CN107150785B - 导电圆角填料系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了导电圆角填料系统和方法。该系统具有复合组件，其包括具有一个或多个圆角填料区的一个或多个复合结构体。该系统进一步具有一个或多个导电圆角填料，其填充所述一个或多个圆角填料区。导电圆角填料中的每个具有包含导电材料的导电元件。该系统进一步具有一个或多个总体系统，其经由一个或多个导电圆角填料连接件连接到一个或多个导电圆角填料，形成该系统的一个或多个电流处理系统。该一个或多个电流处理系统包括被构造成处理边缘发光的边缘发光处理系统、被构造成处理静电消散的静电消散处理系统，以及被构造成处理电流返回的电流返回处理系统中的一个或多个。
Description
技术领域
本公开总体上涉及具有圆角填料的复合结构体和系统，并且更具体地，涉及具有导电圆角填料系统以有利于导电性的飞行器复合结构体和系统，及其制造方法。
背景技术
飞机机翼和机身结构通常由金属材料制成，其提供导电性和电流返回以承载功能性和故障电流并处理静电消散。复合材料由于其高强度重量比、耐腐蚀性和其它有利的特性而日益地用于飞行器机翼和机身结构的制造，以改进飞机的性能和降低飞机的重量。
例如，飞机机翼可由包括复合机翼蒙皮板的复合加强板结构形成，增强桁条或加强筋、翼梁和肋状件可附接到复合材料机翼蒙皮板，以改进复合机翼蒙皮板的强度、硬度、抗弯曲性和稳定性。当增强桁条(诸如刀片状或T形桁条、I形桁条、J形桁条或其它类型的桁条)垂直地附接或接合至复合机翼蒙皮板时，增强桁条的每个弯曲片的半径可形成间隙或空隙区。由复合材料制成并且具有大致三角形横截面的圆角填料或“长条(noodle)”可用于填充圆角填料区或长条区，以便为这些区提供另外的结构增强。
然而，用于制备复合飞机机翼、机身或包括复合圆角填料的其它飞机结构的复合材料通常具有低导电性或无导电性。复合飞机机翼、机身或其它飞机结构与在此类复合飞机机翼、机身或其它飞机结构中使用的金属紧固件之间的良好电接触对于提供导电性和静电消散(诸如在雷击事件或其它电气事件中)以及提供足够的电流返回和电流流动路径是重要的。
由金属线或类似金属结构组成的已知专用导电系统可添加到复合飞机机翼、机身和其它飞机结构，以提供导电性和电流返回。然而，此类已知专用导电系统可能重(即，几百磅的金属线)，并且可增加飞机的重量。例如，飞机的重量增加可导致燃料消耗增加，这进而可导致燃料成本增加。此外，此类已知的专用导电系统可能是复杂的并且难以安装的，这进而可导致制造时间增加和劳动力成本增加。
此外，复合飞机机翼或其它飞机结构可包括可具有修剪或切割边缘的内部复合桁条、翼梁和翼肋(rib)。沿此类修剪或切割边缘的缝隙(其中复合机翼蒙皮板与内部复合材料桁条、翼梁和翼肋相接)可易出现“边缘发光”，这是等离子体喷射或高激发粒子发射或喷射或电子在修剪或切割边缘处喷出，导致雷击的次级影响。此类边缘发光可导致等离子体喷射，并且可成为燃料箱或飞机复合机翼内的其它区域中的潜在点火源。
存在已知的系统和方法来防止或减轻复合飞机机翼和其它飞机结构中的边缘发光。此类已知的系统和方法包括涂布密封剂以覆盖内部复合桁条、翼梁和翼肋的修剪或切割边缘，并覆盖飞机复合机翼上的金属部件，诸如金属紧固件。此外，此类已知的系统和方法包括使用紧固件帽密封件以覆盖金属部件，诸如在飞机复合机翼上的金属紧固件或其它飞机结构。
然而，此类已知的密封剂和紧固件密封帽可能数量非常大，并且可增加飞机的重量，这可导致燃料消耗增加，并且进而可导致燃料成本增加。此外，此类已知的密封剂和紧固件密封帽可能耗时且劳动密集地应用到飞机合材料机翼或其它飞机结构，这进而可导致制造时间增加和劳动力成本增加。
另外，飞机复合机翼的复合材料可由此类飞机复合机翼的外部上产生的摩擦、由补给燃料起电以及由在此类飞机复合机翼的燃料箱中的燃料晃动而积累电荷。如果飞机复合机翼和飞机复合机翼中的金属紧固件之间的电接触不充分，那么来自雷击的电流可能得不到消散，而会保留在被雷击的紧固件附近，并且可被引导进入下部结构，并且可能被引导进入燃料箱，其中可发生静电放电或火花，导致潜在的点火源。
存在已知的系统和方法来防止或减轻在飞机复合机翼燃料箱和其它飞机复合结构体中的静电放电。此类已知的系统和方法包括应用密封剂和使用紧固件帽密封件以覆盖金属部件，诸如在飞机复合机翼燃料箱中的金属紧固件，以将静电放电限制在紧固接头中并且防止其漏入燃料箱或其它飞机复合结构体。
然而，此类已知的密封剂和紧固件密封帽的数量巨多，并且可增加飞机的重量，这可导致燃料消耗增加，并且进而可导致燃料成本增加。此外，此类已知的密封剂和紧固件密封帽可能需要耗时且劳动密集地应用到飞机复合材料机翼或其它飞机结构，这进而可导致制造时间增加和劳动力成本增加。
因此，在本领域中期望和需要具有圆角填料系统以促进导电性的飞机复合结构体和系统，以及制造该系统的方法，其提供优于已知结构、系统和方法的优点。
发明内容
满足了这种对具有减小的面积圆角填料的复合结构体及其形成方法的需要。如在以下详细描述中所讨论的，具有减小面积圆角填料的复合结构体及其形成方法的实施例可提供优于已知结构和方法的显著优势。
在本公开的一个实施例中，提供了一种导电圆角填料系统。导电圆角填料系统包括复合组件，其包括具有一个或多个圆角填料区的一个或多个复合结构体。导电圆角填料系统进一步包括一个或多个导电圆角填料，其填充一个或多个圆角填料区。导电圆角填料中的每个具有包括导电材料的导电元件。
导电圆角填料系统进一步包括一个或多个总体系统，其经由一个或多个导电圆角填料连接件而连接到一个或多个导电圆角填料，形成导电圆角填料系统的一个或多个电流处理系统。该一个或多个电流处理系统包括被构造成处理边缘发光的边缘发光处理系统、被构造成处理静电消散的静电消散处理系统以及被构造成处理电流返回的电流返回处理系统中的一个或多个。
在本公开的另一个实施例中，提供了一种用于飞机的导电圆角填料系统。导电圆角填料系统包括飞机复合组件，其包括一个或多个复合结构体。一个或多个复合结构体包括具有形成一个或多个圆角填料区的多个桁条和多个翼梁的至少一个复合机翼。
导电圆角填料系统进一步包括一个或多个导电圆角填料，其填充一个或多个圆角填料区。导电圆角填料中的每个具有包括导电材料的导电元件。
导电圆角填料系统进一步包括飞机中的一个或多个总体系统。一个或多个总体系统包括紧固件系统、燃料箱系统和电流产生系统中的一个或多个。一个或多个总体系统经由一个或多个导电圆角填料连接件而连接到一个或多个导电圆角填料，形成用于飞机的导电圆角填料系统的一个或多个电流处理系统。该一个或多个电流处理系统包括被构造成处理边缘发光的边缘发光处理系统、被构造成处理静电消散的静电消散处理系统，以及被构造成处理电流返回的电流返回处理系统中的一个或多个。
在本公开的另一个实施例中，提供了制备和使用用于航空器的复合组件的导电圆角填料系统的方法。该方法包括将包括导电材料的导电元件添加到一个或多个圆角填料，以获得一个或多个导电圆角填料的步骤。
该方法进一步包括将一个或多个导电圆角填料安装到在航空器的复合组件的复合结构体中形成的一个或多个圆角填料区中。该方法进一步包括将一个或多个导电圆角填料经由一个或多个导电圆角填料连接件而连接到航空器中的一个或多个总体系统，以形成一个或多个电流处理系统。一个或多个电流处理系统包括边缘发光处理系统、静电消散处理系统以及电流返回处理系统中的一个或多个。
该方法进一步包括使用一个或多个电流处理系统来处理航空器的复合组件中的边缘发光、静电消散和电流返回中的一个或多个的步骤。
已经讨论的特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立地实现，或可在其它实施例中组合，其进一步的细节可参考以下描述和附图看出。
附图说明
参考下面结合附图的详细描述可更好地理解本公开，附图示出了优选的和示例性的实施例，但是不一定按比例绘制，其中：
图1为结合有本公开的导电圆角填料系统的实施例的航空器的透视图的说明；
图2A为飞机制造和服务方法的实施例的流程图的说明；
图2B为飞机的实施例的功能块图的说明；
图3A为本公开的导电圆角填料系统的示例性实施例的功能块图的说明；
图3B为在本公开的导电圆角填料系统的导电圆角填料的实施例中可使用的单向圆角填料的示例性实施例的功能块图的说明；
图3C为在本公开的导电圆角填料系统的导电圆角填料的实施例中可使用的层压圆角填料的示例性实施例的功能块图的说明；
图3D为在本公开的导电圆角填料系统的导电圆角填料的实施例中可使用的同质圆角填料和金属圆角填料的示例性实施例的功能块图的说明；
图3E为在本公开的导电圆角填料系统的导电圆角填料的实施例中可使用的导电元件的示例性实施例的功能块图的说明；
图3F为本公开的导电圆角填料系统的电流处理系统的示例性实施例的功能块图的说明；
图4A为以具有本公开的导电圆角填料的实施例的叶片桁条形式的复合结构体的透视图的说明；
图4B为以具有本公开的导电圆角填料的叶片桁条形式的复合结构体的部分前剖视图的说明；
图4C为以具有本公开的导电圆角填料的帽式桁条形式的复合结构体的部分前剖视图的说明；
图4D为以具有本公开的导电圆角填料的I型桁条形式的复合结构体的部分前剖视图的说明；
图5A为可用于本公开的导电圆角填料系统的实施例中的单向滚压圆角填料的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图5B为可用于本公开的导电圆角填料系统的实施例中的单向拉挤圆角填料的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图6A为可用于本公开的导电圆角填料系统的实施例中的层压圆角填料的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图6B为可用于图6A的层压圆角填料中的单向滚压尖端形式的尖端部的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图6C为可用于图6A的层压圆角填料中的单向拉挤尖端形式的尖端部的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图6D为可用于图6A的层压圆角填料中的金属尖端或同质尖端形式的尖端部的示例性实施例的放大剖视图的说明；
图7为可用于本公开的导电圆角填料系统的实施例中的同质圆角填料的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图8为可用于本公开的导电圆角填料系统的实施例中的金属圆角填料的示例性实施例的放大前剖视图的说明；
图9A为在桁条中的已知圆角填料的说明，并且示出雷击和边缘发光；
图9B为具有与图9A的桁条中的紧固件系统连接的导电圆角填料的边缘发光处理系统的说明，并且示出通过导电圆角填料的重定向电流路径；
图10A为在燃料箱中的桁条中的已知圆角填料的说明，并且示出补给燃料起电和静电放电；
图10B为具有与图10A的桁条中的燃料箱系统连接的导电圆角填料的静电消散处理系统的实施例的说明，并且示出通过导电圆角填料的重定向电荷路径和重定向电流路径；
图11A为在燃料箱中的桁条中的已知圆角填料的局部视图的说明，并且示出燃料晃动和电火花；
图11B为具有与图11A的桁条中的燃料箱系统连接的导电圆角填料的静电消散处理系统的另一个实施例的说明，并且示出通过导电圆角填料的重定向电荷路径和重定向电流路径；
图12A为在飞机机翼板中的已知圆角填料的说明，并且示出经由专用导电系统的电流返回；
图12B为具有与图12A的飞机机翼板中产生的电流连接的导电圆角填料的电流返回处理系统的实施例的说明，并且示出通过导电圆角填料的重定向电流路径；以及
图13为示出本公开的方法的示例性实施例的块流程图的说明。
在本公开示出的每个图示出所呈现的实施例的一个方面的变型，并且将仅详细讨论差别。
具体实施方式
在下文中，现在将参考附图更全面地描述所公开的实施例，附图中示出一些但不是全部的实施例。实际上，可提供若干不同的实施例，并且不应解释为对本文提及的实施例的限制。相反，提供这些实施例以使得本公开更详尽以及将本公开的范围完整地传达给本领域技术人员。
现在参考附图，图1为结合有本公开的导电圆角填料系统10的实施例的航空器12(诸如以飞机12a的形式)的透视图的说明。如图1所示，航空器12(诸如以飞机12a的形式)包括机身14、机头16、机翼18、引擎20、垂直尾翼22和水平尾翼24。如图1进一步所示，机翼18和机身14可包括一个或多个燃料箱25。
导电圆角填料系统10(见图1)包括复合组件26(见图1)，诸如飞机复合组件26a(见图1)。复合组件26(见图1)包括一个或多个复合结构体28(见图1)，诸如飞机复合结构体28a(见图1)。在示例性实施例中，复合结构体28(见图1、图3A)包括飞机复合结构体28a(见图1、图3A)。在其它实施例(未示出)中，复合结构体可包括旋翼飞机上的旋翼飞机复合结构体、航天器上的航天器复合结构体、船只上的船只复合结构体或可与本公开的导电圆角填料系统10一起使用的其它合适的复合结构体。
