[发明专利]针对放电保护由复合材料制造的燃料罐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对雷击引起的放电保护由低导电性材料制成的燃料罐的方法，并且特别地涉及一种保护在燃料罐内部的例如管道、阀或泵的装置的方法。

背景技术

复合材料与金属材料相比具有高电阻。由于金属材料的重量给出的机械特性，金属材料通常用在航空领域以制造用作燃料储存器的结构。

复合材料固有的高电阻在燃料罐内的内部系统上引起高度相关的感应效应。此效应将诱导对于整个结构整体性可能产生灾难性故障或现象的内部电流。

所述现象与在雷击的情况下产生的温和或剧烈放电相关，在由低导电性材料制造的结构中需防止出现所述放电，以确保在罐内所有重要电气装置的结构完整或确保在罐内不发生电弧。所述现象是：

热点：在结构某特殊位置(例如接头(joint)或交叉元件(intersectionelement))上的高电流密度可以产生高温点。如果温度超过200℃(由FAA/JAA认证的燃料自燃点)，在罐内存在合适的化学计量浓度的情况下，燃料会达到其闪点。

电弧(火花)：电流流过具有不同电阻的材料和流进几何结构上间隔开的位置中会导致彼此之间的电压降，这以电弧形式放电并引燃在贮存在结构中的燃料/易燃液体。

电气装置故障：由雷击产生的放电产生通过外部结构的高水平的电流并且可以因此通过分流或通过感应引导电流通过内部系统。这些效应能导致严重的装置事故，产生灾难性故障。

发明内容

本发明的目的在于针对放电保护位于飞行器机翼内和/或稳定器内、由复合材料制造并且设置有不同电气装置的飞行器燃料罐，但是其可应用到由低导电性材料构造并且在其内具有可燃流体、以及在其内具有以及电气系统和/或流体动力系统的任何结构。

由于所使用材料在制造中的固有特性，新一代材料，特别是低导电性的复合材料致使在燃料罐中存在具有不同机械和电气性能的结构。当罐由低导电性非金属材料制造时，位于罐内部的装置由高导电性材料制造，例如由铝管制成的燃料系统和具有金属外壳的装置。

以上说明了在很多情况下由雷击引起的飞行器燃料罐内的放电产生的灾难性事故的缺点。当使用的结构由不导电材料制造时有很高的风险，即电流将流过通常由金属材料制造的内部系统。这种情况会产生电弧、内部发光颗粒、热点或重要装置故障，从而产生会引起爆炸和随后的结构破坏的潜在点火源。

本发明提出了一种针对放电保护位于全部或部分由合成材料制造的燃料罐内部的金属装置组的方法，该方法包括以下步骤：

a)在金属装置固定/连接到燃料罐上的多个点上包括绝缘元件，以确保所述金属装置相对于燃料罐电绝缘；

b)在线型金属装置中包括绝缘插入件，从而将线型金属装置分为彼此绝缘的多个部分；和

c)将包括具有非常低的电阻的金属分结构的连接件设置在金属装置组内彼此绝缘的多个部分中的每一个内。

通过下面参照附图详细描述实现上述目的的说明性实施例，本发明的其它特征和优点将更容易理解。

附图说明

图1示意性图示了将根据本发明的方法应用到设置有多个装置的燃料罐；

图2图示了位于根据本发明的方法受到保护的燃料罐内部的管道；和

图3图示了位于根据本发明的方法受到保护的燃料罐的壁内的支撑件。

具体实施方式

参照图1，可以看见由低导电性材料制造的燃料罐11，由燃料管道以及由具有金属外壳的一个器材组成的装置15组成的装置13。装置13、15组代表位于罐11内部对于控制燃料必需的金属设施。

根据本发明的方法目的，在装置13和15固定/连接到罐11上的多个点处具有由塑料材料制造的绝缘元件21，以使所述装置13和15与罐11绝缘。

图3图示了在罐11的固定点上的绝缘元件21的具体示例。

作为管道13的一部分，在管道13中包括了由不导电材料(例如塑料)制成的几个绝缘插入件23，确保在其间的部分31、33和35彼此绝缘。

图2图示了在管道13中位于具有分结构25的两个连接件之间的绝缘插入件23的例子，所述分结构25具有参考电势。

最后，提供了用于管道13的部件31、33和35以及装置15的、具有带参考电势(“0伏特”)的分结构25的多个连接件，所述装置15可视作与剩余装置绝缘的部分。在罐11接收放电后作为产生静电荷的结果，可以没入燃料中的装置13、15可以聚积电荷到一定水平，但是所述连接件防止电弧产生以及通过排出静电荷防止所述电荷增加到某个容许能量级(200微焦耳)并且防止电荷在系统组件中聚积。