CN106560399A - 用于从复合非金属结构中的蒙皮紧固件转移雷电电流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于从复合非金属结构中的蒙皮紧固件转移雷电电流的方法。具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)采用导电层(72)，该导电层(72)具有内表面(61)和在外表面(59)中形成埋头孔(74)的多个斜切凹部(68)。碳纤维增强塑料(CFRP)复合层布置在所述导电层(72)的内表面(61)上并与表面形状相符。多个孔(70)延伸穿过所述导电层(72)中的所述多个斜切凹部(68)以及毗连的CFRP复合层，使得所述导电层(72)限定延伸到所述多个孔(70)的开口内的埋头孔部。所述导电层(72)中的所述斜切凹部(68)提供与安装在所述多个孔(70)内的导电埋头紧固件接触的导电表面区域，以便能够在多组相邻紧固件(78)之间分担电流。

Description

用于从复合非金属结构中的蒙皮紧固件转移雷电电流的方法
技术领域
该公开的实施方式总体上涉及非金属结构的雷电防护的领域，更具体而言，涉及由碳纤维增强塑料(CFRP)复合系统制成的航空航天结构的雷电防护。
背景技术
雷电防护是对所有航空器特别是具有复合结构的航空器的要求。由于其高强度重量比，碳纤维增强塑料(CFRP)材料系统越来越多地用于航空航天结构。然而，由于碳纤维的耐性比铝高2000倍并且嵌入在典型地由35-40重量％的非导电含量构成的基体中，因此由于对CFRP结构的直接雷击引起的损坏更严重，保护CFRP结构免受雷电直接附着的努力需要引起更大注意以确保设计的持续适航性。金属蒙皮紧固件特别是复合/非金属机翼蒙皮中的紧固件需要特别注意，因为它们更容易受到直接雷电附着，如果没有保护，它们可能导致燃料箱燃烧。在航空航天工业中，紧固接头的雷电防护的一般方案包括使进入紧固接头的雷电电流最小，增加紧固接头的电流承载能力，容纳从紧固接头释放的能量，或者这些方案的组合。已经成功地实现了各种方法和技术，并且已经证明了雷电防护性能的有效性。然而，由于它们的复杂性，这些方法经常导致高零部件成本、高制造成本或者高维护成本。
因此，理想的是提供一种不太复杂的用于CFRP结构中的紧固接头的方法和设计，该方法和设计以降低的成本维持可接受的雷电防护。
发明内容
这里公开的实施方式提供了一种具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，该复合结构具有共同固化的导电层如丝网，该导电层具有内表面和在外表面中形成部分埋头孔的多个斜切凹部。一个或多个碳纤维增强塑料(CFRP)复合层布置在所述共同固化的导电层的内表面上并与表面形状相符。多个孔延伸穿过所述共同固化的导电层中的所述多个斜切凹部以及毗连的CFRP复合层，使得所述共同固化的导电层限定延伸到所述多个孔的开口内的埋头孔部。所述共同固化的导电层中的所述斜切凹部增加了与安装在所述多个孔中的导电金属埋头紧固件接触的导电表面区域。
一个实施方式的特征包括具有孔的碳纤维增强塑料(CFRP)复合结构，所述孔具有埋头孔和插入在该埋头孔中的锥形垫圈。以间隙配合收纳在所述孔中的紧固件具有锥形头部，该锥形头部导电地接合所述锥形垫圈，由此，主要通过所述复合结构的外部中的从所述紧固件头部相邻地延伸的复合层将附着至所述紧固件头部或穿过紧固件头部传导的任电流在放电路径中消散。
所公开的实施方式可以使用形成具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构的方法制造。在工具上铺设玻璃纤维增强预浸渍层或表面化层，该工具具有多个隆起的锥形成形特征。然后在所述纤维或表面化膜层上铺设导电表面防护层，以在共同固化的导电层中形成多个斜切凹部。然后，在碳纤维玻璃或表面化膜层和导电层上铺设碳纤维增强塑料(CFRP)复合层。然后在工具上将整个叠层共固化。在固化和从叠层工具移除之后，穿过所述导电层中的多个凹部以及毗连的复合层加工多个孔，使得所述斜切凹部将导电层表面暴露出并且限定精修的埋头孔尺寸。然后将紧固件插入所述多个孔内，使得所述埋头孔中的斜切凹部与所述导电层一起提供与安装在所述多个孔中的金属紧固件的埋头头部的电连接。
已经讨论的特征、功能和优点能够在本公开的各种实施方式中独立地实现，或者可以在另外的其它实施方式中进行组合，它们的进一步的细节能够参照如下描述和附图而看到。
