[发明专利]雷击保护

说明书

本发明涉及雷击保护。本公开涉及一种用于保护复合结构不受环境条件影响的外表面保护层，该外表面保护层包括：至少一个可固化膜；例如至少两个可固化膜，以及导电材料，其中，该导电材料包括无导线导电材料和/或导电聚合物编织物，其中，所述至少一个可固化膜在固化后包括聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯和环氧树脂中的至少一者，其中，该外表面保护层的重量在每平方英尺约0.02磅至每平方英尺约0.1磅的范围内。还提供一种外表面受保护的复合结构以及形成外表面受保护的复合结构的方法。

技术领域

本公开涉及复合部件的雷击保护。雷击保护也可以用于保护复合部件免受包括太阳辐射、潮湿和/或化学物质(例如燃料)的环境条件或因素的影响。本雷击保护对于保护飞行器组件特别有效。

背景技术

许多组件(例如飞行器组件)是由坚固但重量轻的复合材料制成的，这些材料有助于使例如飞行器的总重量最小化。这些复合材料通常包括分布在聚合物基体内的碳增强纤维。但是，这种复合结构通常比金属结构具有明显更低的导电性，因此，其分配和消散由雷击产生的电能的能力也较小。因此，这种复合组件的外表面通常包括雷击保护，该雷击保护沿其外表面提供了高导电性的电气路径。这样的导电路径允许与雷击相关联的电能在被保护的表面上快速消散，这有助于使在雷击点处对例如飞行器组件的表面的损坏最小化。

用于复合结构的雷击保护通常使用多孔金属屏蔽罩(网)，其嵌入到附在复合表面上的表面膜中，以消散因雷击而产生的能量。尽管已经证明金属屏蔽罩可有效地用于雷击保护，但是这种材料会增加例如飞行器的不希望的重量。此外，将这些表面膜整合到复合结构中可能会大大增加人工成本。而且，这样的屏蔽罩可能易受包括潮湿、化学物质或环境温度的反复变化的环境条件的影响，这可能导致破裂，从而形成复合部件的腐蚀途径。因此，仍然需要重量轻的雷击保护，可以容易地将其结合到复合结构中并表现出对环境条件的抗性。

发明内容

一方面，本公开涉及一种用于保护复合结构不受环境条件影响的外表面保护层，该外表面保护层包括：至少一个可固化膜；以及导电材料，其中，所述至少一个可固化膜在固化后包括聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯和环氧树脂中的至少一者，其中，所述导电材料包含无导线导电材料和/或导电聚合物编织物，并且其中，外表面保护层的重量在每平方英尺约0.02磅至每平方英尺约0.1磅的范围内。

在一些实施方式中，所述至少一个可固化膜至少包括第一可固化膜和第二可固化膜，所述导电材料包括设置在第一可固化膜与第二可固化膜之间的导电聚合物编织物，并且第一可固化膜和第二可固化膜在固化后独立地包含聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯和环氧树脂中的至少一者，通常为聚氨酯。

在另一方面，本公开涉及一种外表面受保护的复合结构，其包括：复合结构，其中，该复合结构具有可暴露于环境条件的表面；以及外表面保护层，其中，该外表面保护层粘附至暴露于环境条件的复合结构表面，其中，该外表面保护层包括：至少一个固化膜；以及导电材料，其中，所述至少一个固化膜具有聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯和环氧树脂中的至少一者，其中，所述导电材料包括无导线导电材料和/或导电聚合物编织物，并且其中，该外表面保护层的重量在每平方英尺约0.02磅至每平方英尺约0.1磅的范围内。

在又一实施方式中，本公开涉及一种形成外表面受保护的复合结构的方法，该方法包括：将外表面保护层放置在复合材料的表面上，其中，该外表面保护层包括：至少一个可固化膜；以及导电材料；将所述外表面保护层和所述复合材料共固化以形成固化的外表面保护结构，其中，所述至少一个可固化膜在固化后包括聚氨酯、聚酰亚胺、聚酯和环氧树脂中的至少一者，其中，所述导电材料具有无导线导电材料和/或导电聚合物编织物，其中，该外表面保护层的重量在每平方英尺约0.02磅至每平方英尺约0.1磅的范围内，并且其中，该外表面保护层可以暴露在环境条件下。

附图说明

图1描绘了如详细描述中所描述的外表面保护层的实施方式。

图2描绘了如详细描述中所描述的外表面受保护的复合结构的实施方式。