包括电气设备和复合材料部件的航空器制造技术

航空器包括至少一个电气设备(12)和一个与所述设备连接的复合材料部件(16)。该航空器被布置为使所述设备的故障电流电路穿过所述部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括电气设备和复合材料部件的航空器本专利技术涉及位于航空器上的电气设备。航空器包括大量的不同类型的电气设备或装置。这些电气设备或装置可以是发动机，或诸如计算机之类的电子装置。在这些设备中，许多都是通入单相电流的。为此，设备通过电缆连接至发电机的正极。对于到发电机负极的连接，这通过将设备的另一极连接至飞机的金属体(masse m6talliqUe)、并且发电机的负极也与之连接来形成。这构成了所谓运行电流的电路。还必须考虑排除与设备相关的可能的故障电流。例如，这种类型的电流可以是泄漏电流或短路电流，它们可出现在异常情况中。当飞机的大部分由金属制成时，故障电流可以同运行电流相同的方式被排除，其中设备被连接至飞机的金属部件。然而，当期望用复合材料来制造飞机的一部分时，事情变得不同，所述复合材料包括由非金属纤维增强的塑料材料基质。相比于金属，这种材料实际上是不良电导体。为了将这种类型的飞机中存在的设备连接至飞行器的金属体以排除运行电流，每个设备通过专门的电缆被连接至所述金属体。已知要设计一种专门的金属网络，有时在机身处，被称作电气结构网络，即，英语ESN (electrical structure network)。此外，必须考虑设备的可能的故障电流返回至金属体。为此，专门的网络被使用， 该网络被称作故障金属网络，即，英语MBN(metallicbonding network)。该网络与飞机的结构金属部件——例如座椅导轨——部分地混同在一起，用于形成能够排除设备的故障电流的飞机网状结构(maillage)。在这方面，已知的是提供专门的部件，例如在飞机的每个框架和每个横梁上的金属带，从而使得尽管存在复合材料，仍可保证在各金属部件之间的电气连续性，该连续性能够实现由飞机主体(masse)排除故障电流。然而，这些金属元件的总和形成复杂的网状结构，并会产生很多问题。例如，添加专门的部件增加了飞机的重量。增加了装配操作的整体时间。相关的费用是可观的。这些元件也使得电流返回网络更复杂。最后，这些元件在确定尺寸、维护、腐蚀、ESN部件之间的互连上还要作特别的研究。本专利技术的一个目的是提供一种在包括由复合材料制成的部件的飞机上排除故障电流的更简单的方案。为此，本专利技术提供一种航空器，包括至少一个电气设备和一个与所述设备连接的复合材料部件，所述航空器被布置为使所述设备的故障电流电路经过所述部件。因此，设备的故障电流的排除可以通过由复合材料和金属形成的混合网络来实现。网络的金属部分对应于航空器的金属体。这是主网络。由复合材料制成的部件形成能够将故障电流引向该主网络的输送网络。因此，复合材料部件本身起着排除设备的故障电流的作用。本专利技术利用的是，航空器上的复合材料的电气属性不能够使它们将运行电流排向航空器的主体，反而是能够使它们排除故障电流。实施本专利技术不需要添加大量的专门的部件。这既不会造成超重，也不需要明显地增加装配操作的时间。没有实质性的超额费用， 电流返回网络也不会复杂化。最后，不需要对ESN部件之间的互连进行精密的研究。有利地，该航空器包括至少一个接触构件，该接触构件连接至所述设备，并借助于所述构件和所述部件之间的紧密配合装配至所述部件。由此，确保了设备和复合材料部件之间的良好的电连接，从而使得故障电流能够被适当地排除。更准确地说，该配合使得所述构件和所述部件之间的接触电阻最小，或者甚至可忽略不计，由此更容易通过所述复合材料部件排除故障电流。优选地，所述接触构件在所述部件的一个孔中延伸，所述构件的直径ν和所述孔的直径e满足下列公式(v-e)/v≥ 0. 