[发明专利]避雷系统及具有该系统的飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护一种复合结构的避雷系统，该复合结构特别是具有轻的中心芯板、如蜂窝或泡沫芯板的壁板。本发明尤其适于保护由复合结构的板构成的飞行器的天线罩或整流罩。更确切地说，本发明涉及一种避雷系统，该系统包括位于这些壁板外表面的导电带，这些导电带用于附着雷击，并且使由雷击在天线罩外壁上的撞击产生的电流向飞行器的地线流动。

背景技术

复合结构由于它们大的机械强度且质量又非常小而被广泛使用。航空工业广泛使用这些结构，以装备飞行器的外壁，如位于飞行器前部的天线罩和飞行器的整流罩。但是，当外壁遭遇雷击时，这些电绝缘的结构不能建立电流的排放，因此局部产生电荷密度很强的区域，这些电荷一方面可能破坏飞行器的外壁，另一方面可能干扰包含在该外壁之下的电气设备。天线罩的情况更为重要，因为根据定义，它不能包含传统的雷击电流流动装置，如插在结构表面中的金属栅网，由于对雷达波透明性的要求，这些装置是被禁止的。

已经知道在飞行器的外壁设置沿外壁延伸的导电零件，以便附着雷击，并且使雷击在飞行器外壁上产生的电流可流向飞行器的地线，该地线通常是机身。

图1a和1b示出这种导电零件，其形状为一个铝或铜制的导电带1，位于飞机天线罩3的外表面9上。天线罩的主要作用是保护雷达，因此由电磁波可以渗透的电绝缘的复合材料制成。该带通过固定部件8、如螺钉固定在天线罩上，每个避雷带1与天线罩3的外表面9电连接，使聚集在天线罩上的静电电荷可以流动。螺钉位于其中以便固定带1的零件5由绝缘塑料制成。

该带与飞机机身的连接处进行电连接，以保证其单独接地。这样，导电带可以附着雷电，并使在天线罩外壁上的雷击产生的电流流向地线，而不影响天线罩的任何其它零件。

这种避雷装置对于没有空气动力学要求的外壁通常是令人满意的。但是，已经观察到，天线罩3的外表面9与形成台阶20的导电带1之间的不齐平是空气在飞行器外表面上的流动23不连续的根源，因此是导致飞行器的空气动力性能降低的紊流4的根源(图1b)。

然而，整体形状为锥形并位于飞行器前端的天线罩构成对飞机空气动力的主要贡献。因此避免这些干扰是很重要的，以便不影响飞行器的空气动力性能。

实际上，这些空气动力干扰的结果是产生由层流/紊流过渡的引起而增加的正面阻力，由此，飞机燃料的消耗非常明显地增加，这与航空运输公司的经济要求是不相符的。

因此，为飞机天线罩设置可以减小正面阻力而节省大量燃料的防雷电保护系统是很有意义的。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种避雷系统，用于外表面承受空气流的复合结构，该系统设计和操作方式简单，可以保证雷击能量的有效消散，而不损坏结构，也没有对空气流的干扰。

为此，本发明涉及一种避雷系统，用于具有可承受空气流的外表面的复合结构，所述系统包括至少一个导电带和将所述带固定在结构上的固定部件，所述带与可以排放电流的地线电连接。

根据本发明，所述带的形状用于与设在外表面的槽配合，使带的外表面与结构的外表面齐平，并且固定部件具有与带的外表面齐平的上部。

由此，本发明的避雷系统可以保证导电带的外表面与复合结构的外表面之间的完全齐平，从而可以消除紊流，保持飞行器的空气动力性能。

“导电带外表面与结构外表面齐平”是指，不考虑组装误差，带的外表面与结构的外表面在同一水平上。特别是，考虑到空气动力材料可接受的误差，带的外表面可以突出0.2-0.3毫米。

另外，通过保留外部带工艺，与现有技术相比，本发明的避雷系统不需要改变带与地线电连接的结构。

有利的是，复合结构的与固定部件的上表面齐平的所述外表面不是金属的。

该系统可以有利地在任何类型的复合结构上使用，无论该结构是单体的、单夹层的或多夹层的。

用于带在结构上的安装的固定部件具有至少一个固定元件，该元件的上部与带的外表面齐平，下部穿过带和槽的厚度，还具有至少一个紧固在固定元件下部的保持元件，固定元件通到结构的内表面，以便将带保持在槽中。这样，带的外表面与固定元件上表面之间的齐平还可最大程度地降低空气动力干扰的危险。

根据本发明的一个实施例，所述导电带的固定部件以带的形式设置。

最好，这些固定部件以规则或不规则的间距排列，以便尽量地跟随导电带的狭窄形状，因此可以限制对配有该避雷系统的天线罩可能形成对雷达波的无线电障碍的元件的面积。