附图说明
图1是在紧固件的头部和杆处以干涉配合采用套筒的现有技术紧固件系统的剖视图；
图2是第一实施方式的剖视图，该第一实施方式结合有用于与具有孔的复合叠层(layup)的顶部接触的锥形垫圈，该孔具有容纳紧固件杆的间隙；
图3A至图3D以剖视图示出了用于复合结构面板的示例性复合叠层流程，该流程采用具有嵌入丝网(作为导电表面防护层的实施例)以及可选的锥形接触垫圈的实施方式；
图3E示出了完成的插入有紧固件的复合结构面板的剖视图；
图4是示出了复合结构的层中的电流密度与顶层的导电率的曲线图；
图5是示出了用于复合结构面板的制造方法的流程图；
图6是描绘了可以采用所公开的实施方式的航空器制造和保养方法的流程图；以及
图7是描绘了可以采用所公开的实施方式的航空器的流程图。
具体实施方式
这里公开的实施方式在第一实施方式中通过复合结构的外层和锥形垫圈与延伸穿过该复合结构的紧固件的锥形头部之间的电接触进行雷电和/或其它形式的电流的消散。所述紧固件的杆在间隙配合的孔中收纳在所述复合结构中。在另一个实施方式中，通过共同固化在复合结构中的导电层和该复合结构中的紧固件之间的直接电连接来增强电流消散。共同固化的导电层在紧固件孔的一部分内延伸并且在安装之后与紧固件头部或将所述紧固件头部接合到埋头孔内的锥形垫圈进行接触。该复合结构是这样实现的：根据结构设计，在独特设计的具有隆起特征的层压工具上，首先铺设作为防护外层的玻璃纤维或表面化膜、导电层如丝网、粘合剂层(该粘合剂层可以在铺设之前与导电层集成在一起或者施加至该导电层)，之后铺设随后的CFRP带层。这些隆起特征被设计成用来提供用于将在稍后安装的蒙皮紧固件的埋头孔(典型角度为100度)的一部分。在固化之后，于是将层压蒙皮从层压工具移除，然后在隆起特征的位置处穿孔并适当地精修以提供用于紧固件安装的埋头孔。在隆起特征的位置处对孔进行埋头孔加工仅仅移除了位于所形成的切口的倾斜表面上的玻璃纤维或表面化膜外层。另外，为了进一步增加接头的电流承载能力，可以向埋头孔增设具有密度和厚度的期望金属类型的锥形垫圈(按照设计要求，下面将讨论)，以便既与埋头孔内的部分形成电接触又与导电层和紧固件头部形成电接触。该方案允许紧固件在可能发生雷电电流转移的埋头孔倾斜表面处直接与共同固化的导电层直接电连接或者直接与接触共同固化的导电层的增设的锥形垫圈直接电连接以提高接头的电流承载能力，因而消除了通过带有套筒的干涉配合接头进行电流转移的需要。这允许将昂贵的带有套筒的紧固件替换为间隙配合紧固件，因而降低了飞机生产成本。间隙配合紧固件接头也极大地方便了紧固件安装，并且将使组装劳动和流程时间减少。
参照附图，图1示出了现有技术的示例性紧固件安装，其中由插入在多层复合结构16诸如CFRP蒙皮中的埋头孔14中的套筒12以干涉配合(为了使元件清晰，在附图中夸大了配合间隔)收纳紧固件10。紧固件头部18和紧固件杆20都与套筒12电接触，套筒12又与复合结构16电接触。附着至紧固件头部18或穿过紧固件头部18传导的雷电电流如箭头22所示在紧固件头部和杆的整个长度上消散到该复合结构内。在该示例中，紧固件10利用被收纳在螺纹端26上的螺母/颈圈24固定以将复合结构固定至另一个结构构件25。该放电路径通过复合结构中的层诸如蒙皮叠层得到了均匀的电流分布，紧固件颈圈/螺母处的更高电流密度可能导致提高的燃料箱密封要求。
在图2中示出了所公开的第一实施方式，其中具有头部32和杆34的紧固件30被收纳在CFRP复合结构38诸如机翼蒙皮中的埋头孔36中。在杆34和孔36之间设置有间隙配合。孔36中的倾斜埋头孔40提供了与紧固件头部32具有同心的角度的配合表面。锥形垫圈42接合在头部32和埋头孔40之间，从而在头部和复合结构38的外部44之间提供电接触。该密切电接触将主要通过复合结构的外部44中从紧固件头部相邻地延伸的复合层将通过紧固件30的头部32传导的任何电流在放电路径(由箭头46表示)中消散。杆34和孔36的间隙配合通过该杆和复合结构之间的较低导电接触而促进了这种放电路径。对于该示例性实施方式来说，紧固件30利用收纳在螺纹端50上的螺母/颈圈48或具有单独垫圈的螺母固定以将复合结构38固定至另一个结构构件49。对于所感应的电流路径来说，紧固件颈圈或螺母处的电流密度可以忽略不计，这降低了作为用于容纳来自紧固接头的放气能量的装置的燃料箱密封要求。
