[发明专利]用于形成闪电保护系统的方法和设备

说明书

技术领域

本公开的领域总体上涉及一种闪电保护系统(lightningprotection system)，并且更具体地涉及通过额外的制造技术被应用于结构的闪电保护 系统。

背景技术

在某些运行状况下，至少一些熟知的航空器容易受到闪电袭击。近来， 已由诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)的非金属复合材料的多层片状结构 制作至少一些熟知的航空器部件。不同于由金属材料所制造的航空器部 件，复合部件一般不会轻易将由闪电袭击所产生的极端电流和电磁力引导 至远处。为了确保飞行安全，实施复合部件的航空器可配备有闪电袭击保 护(LSP)组件(feature)。例如，导电介质可被设置在复合部件的表面上 或嵌入在复合部件中，以使电流转移远离金属紧固件或其他飞行关键部 件。

可以以各种配置制造至少一些已知的导电介质，并随后设置在复合部 件的板层(ply)的表面上或嵌入其间。然而，当应用于复合部件的表面时， 导电介质与复合部件之间表面不一致可能需要在导电介质上应用过量的 面浆材料(surfacermaterial)以确保部件的表面基本上是均匀的。此外， 至少一些已知的导电介质容易受到诸如其定向电阻率不均匀的其他制造 问题的影响。在至少一些CFRP系统中，至少一些已知的导电介质还可能 容易受到微裂纹(microcracking)的影响。因而，用于闪电袭击保护系统 的导电介质的现有制造方法会增加制造出的航空器的重量或制造时间、会 难以整合在复合部件中和/或可能具有使复合部件的使用寿命减少的一个 或多个特性。

针对这些和其它考虑提出了本文中所创作的公开内容。

发明内容

在一个方面中，提供了一种形成供航空器使用的闪电保护系统的方 法。该方法包括选择应用于航空器的部件的至少一个导电材料层的配置， 其中，基于向所述部件提供的闪电保护的量来选择配置。该方法还包括通 过附加制造技术将至少一个导电材料层应用于该部件。

在另一方面中，提供了一种用于形成供航空器使用的闪电保护系统的 设备。闪电保护系统包括应用于航空器的部件的至少一个导电材料层。该 设备包括端部执行器(endeffector)以及耦接至该端部执行器的印刷装置 (printingdevice)。该印刷装置被配置为朝向该部件释放金属膏(metal paste)或浆料(metalpaste)材料的流体(flow)以在该部件上形成至少 一个导电材料层。

在又一个方面中，提供了一种修复耦接至部件的闪电保护系统的方 法。该方法包括识别该闪电保护系统的损坏部分；选择在损坏部分的位置 处应用于该部件的至少一个导电材料层的配置；以及通过附加制造技术将 该至少一个导电材料层应用于该部件。

附图说明

图1是示例性航空器制造和保养方法的流程图。

图2是示例性航空器的框图。

图3是示例性航空器的俯视平面图。

图4是可以与在图3中所示出的航空器一起使用的示例性部件的示意 性截面图。

图5是用于在形成图4中所示出的闪电保护系统的过程中所使用的示 例性附加制造设备的示意图。

具体实施方式

例如，在本文中所描述的实施方式涉及形成供航空器使用的闪电保护 系统的设备和方法。更具体地，闪电保护系统包括通过附加制造技术将至 少一个导电材料层应用于航空器的部件。利用附加制造技术施加导电材料 使得制造商能够选择要施加于航空器的层的位置和/或配置。例如，选择在 沿着航空器的不同位置处的导电材料的材料和/或设计，以确保在不同位置 处提供预定量的闪电保护。因而，在本文中所描述的设备和方法的示例性 技术效果包括下列各项中至少一个：a)具有基于欲向其提供的期望的闪 电保护的量而在航空器的预定区域上印刷闪电保护组件的能力；b)改善 导电材料层中的表面均匀性；c)通过减少要施加于导电材料的当下的平 滑层上的表层涂料的量来减轻航空器的总重量；d)具有直接在航空器上 印刷高度不可延展的(immalleable)并且通常难以共同工作的导电材料的 能力；e)增大导电材料层的定向电阻率的均匀性；以及f)以例如便于减 少层的微裂纹的用户设计来印刷导电材料层。在本文中所描述的设备和方 法还可用于修复现有的闪电保护系统。