0025。直径之间的这种关系确保了接触电阻可忽略不计。有利地，所述复合材料包括由碳纤维增强的塑料材料。优选地，所述故障电流电路的大部分长度包括航空器的金属部件。因此，所述网络大部分由航空器的金属元件构成，尤其是飞机的结构元件，因此可获得尽可能小的网路(maille)电阻。有利地，电气设备的数量和复合材料部件的数量至少是两个，所述航空器包括连接至所述复合材料部件的金属结构，以使每个设备的故障电流电路经过相关联的部件和金属结构，而不经过与每个其他设备相关联的部件。优选地，所述航空器包括一个监测装置，其适于检出与所述设备相关的故障电流。该装置能保护所述设备避免由出现的故障电流导致的可能后果。优选地，所述装置适于在检测到与所述设备相关的故障电流时中断向所述设备的{共 O有利地，所述监测装置构成所述设备的一部分。因此，所述装置专用于所述设备。在故障电流的情况下，能够在不中断其他设备的运行下隔离该设备。并且不需要在操作链上执行专门的装配操作。本专利技术还提供一种制造航空器的方法，其中将所述航空器的电气设备连接至一个复合材料部件，且将所述航空器布置为使所述设备的故障电流电路经过所述部件。优选地，将至少一个接触构件连接至所述设备，且借助于所述构件和所述部件之间的紧密配合将所述接触构件装配至所述部件。根据下文中通过参考附图以非限制性实施例给出的实施方案的描述，可得出本专利技术的其他特性和优点，其中-附图说明图1是本专利技术的飞机的立体图；-图2是示出了设备与图1的飞机机上连接的电气示意图；-图3是设备及其与图1飞机的结构的一部分连接的视图；-图4是图3的IV-IV平面上的连接的截面图；-图5示出了两种材料的耦合电阻随过盈(interference)变化的曲线；-图6是示出了在一个变型方案中监测装置的原理的电气示意图；以及-图7是结合了该监测装置的设备连接的电气示意图。图1示出了本专利技术的航空器。在这里是重航空器，更准确地是飞机。该飞机2具有机身4、带有对应发动机8的两个机翼6和一个尾翼10。飞机2在机上包括多个由各种各样的装置组成的电气设备。例如，这些设备可以是发动机或诸如计算机之类的电子装置。设备12的其中之一在图3中示出。飞机的结构包括由金属制成的结构部件，例如图3中示出的座椅导轨14。飞机还包括由复合材料制成的结构部件，例如在同一图中示出的横向构件16。在本文中使用的术语“复合材料”指的是至少两种不混溶但有强的粘结能力的材料的结合体。复合材料包括保证其机械强度的骨架或增强件，以及保护基质。具体地，该基质可以是塑料材料，该增强件可由碳纤维形成。因此，这里材料是碳纤维增强的塑料材料。 导轨14搁置在横向构件16上，垂直于横向构件16，并通过结构接合元件18紧固至横向构件16。图2示出了设备12连接至飞机2上的发电机20的电气示意图。这里，发电机是单相类型。设备12(在该图中由其阻抗ZI表示)通过诸如电缆22 (电阻为Rf)之类的导体被连接至发电机的正极。在发电机的负极方向，设备12还通过接地导体，例如电阻为Rg 的电缆M相连接。该电缆本身被连接至飞机2的ESN 26,ESN沈在设备12的运行电流的返回路径中呈现电阻Rr。这些元件构成用于返回运行电流的设备12的接地电路，其中该电路在图2中由标为观的粗体线所表示。这是一个在设备12正常运行期间由发电机20提供并向设备12供电所行进的正常路径。图2示出了平行于支路32延伸的支路30，支路32包括设备12和串联连接的电缆对。支路30示出了由其具有的开关(interrUpteUr)34符号表征的短路的可能性。在这种短路情况下，来自发电机20的正极的电流至少部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·庞斯，N·莱路斯，
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：