在该示例性实施方式中，锥形垫圈42、孔36中的埋头孔和头部32具有在98°和102°之间的角，标称为100°，并且锥形垫圈具有在0.001和0.005英寸之间的厚度。在复合结构中采用CFRP复合层的应用中，采用钛紧固件，并且锥形垫圈为裸露抗腐蚀钢(CRES)以提供期望的导电性。
对于所公开的第二实施方式，图3A至图3E示出了用于与航空器中的燃料箱集成在一起的示例性机翼蒙皮的期望结构。具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构52通过采用层压工具54形成，如图3A所示，该层压工具具有位于期望的紧固件位置的多个隆起的锥形成形特征或突起56。玻璃纤维或表面化膜层58被放置在该工具上以在该玻璃纤维或表面化层与每个锥形成形特征56都相符的情况下开始叠层。导电层诸如丝网60铺设在玻璃纤维或表面化膜层58上，其中外表面59与玻璃纤维或表面化膜层相邻。对于示例性实施方式来说，该丝网为膨胀金属箔，诸如铜、镍或铝，其中厚度范围从0.001英寸到0.005英寸。粘合剂层62被放置或施加在丝网层60和CFRP胶带层64上，以便将诸如航空器机翼蒙皮之类的复合结构铺设在丝网层60的被粘合剂层覆盖的内表面61上。对于该示例实施方式来说，该粘合剂层是环氧树脂基的，并且具有0.0200±0.0050lb/ft2的膜面积重量。在另选实施方式中，可以在铺设复合结构的其它元件之前将粘合剂层62施加至丝网层60。然后在层压工具54上完成叠层的固化。
将在图3B中看到的固化叠层66从层压工具54移除。该叠层提供了与用于每个期望位置处的紧固件的期望埋头孔对应的预成形锥形斜切凹部68。然后穿过凹部68钻出、精修或以其它方式加工出多个孔70，如在图3C中看到的，可以穿过这些孔将紧固件插入。然后将位于斜切凹部68中的玻璃纤维移除，如图3D中所示，从而在锥形埋头孔74延伸到每个孔70的开口内时让每个斜切凹部将导电表面72暴露出。导电层延伸到这些凹部内在埋头孔中提供了导电表面区域。对于所示的实施方式，斜切凹部导致了导电层平行接触在紧固件头部的整个长度上，而在这些孔之间在复合结构的表面上间隔开的丝网导电层的总厚度出于重量考虑可以保持较薄。因而，提供了具有集成的紧固件导电层互连结构的多层复合结构，该复合结构包括：导电层，该导电层具有在所述导电层的外表面中形成埋头孔的多个斜切凹部；与所述导电层的内表面相符的一个或多个碳纤维增强塑料(CFRP)复合层；以及孔，这些孔延伸穿过所述导电层中的斜切凹部以及毗连的CFRP复合层，使得所述导电层限定延伸到所述孔的开口内的埋头孔部。导电层中的斜切凹部由此提供了导电表面区域，该导电表面区域能够与可以安装在多个孔中的导电埋头紧固件进行电接触。然后可以将锥形垫圈76插入埋头孔74中。
如图3E中所示，完成后的安装有紧固件78的复合结构52在紧固件的锥形头部80与锥形垫圈76之间提供导电连接，所述锥形垫圈76紧密地收纳在锥形埋头孔74内，以便直接连接至导电表面72。在另选实施方式中，可以省去锥形垫圈76，并且可以将紧固件78的锥形头部80放置成与锥形埋头孔74中的导电表面72直接接触。紧固件78的杆82以间隙配合收纳在孔70中。对于所示的实施方式，紧固件78利用螺母/颈圈84固定或收纳在杆82的螺纹端86上以将复合结构52固定至另一个结构构件85。杆82和孔70的间隙配合由于杆和复合结构之间的更高阻挡而促进电流在紧固件头部处转移。通过所感应出的穿过紧固件头部附近的导电层的电流路径，使得紧固件颈圈或螺母处的电流密度可忽略不计，这降低了燃料箱的密封要求。
如在图4提供的曲线图中看到的，对于具有外层(该外层具有0°、45°、90°和-45°的毗连的CRFP复合层)的复合结构来说，增强具有暴露的紧固件头部的复合结构中的顶层或外层的导电性(如在迹线402处看到的)导致内部复合层中的电流密度显著降低，如迹线404、406、408和410所示。在所公开的实施方式中，丝网层60提供了至少105S/m的导电率。通过直接由紧固件的锥形头部或通过设置在每个孔周围的丝网中的埋头孔的斜切表面内的锥形垫圈而提供的紧密导电接触，附着至紧固件头部的任何放电都主要被消散到复合结构的丝网层内，从而进一步增强了感应电流密度保留在外层(在该外层中具有高导电率)中的现象。
可以利用图5中所示的方法来完成具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构的制造。使工具形成有多个隆起的锥形成形特征(步骤502)，并且对该工具进行清洁(步骤504)。将玻璃纤维或表面化膜的外部保护层铺设在该工具上(步骤506)，并且在多个隆起的锥形成形特征在丝网导电层中形成多个斜切凹部的情况下将导电层(在示例性实施方式中是丝网)铺设在该工具上(步骤508)。将粘合剂层铺设在该丝网导电层上(步骤510)，或者另选地可以在叠层之前将粘合剂层施加至该导电层。将碳纤维增强塑料(CFRP)复合层铺设在集成的导电层/粘合剂层(其与导电层和工具的形状相符)上(步骤512)。然后使该叠层成袋装(步骤514)。CFRP和导电层作为该叠层的一部分在工具上共同固化以产生期望的零部件诸如机翼蒙皮(步骤516)。然后将该零部件从该工具移除(步骤518)，修剪边缘(步骤520)，并且对该零部件进行检查(步骤522)。穿过导电层中的多个凹部以及毗连的复合层加工多个孔，使得导电层中的斜切凹部限定延伸到所述多个孔的开口内的埋头孔(步骤524)。因而，提供了一种用于形成具有集成的紧固件导电层互连结构的多层复合结构的方法，该方法包括：在工具上铺设导电层，该工具具有多个隆起的锥形成形特征以在所述导电层中形成斜切凹部；铺设与所述导电层相符的至少一个复合层；使这些层在所述工具上共同固化；以及加工延伸穿过所述导电层中的所述斜切凹部以及毗连的复合层的孔，使得所述导电层中的斜切凹部限定延伸到所述孔内以暴露出所述导电层的导电表面的埋头孔部。该方法进一步包括：将紧固件插入到所述多个孔内的附加步骤，其中所述导电层中的所述埋头孔中的斜切凹部电接触安装在所述多个孔中的紧固件的埋头孔头部。这些孔的尺寸适合于以间隙配合容纳紧固件。埋头孔区域被加工或精修成将玻璃纤维或其它保护层从所述斜切凹部移除(步骤526)。在另选实施方式中，可以采用诸如激光消融或离子蚀刻之类的其它方法将外部保护层从斜切凹部的表面移除。将紧固件插入到多个孔内(步骤530)，其中紧固件的锥形头部接合导电层中的埋头孔中的斜切凹部以增加电接触表面面积。在将紧固件插入到孔内之前，可以将锥形垫圈插入到每个孔中的斜切凹部内(步骤528)。
可以在如图6所示的航空器制造和保养方法600以及如图7所示的航空器700的情况下来描述该公开的实施方式。在预生产过程中，该示例性方法600可以包括航空器700的规格和设计604以及材料采购606。在生产过程中，发生航空器700的部件和子组件制造608和系统集成610。之后，航空器70可以经受认证并交付612，以便投入服役614。在由用户进行运行的同时，航空器700定期进行常规维护和保养616(这还可以包括修改、重构、整修等等)。
方法600的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)进行或执行。出于该描述之目的，系统集成商可以不受限制地包括任何数量的航空器制造商和主系统分包商；第三方可以不受限制地包括任何数量的销售商、转包商和供应商；而运营商可以不受限制地包括航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
如图7中所示，通过示例性方法600生产的航空器700可以包括具有多个系统720和内部722的机身718。高级系统720的示例包括推进系统724、电气系统726、液压系统728、环境系统730和可附装/可拆卸分段军械分配器732中的一个或多个。还可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例，但是该公开的实施方式可以应用于其它行业。
在生产和保养方法600的任何一个或多个阶段过程中都可以采用这里实施的设备和方法。例如，与生产过程608对应的部件或子组件可以以与航空器700服役的同时生产的部件或子组件类似的方式装配或制造。另外，在例如生产阶段608和610的过程中，可以通过充分地加速航空器700的组装或降低航空器700的成本而利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或它们的组合。类似地，在航空器700服役的同时可以利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或它们的组合以例如(不限于)进行维护和保养616。
另外，本公开包括根据如下条款的实施方式：
