷击防护层之间。此外，提供触头，其中，正触头设置用于雷击防护层，并且负触头设置用于阳极层。特别地，雷击防护层由此被接触并构造成、例如相应地形成并堆叠成用作阴极层。由此，保持了LSP的功能、特别是完整地保持LSP的功能。本专利技术的飞行器或航天器优选地包括形成为外蒙皮的这种结构复合部件。如此以来，将所设置的用作复合电池的大的表面和有效的雷击防护以最小的重量同时结合到外蒙皮中。此外，该外蒙皮提供了附加功能，比如声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。雷击防护层优选地包括金属、特别是高导电金属，比如例如铜。分隔件优选地包括防火隔板层比如例如芳族聚酰胺或热塑性塑料、冲击保护层比如例如芳族聚酰胺、或振声阻尼层比如弹性体。本专利技术的有利实施方式和改进可以在从属权利要求中查找。根据一个实施方式，结构复合部件构造为经涂覆的多层蒙皮部。特别地，经涂覆的多层蒙皮部构造成用于形成飞行器或航天器的外蒙皮，例如机身蒙皮部。如此以来，复合电池和雷击防护功能两者都结合到蒙皮例如飞行器或航天器的蒙皮中，同时该蒙皮提供附加功能。根据一个实施方式，与阴极层一体地形成的雷击防护层设置在多层蒙皮部的最外层处。特别地，构造为阴极层的雷击防护层直接设置在涂层的下方。这意味着，复合电池的堆叠件适应于将阴极层设置为最外层。如此以来，阴极层和雷击防护层结合成一体在不减少任何雷击防护功能的情况下是可行的。根据一个实施方式，雷击防护层构造为阴极层。特别地，构造为阴极层的雷击防护层形成为单层。这意味着，阴极层和雷击防护层不仅彼此结合，而且雷击防护层作为阴极而用于额外的功能，优选地形成为单个共用层。因此，该层例如在厚度、表面、电位和/或导电性方面被设计成实现用于复合电池的阴极的功能和为结构复合部件提供雷击防护的功能两者。根据有利实施方式，构造为阴极层的雷击防护层形成为金属网、特别地形成为铜网。如此以来，提供了雷击防护层的高导电性。作为铜的替代方案，也可以使用其他高导电金属比如铝。金属网可以形成为例如膨胀箔(expandedfoil)。根据一个优选实施方式，复合电池还包括阳极层。分隔层布置在阳极层与构造为阴极层的雷击防护层之间。阳极层和分隔层结合到结构复合部件中。特别地，阳极层和分隔层结合在结构复合部件的堆叠层中。如此以来，复合电池有利地与结构复合部件完全一体地形成。根据一个实施方式，复合电池的容量适应于雷击防护层的厚度。替代性地或者另外地，复合电池的容量可以适应于雷击防护层的表面。这意味着，雷击防护层形成了设计约束，复合电池的其余部分、特别是阳极的厚度和/或表面适应于该设计约束。如此以来，确保了雷击防护功能。例如，根据一个实施方式，阳极包括多个纤维层，所述纤维层特别地是碳纤维层或板层，其中，接触式纤维层的数量根据复合电池的容量而适应于雷击防护层的厚度和/或表面。根据另一实施方式，增大雷击防护层的厚度以适应复合电池的容量。替代性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞行器或航天器(10)的结构复合部件(1、1’)，所述结构复合部件(1、1’)包括：‑雷击防护层(2、2’)，以及‑复合电池(3)，所述复合电池(3)包括阴极层(4、4’)和分隔层(7)，‑其中，所述雷击防护层(2、2’)与所述阴极层(4、4’)一体地形成，并且‑其中，所述分隔层(7)构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。

【技术特征摘要】
2016.11.23 EP 16382550.81.一种用于飞行器或航天器(10)的结构复合部件(1、1’)，所述结构复合部件(1、1’)包括：-雷击防护层(2、2’)，以及-复合电池(3)，所述复合电池(3)包括阴极层(4、4’)和分隔层(7)，-其中，所述雷击防护层(2、2’)与所述阴极层(4、4’)一体地形成，并且-其中，所述分隔层(7)构造成用于提供声阻尼、和/或防火隔板、和/或耐冲击性。2.根据权利要求1所述的结构复合部件(1)，其中，所述结构复合部件(1)构造为经涂覆的多层蒙皮部。3.根据权利要求2所述的结构复合部件(1)，其中，与所述阴极层(4、4’)一体地形成的所述雷击防护层(2、2’)设置为所述多层蒙皮部的最外层、特别地直接位于涂层(5)的下方。4.根据前述权利要求中的任一项所述的结构复合部件(1)，其中，所述雷击防护层(2、2’)构造为所述阴极层(4、4’)，特别地使得所述雷击防护层(2、2’)形成单层。5.根据权利要求4所述的结构复合部件(1)，其中，构造为所述阴极层(4、4’)的所述雷击防护层(2、2’)形成为金属网，特别地形成为铜网。6.根据权利要求4或5所述的结构复合部件(1)，其中，所述复合电池(3)还包括阳极层(6)，并且其中，所述分隔层(7)设置在所述阳极层(6)与构造为所述阴极层(4、4’)的所述雷击防护层(2、2’)之间，并且其中，所述阳极层(6)和所述分隔层(7)结合到所述结构复合部件(1、1’)中。7.根据权利要求6所述的结构复合部件(1)，其中，所述复合电池(3)的容量适应于所述雷击防护层(2)的厚度和/或表面。8.根据权利要求7所述的结构复合部件(1)，其中，所述阳极层(6)包括多个纤维层(6a、6b、6c)，所述纤维层(6a、6b、6c)特别地是碳纤维层，其中，接触式纤维层(6a、6b、6c)的数量根据所述复合电池(3)的容量而适应于所述雷击防护层(2)的所述厚度和/或所述表面。9.根据权利要求6所述的结构复合部件(1’)，其中，所述雷击防护层(2’)的所述厚度和/或所述表面被增大以适应于所述复合电池(3)的容量。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：塔玛拉·布兰科瓦雷拉，乔斯·桑切斯戈麦斯，莱雷尔·塞古拉马丁内斯德伊拉尔杜亚，马里亚诺·莫拉莱斯蒙杰，
申请(专利权)人：空中客车西班牙运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES