CN102361791B - 航空器的燃料罐 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制因与燃料的流动带电等引起的静电带电的航空器的燃料罐。具备：形成收纳燃料的容器的一部分的具有导电性的上外板(5)及下外板(7)；由金属形成的内部结构体(19)；及在内部结构体(19)和上外板(5)及下外板(7)所接触的部位及其周边部分的上外板(5)及下外板(7)的内表面一体地形成的具有半导体特性或绝缘性的内表面层(15)，内表面层(15)中至少周边部分由具有半导体特性的材料形成。

Description

航空器的燃料罐
技术领域
本发明涉及航空器的燃料罐。 
背景技术
近年来的航空器的燃料罐几乎都是例如专利文献1所示那样被称为整体罐(integral tank)的将机体结构物自身作为容器的情况。整体罐例如在主翼的部分将前梁、后梁、翼上下板所围成的部分作为罐，即，使用它们作为收纳燃料的容器。 
另一方面，航空器的主翼等的机体材料追求具备轻量、高强度、耐久性的材料，近年来利用纤维实现强化的树脂材料(复合材料)的使用增加。 
作为该复合材料，多使用例如将碳纤维在环氧树脂等中进行加固后的碳纤维强化树脂(CFRP)。 
【专利文献1】日本特开2003-226296号公报 
发明内容
使用CFRP作为主翼的外板时，例如，若使用铝合金作为内部结构体，则由于相互之间的标准电极电位差，而在CFRP与铝合金的接触部分流过伽伐尼电流，从而铝合金发生电解腐蚀。 
为了防止这种情况，提出有在包含与由铝合金形成的内部结构体接触的部位在内的周边部分的外板的内表面上形成例如将玻璃纤维在环氧树脂等中加固后得到的玻璃纤维强化树脂(GFRP)那样的绝缘体 的层。而且，对于CFRP，若从强度的面进行钻孔加工则容易产生毛刺，但通过对GFRP进行层压而能够抑制该毛刺的产生。 
然而，由于外板的内表面与燃料接触，因此若利用GFRP那样的绝缘体形成，则因GFRP与燃料的流动带电产生的带电电荷集聚在GFRP上。由此，无法忽视有可能会产生作为对燃料的引火源的静电放电的情况。 
本发明鉴于上述的情况而做出，其目的在于提供一种能够抑制因与燃料的流动带电等引起的静电带电并能够抑制内部结构体的电解腐蚀的航空器的燃料罐。 
本发明为了解决上述课题而采用以下的方法。 
本发明是一种航空器的燃料罐，具备：形成收纳燃料的容器的一部分且具有导电性的外板；由金属形成的内部结构体；及在该内部结构体所接触的部位及其周边部分的所述外板的内表面一体地形成的具有半导体特性或绝缘性的内表面层，所述内表面层中至少所述周边部分由具有半导体特性的材料形成。 
根据本发明，由于具备在由金属形成的内部结构体所接触的部位及其周边部分的外板的内表面一体地形成的具有半导体特性或绝缘性的内表面层，因此在具有导电性的外板及内部结构体之间夹装与导电体相比具有电难以流动的半导体特性或绝缘性的内表面层。因此，能够抑制外板与内部结构体之间的伽伐尼电流，从而能够抑制内部结构体的电解腐蚀。 
另外，内表面层中内部结构体所接触的部位与燃料不接触，但其周边部分与燃料接触。在本发明中，至少周边部分由具有半导体特性的材料形成，因此与绝缘体相比，电容易流动。因此，即使由于该周边部分与流动的燃料进行接触而发生流动带电，与绝缘体相比，电流动，因此能够使由于与燃料的流动带电而集聚的带电电荷容易地扩散。由此，能够抑制成为对燃料的引火源的静电放电。
另外，也可以为了提高工作性而使内表面层全部由具有半导体特性的材料来形成。如此，即使假设燃料向与内部结构体接触的部位侵入而发生接触带电，也能够使其扩散。 
进而，可以使用碳纤维强化塑料(CFRP)作为外板，内表面层能够抑制在外板上加工孔等时容易产生的毛刺。 
需要说明的是，作为具有半导体特性的材料，例如使用碳化硅(SiC)系、锗系、砷化镓(GaAs)系、磷砷化镓系、氮化镓(GaN)系等半导体。另外，可以使用对各种绝缘性的无机纤维或有机纤维实施了若干的导电性处理例如导电粉的混入、表面导电处理等的具有半导体特性的纤维。 
在上述发明中，优选，所述材料的体积电阻率为1×100～1×1010Ω·cm。 
若材料的体积电阻率小于1×100Ω·cm，则电流容易流动，因此内部结构体发生接触腐蚀的可能性增大。另一方面，材料的体积电阻率大于1×1010Ω·cm时，静电的扩散不充分，因此例如内表面层的带电电位增大，有可能产生静电放电。 
需要说明的是，该最小值更安全来说优选为1×102Ω·cm以上，进而更安全来说优选为1×104Ω·cm以上。 
【发明效果】 
根据本发明，由于具备在由金属形成的内部结构体所接触的部位及其周边部分的外板的内表面一体地形成的具有半导体特性或绝缘性的内表面层，因此，能够抑制外板与内部结构体之间的伽伐尼电流，从而能够抑制内部结构体的电解腐蚀。 
另外，内表面层中至少与燃料接触的周边部分由具有半导体特性的材料形成，因此能够使由于与燃料的流动带电而集聚的带电电荷容易扩散。由此，能够抑制成为对燃料的引火源的静电放电。 
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的主翼的立体图。 
图2是图1的X-X剖视图。 
图3是将本发明的一实施方式的上外板或下外板的一部分放大示出的剖视图。 
具体实施方式
以下，参照图1～图3，说明本发明的一实施方式的燃料罐1。 
燃料罐1是使用航空器的结构体自身的整体罐，设置在主翼3的内部。 
主翼3由上外板(外板)5和下外板(外板)7形成翼形形状。在上外板5及下外板7之间，为了保持强度而纵横地配置有内部结构体19。作为内部结构体19，使用沿翼长方向延伸的多个翼梁9、沿着与翼梁交叉的方向延伸的多个肋11、与翼梁9同样地沿着翼长方向延伸的纵梁13、及结合构件(支承件)。内部结构体19的一部分例如由铝合金等金属形成。另外，也可以是部分性地由金属形成、整体由CFRP等纤维强化树脂形成。 
燃料罐1通过上外板5和下外板7对上下进行划分，通过前后的翼梁9对前后进行划分。燃料罐1由肋11分隔、分割。 
上外板5及下外板7由具有导电性的CFRP构成。如图3所示，在上外板5及下外板7的内表面(燃料罐1内侧)中的金属制的内部结构体19所接触的部位及其周边部分一体地形成具有半导体特性的内表面层15。 
需要说明的是，由于内部结构体19所接触的部位被内部结构体19覆盖，因此与燃料不接触。因此，由于不存在发生因与燃料的接触引起的流动带电的可能性，从而该部分也可以由GFRP那样的绝缘体形成。 
内表面层15由碳化硅(SiC)系的半导体、例如由在强化材料中使用了Tirano纤维(注册商标)而成的环氧树脂来形成。 
内表面层15例如将Tirano纤维(注册商标)作为织物形成为浸渍有环氧树脂的预浸树脂棉布，与上外板5及下外板7一体化并硬化而成。 
另外，例如，也可以将Tirano纤维(注册商标)作为织物而与环氧系薄膜粘结材料一起与上外板5及下外板7一体化并硬化。 
内表面层15所使用的Tirano纤维(注册商标)的体积电阻率例如为1×106Ω·cm。 
内表面层15的体积电阻率在1×100～1×1010Ω·cm的范围内适当选择。 
作为该半导体，并不局限于碳化硅(SiC)系，也可以使用锗系、砷化镓(GaAs)系、磷砷化镓系、氮化镓(GaN)系等。而且，能够使用对各种绝缘性的无机纤维或有机纤维实施了若干的导电性处理例 如导电粉的混入、表面导电处理等的具有半导体特性的纤维。 
在如上所述构成的燃料罐1中，起到如下的作用/效果。 
由于在上外板5及下外板7的内侧的面上，在金属制的内部结构体19所接触的部位及其周边部分设置具有半导体特性的内表面层15，因此与GFRP那样的绝缘体相比，电流动。因此，即使在该部分由于上外板5及下外板7与燃料的流动而发生静电带电，集聚在上外板5及下外板7的内表面上的带电电荷也能够通过内表面层15而容易扩散。 
由此，能够抑制成为对燃料的引火源的静电放电。 
进而，由于在具有导电性的上外板5及下外板7与金属制的内部结构体19之间、包含周边部分在内设置具有半导体特性的内表面层15，因此上外板5及下外板7与该内部结构体19之间的伽伐尼电流与导体彼此相比受限制。若上外板5及下外板7与内部结构体19之间的伽伐尼电流受抑制，则能够抑制内部结构体19的电解腐蚀。 
此时，内表面层15的体积电阻率在1×100～1×1010Ω·cm的范围内适当选择。若内表面层15的体积电阻率小于1×100Ω·cm，则电流容易流动，因此在金属制的内部结构体19发生接触腐蚀的可能性增大。另一方面，若内表面层15的体积电阻率大于1×1010Ω·cm，则静电的扩散不充分，因此例如内表面层15的带电电位增大且有可能发生静电放电。 
需要说明的是，如上所述，内表面层15中与燃料未接触的内部结构体19所接触的部位也可以由GFRP那样的具有绝缘性的材料形成。 
如此，能够进一步抑制不会产生与燃料的接触带电的担心的上外 板5及下外板7与内部结构体19之间的伽伐尼电流，因此能够进一步抑制内部结构体19的电解腐蚀。 
内部结构体19使用由上外板5及下外板7和铆钉等金属形成的紧固构件进行紧固。因此，供紧固构件的杆部插通的贯通孔17形成于上外板5及下外板7以及内部结构体19。 
此时，上外板5及下外板7由CFRP形成，因此虽然在加工贯通孔17时容易产生毛刺，但内表面层15能够抑制该毛刺的产生。 
需要说明的是，本发明并未限定于上述实施方式，而在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当变更。 
【标号说明】 
1燃料罐 
3主翼 
5上外板 
7下外板 
9翼梁 
11肋 
13纵梁 
15内表面层 
17贯通孔 
19内部结构体 

Claims (1)

1.一种航空器的燃料罐，具备：
形成收纳燃料的容器的一部分且具有导电性的外板；
由金属形成的内部结构体；及
在该内部结构体所接触的部位及其周边部分的所述外板的内表面一体地形成的内表面层，
所述内表面层中至少所述周边部分由具有半导体特性的材料形成，
所述内表面层中除了所述周边部分之外的其余部分由具有半导体特性或绝缘性的材料形成，
所述具有半导体特性的材料的体积电阻率为1×100～1×1010Ω·cm。
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