条款1：一种具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，该复合结构包括：
导电层，该导电层具有内表面和在外表面中形成埋头孔的多个斜切凹部；
布置在所述导电层的内表面上并与该内表面相符的一个或多个碳纤维增强塑料(CFRP)复合层；以及
多个孔，所述多个孔延伸穿过所述导电层中的所述多个斜切凹部以及毗连的CFRP复合层，使得所述导电层限定延伸到所述多个孔的开口内的埋头孔部，
由此，所述导电层中的所述斜切凹部提供与安装在所述多个孔中的导电埋头紧固件接触的导电表面区域。
条款2：如条款1中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，该复合结构进一步包括共同固化在所述导电层的外表面上的玻璃纤维或表面化膜层。
条款3：如条款1中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，该复合结构进一步包括在所述导电层和所述CFRP复合层之间与所述导电层集成在一起的粘合剂层，所述导电层、粘合剂层和CFRP复合层共同固化在成形工具上。
条款4：如条款1中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，该复合结构进一步包括插入到所述斜切凹部内的多个锥形垫圈。
条款5：如条款4中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，其中每个紧固件的锥形头部导电地接合每个锥形垫圈。
条款6：如条款1中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，其中所述多个孔的尺寸大小被设置成用来以间隙配合收纳所述多个紧固件。
条款7：如条款1中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，其中所述导电层包括丝网。
条款8：如条款7中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，其中所述丝网包括从铜、镍或铝构成的组选择的膨胀金属箔。
条款9：如条款8中限定的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构，其中所述膨胀金属箔具有从0.001到0.005英寸的厚度。
条款10：一种集成的紧固件表面雷电防护互连结构，该互连结构包括：
碳纤维增强塑料(CFRP)复合结构，该复合结构具有带有埋头孔的孔；
安装在所述埋头孔中的锥形垫圈；
以干涉配合收纳在所述孔中的紧固件，锥形的紧固件头部导电地接合所述锥形垫圈，由此，主要通过所述复合结构的外部中的从所述紧固件头部相邻地延伸的复合层将附着至所述紧固件头部的任何放电在放电路径中消散。
条款11：如条款10中限定的集成的紧固件表面雷电防护互连结构，其中所述紧固件头部为钛，并且所述锥形垫圈是抗腐蚀钢(CRES)。
条款12：如条款11中限定的集成的紧固件表面雷电防护互连结构，其中所述锥形垫圈具有0.001到0.005英寸的厚度。
条款13：一种形成具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构的方法，该方法包括如下步骤：
在工具上铺设导电层，该工具具有多个隆起的锥形成形特征以在丝网导电层中形成多个斜切凹部；
在所述导电层上铺设至少一个碳纤维增强塑料(CFRP)复合层；
使所述CFRP和所述导电层在所述工具上共同固化；
加工穿过所述导电层中的多个凹部以及毗连的复合层的多个孔，使得所述导电层中的斜切凹部限定延伸到所述多个孔的开口内的埋头孔并将所述导电层的导电表面暴露出；以及
将紧固件插入到所述多个孔内；
其中所述导电层中的埋头孔中的斜切凹部电接触安装在所述多个孔内的紧固件的导电埋头头部。
条款14：如条款13限定的方法，该方法进一步包括在铺设所述导电层之前在所述工具上铺设玻璃纤维层。
条款15：如条款13限定的方法，其中所述导电层包括丝网，并且该方法进一步包括在所述丝网和至少一个CFRP层之间铺设粘合剂层。
条款16：如条款13限定的方法，该方法进一步包括在将所述紧固件插入到所述多个孔内之前将锥形垫圈插入到所述斜切凹部中。
条款17：如条款13限定的方法，其中加工多个孔的步骤包括加工用于与紧固件进行间隙配合的多个孔。
条款18：如条款13限定的方法，该方法进一步包括形成具有多个隆起的锥形成形特征的工具，所述锥形成形特征具有在98°和102°之间的斜切角。
条款19：如条款15限定的方法，其中所述丝网具有在0.001和0.005英寸之间的厚度。
条款20：如条款16限定的方法，其中所述锥形垫圈具有在0.001和0.005英寸之间的厚度。
现在，已经按照专利法令的要求详细地描述了该公开的各种实施方式，本领域技术人员将认识到针对这里公开的具体实施方式的修改和替换。这些修改都在如随后权利要求中限定的本公开的范围和意图之内。

Claims (10)

1.一种具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，该多层复合结构包括：
导电层(72)，该导电层(72)具有内表面(61)和在外表面(59)中形成埋头孔(74)的多个斜切凹部(68)；
布置在所述导电层(72)的所述内表面(61)上并与该内表面相符的一个或多个碳纤维增强塑料复合层；以及
多个孔(70)，所述多个孔(70)延伸穿过所述导电层(72)中的所述多个斜切凹部(68)以及毗连的碳纤维增强塑料复合层，使得所述导电层(72)限定延伸到所述多个孔(70)的开口内的埋头孔部，
由此，所述导电层(72)中的所述斜切凹部(68)提供与安装在所述多个孔(70)中的导电埋头紧固件接触的导电表面区域。
2.如权利要求1所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，该多层复合结构进一步包括共同固化在所述导电层(72)的所述外表面(59)上的玻璃纤维或表面化膜层(58)。
3.如权利要求1或2所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，该多层复合结构进一步包括在所述导电层(72)和所述碳纤维增强塑料复合层之间与所述导电层(72)集成在一起的粘合剂层(62)，所述导电层(72)、粘合剂层(62)和碳纤维增强塑料复合层共同固化在成形工具(54)上。
4.如权利要求1所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，该多层复合结构进一步包括插入到所述斜切凹部(68)内的多个锥形垫圈(76)。
5.如权利要求4所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，其中，每个紧固件的锥形头部(80)导电地接合每个锥形垫圈(76)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，其中，所述导电层(72)包括丝网(60)。
7.如权利要求6所述的具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)，其中，所述丝网(60)包括从铜、镍或铝构成的组选择的膨胀金属箔。
8.一种形成具有集成的紧固件导电层表面雷电防护互连结构的多层复合结构(52)的方法，该方法包括如下步骤：
在工具(54)上铺设导电层(72)，该工具具有多个隆起的锥形成形特征(56)以在丝网(60)导电层(72)中形成多个斜切凹部(68)；
在所述导电层(72)上铺设至少一个碳纤维增强塑料复合层；
使所述碳纤维增强塑料复合层和所述导电层(72)在所述工具(54)上共同固化；
加工穿过所述导电层(72)中的所述多个斜切凹部(68)以及毗连的复合层的多个孔(70)，使得所述导电层(72)中的所述多个斜切凹部(68)限定延伸到所述多个孔(70)的开口内的埋头孔(74)并将所述导电层(72)的导电表面暴露出；以及
将紧固件(78)插入到所述多个孔(70)内；
其中，所述导电层(72)中的所述埋头孔(74)中的所述多个斜切凹部(68)电接触安装在所述多个孔(70)内的所述紧固件(78)的导电埋头头部。
9.如权利要求8所述的方法，该方法进一步包括：在铺设所述导电层(72)之前在所述工具(54)上铺设玻璃纤维层(58)。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述导电层(72)包括丝网(60)，并且该方法进一步包括：在所述丝网(60)和所述至少一个碳纤维增强塑料复合层之间铺设粘合剂层(62)。
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