现在参考图2A至图2B，图2A为飞机制造和服务方法30的实施例的流程图的说明，而图2B为飞机46的实施例的功能块图的说明。参考图2A至图2B，本公开的实施例可在飞机制造和服务方法30(如图2所示)和飞机46(如图2B所示)的上下文中描述。在预生产期间，示例性飞机制造和服务方法30(见图1)可包括飞机46(见图2B)规格和设计32(见图2A)以及材料采购34(见图2A)。在制造期间，进行飞机46(见图2B)的部件和子组件制造36(见图2A)和系统集成38(见图2A)。此后，飞机46(见图2B)可经过认证和交付40(见图2A)以便被投入使用42(见图2A)。当由顾客使用42(见图2A)时，飞机46(见图2B)可被定期地进行日常维护和保养44(见图2A)，其还可以包括修改、重新配置、整修和其它合适的保养。
飞机制造和服务方法30(见图2A)中的每个过程可由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，顾客)执行或进行。出于本说明书的目的，系统集成商可包括但不限于许多飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括但不限于许多卖主、分包商和供应商；并且运营商可包括航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织和其它合适的运营商。
如图2B所示，由示例性飞机制造和服务方法30生产的飞机46可包括具有多个系统50和内部52的机体48。如图2B进一步所示，系统50的实例可包括推进系统54、电气系统56、液压系统58以及环境系统60中的一个或多个。如图2B进一步所示，系统50可包括本公开的导电圆角填料系统10的示例性实施例。可包括许多其它系统。虽然示出了航空航天实例，但是本公开的原理可应用于其它工业，诸如汽车工业。
在飞机制造和服务方法30(见图2A)的任何一个或多个阶段期间可采用本文所实施的方法和系统。例如，对应于部件和子组件制造36(见图2A)的部件或子组件可以以类似于在飞机46(见图2B)在使用42(见图2A)时生产的部件或子组件的方式制作或制造。另外，可在部件和子组件制造36(见图2A)和系统集成38(见图2A)期间利用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合，例如从而大大加速飞机46的组装或降低其成本(见图2B)。类似地，可在飞机46(见图2B)在使用42(见图2A)时利用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合，例如并且不限于以进行维护和保养44(见图2A)。
现在参考图3A，图3A为本公开的导电圆角填料系统10的示例性实施例的功能块图的说明。如图3A所示，导电圆角填料系统10包括复合组件26，诸如飞机复合组件26a。复合组件26(见图3A)包括一个或多个复合结构体28(见图3A)，诸如一个或多个飞机复合结构体28a(见图3A)。如图3A所示，一个或多个复合结构体28(诸如飞机复合结构体28a)可包括机身14、机翼18(诸如复合机翼18a)、燃料箱25、机翼结构体(诸如桁条62、翼梁64、翼肋66，和蒙皮板68)，或其它合适的复合结构体28(诸如飞机复合结构体28a)。
一个或多个圆角填料区72(见图3A、图4A)可以形成在复合结构体28(见图3A、图4A)中。例如，桁条62和翼梁64可形成一个或多个圆角填料区72(见图3A、图4A)。桁条62(见图3A)、翼梁64(见图3A)和翼肋66(见图3A)可用于加强航空器12(见图1)诸如飞机12a(见图1)的机翼16(见图3A)的蒙皮板68a(见图3A)。可在导电圆角填料系统10(见图3A)中使用的各种类型的桁条62(见图3A、图4A至图4D)下面参照图4A至图4D进一步详细讨论。圆角填料(radius filler)区70可具有大致三角形形状74a(见图3A、图4A)或其他合适的形状。
如图3A所示，导电圆角填料系统10进一步包括一个或多个导电圆角填料70，其被构造成填充，并且填充一个或多个圆角填料区72。一个或多个导电圆角填料70(见图3A)中的每一个包括包含导电材料92(见图3A)的导电元件90(见图3A)。将包括导电材料92(见图3A)的导电元件90(见图3A)添加到圆角填料80(见图3A)，以获得导电圆角填料70(见图3A)。导电圆角填料70(见图3A)，诸如具有导电元件90(见图3A)的圆角填料80(见图3A)也可以被称为长条81(见图3A)。
圆角填料80(见图3A)可为不导电的或基本上不导电的，并且通过添加到导电填料80(见图3A)的导电元件90(见图3A)赋予圆角填料80(见图3A)的导电量取决于使用的导电元件90(见图3A)和导电材料92(见图3A)的类型，以及特定飞机系统可能需要的导电水平78(见图3A)。一个或多个导电圆角填料70(见图3A)每个具有电流路径76(见图3A)，下面参照图9B、图10B、图11B和图12B进一步详细讨论。
如图3A所示，圆角填料80可包括单向圆角填料82、层压圆角填料84、同质(homogeneous)圆角填料86、金属圆角填料88或其他合适类型的圆角填料80中的一种。下面参照图3B至图3D进一步详细讨论这些类型的圆角填料80(见图3A)中的每个。
如图3A所示，导电圆角填料70进一步包括一个或多个导电圆角填料连接件94。一个或多个导电圆角填料连接件94(见图3A)将一个或多个导电圆角填料70(见图3A)连接到一个或多个总体系统(over-arching system，全局系统，支配系统)100(见图3A)，以形成或构成一个或多个电流处理系统125(见图3A)。所得的电流处理系统125(见图3A)的网络被构造成处理边缘发光216(见图3F)、静电消散232(见图3F)和电流返回244(见图3F)中的一个或多个，并且在下面参照图3F进一步详细讨论。
如图3A所示，一个或多个导电圆角填料连接件94可包括一个或多个后固化导电连接96、一个或多个共固化导电连接98或其他合适的导电连接。一个或多个后固化导电连接96(见图3A)可包括连接到固化的圆角填料80a(见图3A)的线连接102(见图3A)或路径连接104(见图3A)，在修剪之后具有(一种或多种)导电粘合剂106(见图3A)、(一种或多种)导电膏108(见图3A)或其他合适的导电材料。
一个或多个后固化导电连接96(见图3A)可包括一个或多个接线柱110(见图3A)或一个或多个金属接触点112(见图3A)，其被添加到或耦接到预固化的圆角填料80b(见图3A)，然后共固化到圆角填料80中(见3A)，以允许在固化或后固化之后进行连接或附接。对于低电平电流228b(见图3F)，薄箔触点114(见图3A)、金属树脂膜触点116(见图3A)或其他合适的金属触点112(见图3A)可共固化在邻近导电圆角填料70(见图3A)的层压板268中(见图3A、图4A)，其中薄箔触点114(见图3A)或金属树脂膜触点116(见图3A)接触导电圆角填料70(见图3A)并与一个或多个紧固件118(见图3A)相交。
如图3A所示，导电圆角填料系统10的一个或多个总体系统100优选地包括紧固件系统120、燃料箱系统122、电流产生系统124，或其它合适的总体系统100中的一个或多个。紧固件系统120(见图3A)可包括多个紧固件118(见图3A、图3F、图9B)，其可连接到一个或多个导电圆角填料70(见图3A)，以处理边缘发光216(见图3F)，诸如最小化或防止边缘发光216(见图3F)。燃料箱系统122(见图3A)可包括具有一个或多个燃料箱表面25a(见图3F)的燃料箱25(见图3A、图3F)，其可连接到一个或多个导电圆角填料70(见图3A)，以处理静电消散232(见图3F)，诸如最小化或防止静电放电234(见图3F)或静电累积(见图3A)。电流产生系统124(见图3A)可包括电流源218(见图3F)，其将电流228(见图3F)传送到飞机12a(见图3A、图3F)中的一个或多个电子系统248(见图3F)以处理电流返回244(见图3F)。
现在参考图3B，图3B为单向圆角填料82形式的圆角填料80的示例性实施例的功能块图的说明，该圆角填料80可用于本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的导电圆角填料70的实施例中。如图3B所示，单向圆角填料82可包括单向滚压圆角填料82a、单向拉挤(pultruded)圆角填料82b，或其他合适的单向圆角填料82中的一种。
如图3B所示，单向圆角填料82可包括单向碳纤维增强带126，诸如单向碳纤维增强预浸带126a或其他合适的单向碳纤维增强带126，并且可由单向碳纤维128制成，并且可以具有预先确定的宽度129。
圆角填料80(见图3B)，诸如单向圆角填料82(见图3B)可经由一个或多个圆角填料制作过程130(见图3B)制作或形成。例如，单向圆角填料82(见图3B)可通过滚压131(见图3B)、拉挤140(见图3B)或其他合适的圆角填料制作过程130(见图3B)制作。导电元件90(见图3B)可经由一个或多个导电元件应用工艺144(见图3B)添加到单向圆角填料82(见图3B)。
如图3B所示，单向滚压圆角填料82a可经由单向滚压圆角填料制作工艺130a，诸如以滚压131(例如，手动滚压)的形式制作或形成。单向碳纤维增强带126(见图3B)(诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B))的预先确定的宽度129(见图3B)可以沿纤维方向132(见图3B)手动滚压，直到紧密地装入滚压管134(见图3B)或圆柱管中。
在一个导电元件应用工艺144(见图3B)中，可在滚压131(见图3B)之前通过将一个或多个导电层147(见图3B)预层压146(见图3B)到单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)上，来将导电元件90(见图3B)添加到单向滚压圆角填料82a(见图3B)中。在另一个导电元件应用工艺144(见图3B)中，一个或多个导电层147(见图3B)可与单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)一起手动滚压。
二次加工136(见图3B)，诸如压制成形136a(见图3B)可用于使具有导电元件90(见图3B)(诸如一个或多个导电层147(见图3B))的滚压管134(见图3B)成形为大致三角形形状74b(见图3B)，其填充圆角填料区72(见图3A、图5A)，并且基本上匹配圆角填料区72(见图3A、图5A)的大致三角形形状74a(见图3A、图4A)。包括具有导电元件90(见图3B)的单向滚压圆角填料82a(见图3B)的导电圆角填料70(见图3B)也可形成为适合填充圆角填料区72(见图3A)并且匹配圆角填料区72(见图3A)的形状的其他合适形状。
滚压131(见图3B)所使用的单向碳纤维增强带126(见图3B)(诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B))的预定宽度129(见图3B)可以沿长度成锥形，以便产生具有变化度量138(见图3B)的圆角填料80(见图3B)，诸如单向滚压圆角填料82a(见图3B)。
如图3B所示，单向拉挤圆角填料82b可经由单向拉挤圆角填料制作工艺130b，诸如以拉挤140的形式制作或形成。单向拉挤圆角填料82b(见图3B)的拉挤140(见图3B)可与单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)的起皱141(见图3B)或压制142(见图3B)一起进行，直到期望或适当的横截面积。这可用成形元件143(见图3B)实现，诸如滚压模成形机143a(见图3B)、静态模成形机143b(见图3B)或其它合适的成形元件143(见图3B)，这些成形元件将单向拉挤圆角填料82b(见图3B)成形或形成为大致三角形形状74b(见图3B)，以填充圆角填料区72(见图3A、图5A)，并且基本上匹配圆角填料区72(见图3A、图5A)的大致三角形形状74a(见图3A、图4A)。包括具有导电元件90(见图3B)单向拉挤圆角填料82b(见图3B)的导电圆角填料70(见图3B)也可形成为其他合适的形状以填充圆角填料区72(见图3A)并且匹配圆角填料区72(见图3A)的形状。
在一个导电元件应用工艺144(见图3B)中，可在拉挤140(见图3B)之前，通过将一个或多个导电层147(见图3B)预层压146(见图3B)到单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)上，来将导电元件90(见图3B)添加到单向拉挤圆角填料82b(见图3B)中。在另一个导电元件应用工艺144(见图3B)中，一个或多个导电层147(见图3B)可与单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)一起拉挤。
导电元件90(见图3B)，诸如导电箔174(见图3E)(例如薄金属箔174a(见图3E))和导电膜204(见图3E)(例如导电树脂膜204a(见图3E))特别适合于上述导电元件应用工艺144(见图3B)，包括将一个或多个导电层147(见图3B)预层压146(见图3B)到单向碳纤维增强带126(见图3B)上，以及将一个或多个导电层147(见图3B)和单向碳纤维增强带126(见图3B)一起进行滚压131(见图3B)和拉挤140(见图3B)。
如图3B所示，导电元件应用工艺144(见图3B)可进一步包括沉积工艺148，诸如火焰喷涂沉积148a、气相沉积148b或其他合适的沉积工艺148。例如，导电元件90(见图3B)(诸如以导电金属材料192(见图3E)的形式)可经由火焰喷涂沉积148a或气相沉积148b而沉积到单向碳纤维增强带126(见图3B)，诸如单向碳纤维增强预浸带126a(见图3B)上。
现在参考图3C，图3C为层压圆角填料84的示例性实施例的功能块图的说明，该圆角填料可用于本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的导电圆角填料70的实施例中。如图3C所示，层压圆角填料84，诸如以堆叠层压复合圆角填料84a的形式，可包括基部150，诸如堆叠层压基部150a，并且可包括尖端部152。
如图3C所示，基部150，诸如堆叠层压基部150a可包括一个或多个堆叠层154，例如堆叠序列。一个或多个堆叠层154(见图3C)可包括最顶层154a(见图3C)、最底层154b(见图3C)和在最顶层154a(见图3C)和最底层154b(见图3C)之间的一个或多个中间层154c(见图3C)。
基部150，诸如堆叠层压基部150a(见图3C)的一个或多个堆叠层154(见图3C)可包括由不同纤维方向160(见图3C)的碳纤维158(见图3C)制成的任何数量的复合带板层156(见图3C)。一个或多个堆叠层154(见图3C)的复合带板层156(见图3C)可包括碳纤维增强带162(见图3C)，诸如以碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)的形式，或其他合适的碳纤维增强带162(见图3C)。
复合带板层156(见图3C)可由被基质材料(诸如例如预浸材料)包围并且在其内支撑的增强材料形成。增强材料可包括高强度纤维，诸如玻璃或碳纤维、石墨、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维或其他合适的增强材料。基质材料可包括各种聚合物或树脂材料，诸如环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、双马来酰亚胺或其他合适的基质材料。如本文所用，“预浸料坯”意指已经用未固化或部分固化的树脂浸渍的机织或编织织物或布状带材料，例如玻璃纤维或碳纤维，其具有足够的柔性以形成所需形状，然后“固化，例如通过在烘箱或高压釜中施加热量，以将树脂硬化成坚固、刚性、纤维增强的结构。复合带板层156(见图3C)还可为预浸单向带、单向纤维带、碳纤维增强塑料(CFRP)带，或其他合适的带的形式；碳纤维增强塑料(CFRP)织物、预浸织物、包括机织碳纤维织物的机织织物，或其他合适的织物；带或其织物的组合；或其他合适的复合材料。圆角填料80(见图3C)，诸如层压圆角填料84(见图3C)可由用于形成复合组件26(见图3A)中的部件的类似树脂和纤维材料制成，部件诸如复合结构体28(见图3A)、桁条62(见图3A)、翼梁64(见图3A)、蒙皮板68(见图3A)和其它部件。
形成基部150(见图3C)的一个或多个堆叠层154(见图3C)，例如堆叠序列优选地由具有减小宽度164(见图3C)的碳纤维增强带162(见图3C)，诸如碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)制成。基部150(见图3C)和尖端部152(见图3C)形成大致三角形形状74b(见图3C)，其填充圆角填料区72(见图3A、图5A)，并且基本上匹配圆角填料区72(见图3A、图4A)的大致三角形形状74a(见图3A、图4A)。
层压圆角填料84(见图3C)(诸如以堆叠层压复合圆角填料84a(见图3C)的形式)的对称性优选地通过一个或多个堆叠层154a(见图3C、图6A)的堆叠中心线166(见图3C、图6A)控制，因此允许产生具有对称构造168a(见图3C)或不对称构造168b(见图3C)的层压圆角填料84(见图3C)。
如图3C所示，尖端部152可为单向滚压尖端152a(也见图6B)、单向拉挤尖端152b(也见图6C)、金属尖端152c(也见图6D)、同质尖端152d、堆叠和修剪尖端152e、预制尖端152f，或其他合适尖端部152的形式。尖端部152(见图3C、图6A)优选地放置在最顶层154a(见图3C、图6A)或基部150(见图3C、图6A)的序列上。
圆角填料80(见图3C)，诸如层压圆角填料84(见图3C)可经由一个或多个圆角填料制作工艺130(见图3C)制作或形成。例如，层压圆角填料84(见图3C)可经由层压圆角填料制作工艺130c(见图3C)，诸如手动层压170a(见图3C)、自动层压170b(见图3C)，或其他合适的圆角填料制作工艺130(见图3C)制作。导电元件90(见图3C)可经由一个或多个导电元件应用工艺144(见图3C)添加到层压圆角填料84(见图3C)。
导电元件90(见图3C)可添加到尖端部152(见图3C)和/或基部150a(见图3C)。对于单向滚压尖端152a(见图3C)或单向拉挤尖端152b(见图3C)，导电元件90(见图3C)可用类似于上述用于单向圆角填料82(见图3B)的导电元件应用工艺144(见图3B)的导电元件应用工艺144(见图3B)添加。例如，可在滚压、拉挤之前通过将一个或多个导电层147(见图3C)预层压146(见图3C)到尖端部152(见图3C)上而将导电元件90(见图3C)添加到单向滚压尖端152a(见图3C)，或一个或多个导电层147(见图3C)可与尖端部152一起手动滚压或拉挤。在另一个导电元件应用工艺144(见图3C)中，一个或多个导电层147(见图3C)可集成在预制尖端152f(见图3C)中。金属尖端152c(见图3C)优选地在金属尖端152c(见图3C)中具有导电金属材料192(见图3E)并且赋予层压的圆角填料84(见图3C)导电性。
如果导电元件90(见图3C)添加到基部150(见图3C)，诸如堆叠层压基部150a(照图3C)，那么碳纤维增强带162(见图3C)(诸如以碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)的形式)可与导电树脂172(见图3C)一起预层压，或金属颗粒192a(见图3C、图3E)可经由沉积工艺148(见图3C)沉积在碳纤维增强带162(见图3C)(诸如以碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)的形式)的一个层上、在所有层上，或在一个或多个中间层176(见图3C)上，其插入在两层或更多层之间。沉积工艺148(见图3C)可包括火焰喷涂沉积148a(见图3C)、气相沉积148b(见图3C)或其他合适的沉积工艺148(见图3C)。
导电元件90(见图3C)(诸如导电箔174(见图3C)，例如薄金属箔174a(见图3C))还可添加在一个或多个中间层176(见图3C)上，该中间层插入在碳纤维增强带162(见图3C)的两层或更多层之间，碳纤维增强带诸如以碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)的形式。
现在参考图3D，图3D为同质圆角填料86和金属圆角填料88的示例性实施例的功能块图的说明，这些圆角填料可用于本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的导电圆角填料70的实施例中。如图3D所示，同质圆角填料86可包括浇铸型同质圆角填料86a、挤压型同质圆角填料86b，或其他合适的同质圆角填料86中的一种。同质圆角填料86，诸如浇铸型同质圆角填料86a和挤压型同质圆角填料86b直接形成或压制成应用所需的形状。
如图3D所示，同质圆角填料86可包括增强树脂178，诸如纤维增强树脂178a，例如碳纤维增强树脂178b、玻璃纤维增强树脂178c或其它合适的纤维增强树脂178a。
圆角填料80(见图3D)(诸如同质圆角填料86(见图3D))可经由一个或多个圆角填料制作工艺130(见图3D)制作或形成。例如，同质圆角填料86(见图3D)可经由同质圆角填料制作工艺130d(见图3D)(诸如浇铸179(见图3D)或挤压180(见图3D))制作。同质圆角填料86(见图3D)的增强树脂178(见图3D)可经历挤压180(见图3D)，例如直接挤压180a(见图3D)，直接进入圆角填料区72(见图3A、图4A)，或可经历模具挤压180b(见图3D)进入一个或多个模具182(见图3D)。
对于同质圆角填料86(见图3D)，可经由导电元件应用工艺144(见图3D)(诸如树脂混合184(见图3D)，直接添加导电元件90(见图3D)到增强树脂178(见图3D)，导电元件90诸如导电颗粒186(见图3D)，例如导电纳米颗粒188(见图3D)、非金属导电颗粒190(见图3D)、导电金属材料192(见图3D)，诸如金属颗粒192a(见图3D)或其它合适的导电颗粒186(见图3D)。
如图3D所示，一个或多个导电圆角填料70可包括具有导电元件90的金属圆角填料88的形式的圆角填料80。金属圆角填料88(见图3D)可包括浇铸金属圆角填料88a(见图3D)、研磨金属圆角填料88b(见图3D)、或其它合适的金属圆角填料88(见图3D)中的一种。金属圆角填料88(见图3D)优选地已经具有一定程度的导电性，并且可浇铸或研磨成期望的形状，诸如大致三角形形状74b(见图3D)，其填充圆角填料区72(见图3A、图5A)，并且基本上匹配圆角填料区72(见图3A、图4A)的大致三角形形状74a(见图3A、图4A)。
金属圆角填料88(见图3D)优选地具有以一种或多种导电金属材料190(见图3D)形式的导电元件90(见图3D)或其他合适的导电元件90(见图3D)。圆角填料80(见图3D)，诸如金属圆角填料88(见图3D)可经由一个或多个圆角填料制作工艺130(见图3D)制作或形成。例如，金属圆角填料88(见图3D)可经由金属圆角填料制作工艺130e(见图3D)，诸如用浇铸模具196(见图3D)的浇铸194(见图3D)、用一个或多个机床200(见图3D)(诸如切割装置202(见图3D))的研磨198或其他合适的金属圆角填料制作工艺130e(见图3D)制作。
现在参考图3E，图3E为导电元件90的示例性实施例的功能块图的说明，该导电元件可用于本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的导电圆角填料70的实施例。
如图3E所示，导电元件90可包括导电材料92，其包括导电树脂172、一个或多个导电箔174(诸如一个或多个薄金属箔174a)、一个或多个导电膜204(诸如一个或多个导电树脂膜204a)和/或导电颗粒186，诸如导电纳米颗粒188、非金属导电颗粒190、金属颗粒192a，或其它合适的导电颗粒186。如图3E进一步所示，导电元件90可包括一种或多种导电金属材料192，诸如金属颗粒192a、电气兼容的金属192b，其包括但不限于镍192c、铜192d、黄铜192e、(一种或多种)金属合金192f，或其他合适的导电金属材料192。
如图3E进一步所示，导电元件90可包括一个或多个导电线206，诸如一个或多个纳米线208、一个或多个纳米纤维210、一个或多个纳米丝212，或其他合适的导线206。导电元件90(见图3E)可进一步包括导电粉末214(见图3E)、一个或多个导电层(见图3E)，或其他合适的导电元件90(见图3E)。优选地，导电元件90(见图3E)具有合适的电导率水平78(见图3E)。
用于应用导电元件90(见图3E)的导电元件应用工艺144(见图3E)可包括预层压146(见图3E)、滚压131(见图3E)、拉挤140(见图3E)，或沉积工艺148(见图3E)。沉积工艺148(见图3E)可包括火焰喷涂沉积148a(见图3E)、气相沉积148b(见图3E)、金属颗粒沉积工艺148c(见图3E)或其他合适的沉积工艺148(见图3E)。
现在参考图3F，图3F为本公开的导电圆角填料系统10的电流处理系统125的示例性实施例的功能块图的说明。如图3F所示，航空器12(诸如飞机12a)的导电圆角填料系统10包括复合组件26，其具有导电圆角填料70，导电圆角填料70经由导电圆角填料连接94而连接到一个或多个总体系统100，以形成一个或多个电流处理系统125。
一个或多个电流处理系统125(见图3F)可包括被构造成处理边缘发光216(见图3F)的边缘发光处理系统125a(见图3F)、被构造成处理静电消散232(见图3F)的静电消散处理系统125b(见图3F)，以及被构造成处理电流返回244(见图3F)的电流返回处理系统125c(见图3F)，或其他合适的电流处理系统125(见图3F)中的一个或多个。
如图3F所示，边缘发光处理系统125a包括从紧固件系统120中的一个或多个紧固件118通过一个或多个导电圆角填料70的一个或多个重定向电流路径76b，以提供边缘发光缓解215，并且处理作为一个或多个电流源218(诸如一个或多个雷击218a)的副效应的边缘发光216。下面参照图9B进一步详细讨论边缘发光处理系统125a(见图3F)。
如图3F所示，静电消散处理系统125b包括从燃料箱系统122的燃料箱25的一个或多个燃料箱表面25a通过一个或多个导电圆角填料70的一个或多个重定向电流路径76c(也见图10B、图11B)和一个或多个重定向电荷路径242c(也见图10B、图11B)，以处理静电消散232，并提供由在燃料箱25中的燃料239的补给燃料起电236和燃料晃动238引起的静电放电234的静电放电缓解235。下面参照图10B、图11B进一步详细讨论静电消散处理系统125b(见图3F)。
如图3F所示，电流返回处理系统125c包括从电流产生系统124中的一个或多个电子系统248通过一个或多个导电圆角填料70的一个或多个重定向电流路径76d，以处理电流返回244，并提供最小化的专用导电系统245a。下面参照图12B进一步详细讨论电流返回处理系统125c(见图3F)。
现在参考图4A至图4D，示出了具有一个或多个导电圆角填料70的具有桁条62的形式的复合结构体28的各种实施例。图4A为复合结构体28的透视图的说明，该复合结构体诸如飞机复合结构体28a，其为具有填充有本公开实施例的导电圆角填料70的圆角填料区72的桁条62，诸如叶片桁条62a的形式。圆角填料区70(见图4A)优选地具有大致三角形形状74a(见图4A)。叶片桁条62a(见图4A)具有大致T形的横截面轮廓。
如图4A所示，导电圆角填料70包括具有导电元件90的圆角填料80。如图4A所示，复合结构体28，诸如以桁条62，例如叶片桁条62a的形式，可接合到蒙皮板68。如图4A进一步所示，叶片桁条62a包括垂直腹板260a、260b。垂直腹板260a(见图4A)可由重叠(wrap)板层262a(见图4A)组成。垂直腹板260b(见图4A)可由重叠板层262b(见图4A)组成。叶片桁条62a(见图4A)进一步包括水平凸缘264a、264b(见图4A)。水平凸缘264a(见图4A)可由堆叠复合板层266a(见图4A)组成。水平凸缘264b(见图4A)可由堆叠复合板层266b(见图4A)组成。
如图4A进一步所示，叶片桁条62a的水平凸缘264a、264b可接合到一个或多个基部层压体268和/或蒙皮板68。一个或多个基部层压体268(见图4A)和/或蒙皮板68优选地相邻于导电圆角填料70(见图4A)的基部。
现在参考图4B，图4B为复合结构体28的局部前剖视图的说明，该复合结构体诸如飞机复合结构体28a，其为具有填充有本公开实施例的导电圆角填料70的圆角填料区72的桁条62，诸如叶片桁条62b的形式。如图4B所示，导电圆角填料70包括具有导电元件90的圆角填料80。具有导电元件90(见图4B)的圆角填料80(见图4B)可包括单向圆角填料82，诸如单向滚压圆角填料82a，如上面参照图3B所讨论的。如图4B进一步所示，复合结构体28，诸如以桁条62，例如叶片桁条62b的形式，包括垂直腹板260a、260b，并且包括接合到基部层压体268的水平凸缘264a、264b，基部层压体接合到蒙皮板68。图4B进一步示出了在垂直腹板260a、260b和水平凸缘264a、264b之间并且在导电圆角填料70的每一侧上的径向腹板-凸缘过渡部270a、270b。垂直腹板260a(见图4B)在径向腹板-凸缘过渡部270a(见图4B)处过渡至水平凸缘264a(见图4B)，并且垂直腹板260b(见图4B)在径向腹板-凸缘过渡部270b(见图4B)处过渡至水平凸缘264b(见图4B)。
现在参考图4C，图4C为复合结构体28的局部前剖视图的说明，该复合结构体诸如飞机复合结构体28a，为具有填充有本公开实施例的导电圆角填料70的圆角填料区72的桁条62，诸如帽形桁条62c的形式。如图4C所示，帽形桁条62c具有两个导电圆角填料70，各自包括具有导电元件90的圆角填料80。具有导电元件90(见图4C)的圆角填料80(见图4C)可包括同质圆角填料86(见图4C)，如上面参照图3D所讨论的。
如图4C进一步所示，复合结构体28(诸如以桁条62，例如帽形桁条62c的形式)包括垂直腹板260a、260b，并且包括接合到基部层压体268的水平凸缘264a、264b，基部层压体接合到蒙皮板68。水平凸缘264a、264b(见图4C)可各自在相应的水平凸缘264a、264b的端部具有切割边缘224a(见图4C)，诸如成角度的边缘(见图4C)。图4C进一步示出了在垂直腹板260a、260b和水平凸缘264a、264b之间并且在导电圆角填料70的每个的外侧上的径向腹板-凸缘过渡部270a、270b。垂直腹板260a(见图4C)在径向腹板-凸缘过渡部270a(见图4C)处过渡至水平凸缘264a(见图4C)，并且垂直腹板260b(见图4C)在径向腹板-凸缘过渡部270b(见图4C)处过渡至水平凸缘264b(见图4C)。如图4C进一步所示，帽形桁条62c优选地具有由接合在垂直腹板260a、260b中的每个的最顶部之间的帽部274形成的帽形构造272，并且帽形桁条62c进一步具有作为开口内部的芯部276。帽形桁条62c(见图4C)具有大致帽形的横截面轮廓。
现在参考图4D，图4D为复合结构体28的局部前剖视图的说明，该复合结构体诸如飞机复合结构体28a，为具有填充有本公开实施例的导电圆角填料70的圆角填料区72的桁条62，诸如I形桁条62d的形式。如图4D所示，I形桁条62d具有两个导电圆角填料70，各自包括具有导电元件90的圆角填料80。I形桁条62d(见图4D)具有大致I形的横截面轮廓。
均具有导电元件90(见图4D)的圆角填料80(见图4D)可包括单向圆角填料82(见图4D)，诸如单向拉挤圆角填料82b(见图4D)，如上面参照图3B所讨论的。如图4D进一步所示，复合结构体28，诸如以桁条62，例如I形桁条62d的形式，包括垂直腹板260a、260b，包括接合到下部层压体268a或基部层压体(其接合到下部蒙皮板68a)的水平凸缘264c、264d，并且包括接合上部层压体268b的水平凸缘264c、264d，上部层压体接合到上部蒙皮板68b。垂直腹板260a(见图4D)和水平凸缘264a、264c(见图4D)形成具有C形横截面的C形通道260a(见图4D)，并且垂直腹板260b(见图4D)和水平凸缘264b、264d(见图4D)形成具有C形横截面的C形通道260b(见图4D)。
图4D进一步示出了在垂直腹板260a、260b和水平凸缘264a、264b之间并且在导电圆角填料70的每一侧上的径向腹板-凸缘过渡部270a、270b，以及在垂直腹板260a、260b和水平凸缘264c、264d之间并且在导电圆角填料70的每一侧上的径向腹板-凸缘过渡部270c、270d。垂直腹板260a(见图4D)在径向腹板-凸缘过渡部270a(见图4D)处过渡至水平凸缘264a(见图4D)，垂直腹板260b(见图4D)在径向腹板-凸缘过渡部270b(见图4D)处过渡至水平凸缘264b(见图4D)，垂直腹板260a(见图4D)在径向腹板-凸缘过渡部270c(见图4D)处过渡至水平凸缘264c(见图4D)，并且垂直腹板260b(见图4D)在径向腹板-凸缘过渡部270d(见图4D)处过渡至水平凸缘264b(见图4D)。
现在参考图5A、图5B、图6A至图6D、图7以及图8，示出了在复合结构体28内的导电圆角填料70的各种实施例。图5A为单向圆角填料82，诸如单向滚压圆角填料82a的示例性实施例的放大前剖视图的说明，该圆角填料具有导电元件90并且被定位在复合结构体28，诸如飞机复合结构体28a内，并且该圆角填料可用在本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的实施例中。如图5A所示，导电圆角填料70包括具有大致三角形状74b的圆角填料80，诸如以单向圆角填料82(也见图3B)，例如单向滚压圆角填料82a的形式。导电圆角填料70(见图5A)的导电元件90(见图5A)可包括导电膜204(见图5A)，诸如导电树脂膜204a(见图5A)。如图5A进一步所示，复合结构体28包括垂直腹板260a、260b、径向腹板-凸缘过渡部270a、270b和水平凸缘264a、264b。水平凸缘264a、264b的基部(见图5A)接合到蒙皮板68(见图5A)，并且导电圆角填料70(见图5A)的基部(见图5A)被示出邻近蒙皮板68(见图5A)。
现在参考图5B，图5B为单向圆角填料82，诸如单向拉挤圆角填料82b的示例性实施例的放大前剖视图的说明，该圆角填料具有导电元件90并且被定位在复合结构体28，诸如飞机复合结构体28a内，并且该圆角填料可用在本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的实施例中。如图5B所示，导电圆角填料70包括具有大致三角形状74b的圆角填料80，诸如以单向圆角填料82(也见图3B)，例如单向拉挤圆角填料82b的形式。导电圆角填料70(见图5B)的导电元件90(见图5B)可包括导电箔174(见图5B)，诸如导电金属箔174a(见图5B)。如图5B进一步所示，复合结构体28包括垂直腹板260a、260b、径向腹板-凸缘过渡部270a、270b和水平凸缘264a、264b。水平凸缘264a、264b的基部(见图5B)接合到蒙皮板68(见图5B)，并且导电圆角填料70(见图5B)的基部(见图5B)被示出邻近蒙皮板68(见图5B)。
现在参考图6A，图6A为层压圆角填料84，诸如堆叠层压复合圆角填料84a的示例性实施例的放大前剖视图的说明，该圆角填料具有导电元件90并且被定位在复合结构体28，诸如飞机复合结构体28a内，并且该圆角填料可用在本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的实施例中。如图6A所示，层压圆角填料84，诸如以堆叠层压复合圆角填料84a的形式，包括基部150，诸如堆叠层压基部150a，并且包括尖端部152，诸如在一个实施例中，单向滚压尖端152a。基部150(见图6A)诸如堆叠层压基部150a(见图6A)，可包括一个或多个堆叠层154(见图6A)，例如堆叠序列。如图6A所示，一个或多个堆叠层154包括最顶层154a、最底层154b和在最顶层154a和最底层154b之间的一个或多个中间层154c。
基部150(见图6A)，诸如堆叠层压基部150a(见图6A)的一个或多个堆叠层154(见图6A)包括复合带板层156(见图6A)。如上面参照图3C所讨论的，一个或多个堆叠层154(见图3C、图6A)的复合带板层156(见图3C、图6A)可包括碳纤维增强带162(见图3C)，诸如以碳纤维增强环氧树脂带162a(见图3C)的形式或其他合适的碳纤维增强带162(见图3C)。形成基部150(见图6A)的一个或多个堆叠层154(见图6A)，例如堆叠序列，优选地具有从最底层154b(见图6A)开始到最顶层154a(见图6A)的减小宽度164(见图6A)。基部150(见图6A)和尖端部152(见图6A)形成大致三角形形状74b(见图6A)，其填充圆角填料区72(见图6A)，并且基本上匹配圆角填料区72(见图3A、图4A、图6A)的大致三角形形状74a(见图4A、图6A)。层压圆角填料84(见图6C)(诸如以堆叠层压复合圆角填料84a(见图6C)的形式)的对称性优选地通过堆叠层154(见图6A)的堆叠中心线166(图6A)控制，因此允许产生具有对称构造168a(见图3C)或不对称构造168b(见图6A)的层压圆角填料84(见图6A)。
如图6A所示，尖端部152可为单向滚压尖端152a、单向拉挤尖端152b(也见图6C)、金属尖端152c(也见图6D)或同质尖端152d(也见图3C)、堆叠和修剪尖端152e(见图3C)、预制尖端152f，或其他合适尖端部152的形式。尖端部152(见图6A)优选地放置在基部150(见图6A)的最顶层154a(见图6A)或序列上。如图6A所示，尖端部152含有导电元件90。然而，代替尖端部152(见图6A)，或除尖端部之外，基部150a(见图6A)可含有导电元件90(见图6A)。如图6A进一步所示，复合结构体28包括垂直腹板260a、260b、径向腹板-凸缘过渡部270a、270b和水平凸缘264a、264b。水平凸缘264a、264b的基部(见图6A)接合到蒙皮板68(见图6A)，并且导电圆角填料70(见图6A)的基部(见图6A)被示出邻近蒙皮板68(见图6A)。
现在参考图6B，图6B为示例性尖端部152，诸如以单向滚压尖端152a的形式的放大前剖视图的说明，尖端部152可用于图6A的层压圆角填料84(见图6A)，诸如堆叠层压复合圆角填料84a中。如图6B所示，尖端部152(诸如以单向滚压尖端152a的形式)包括具有以导电树脂172形式的导电元件90或其他合适的导电元件90的圆角填料80。尖端部152(见图6B)的底部153(见图6B)和基部优选地邻近堆叠层154(见图6A)的最顶层154a(见图6B)，并且尖端部152(见图6B)的各边优选地被垂直腹板260a、260b(见图6B)包围。
现在参考图6C，图6C为示例性尖端部152，诸如以单向拉挤尖端152b的形式的放大前剖视图的说明，尖端部152可用于图6A的层压圆角填料84(见图6A)，诸如堆叠层压复合圆角填料84a中。如图6C所示，尖端部152，诸如以单向拉挤尖端152b的形式，包括具有诸如以导电箔174的形式的导电元件90或其他合适的导电元件90的圆角填料80。尖端部152(见图6C)的底部153(见图6C)或基部优选地邻近堆叠层154(见图6A)的最顶层154a(见图6C)，并且尖端部152(见图6C)的各边优选地被垂直腹板260a、260b(见图6C)包围。
现在参考图6D，图6D为示例性尖端部152，诸如以金属尖端152c，或同质尖端152d(见图3C)的形式的放大剖视图的说明，尖端部152可用于图6A的层压圆角填料84(见图6A)，诸如堆叠层压复合圆角填料84a中。
如图6D所示，尖端部152，诸如金属尖端152c或同质尖端152d(见图3C)的形式，包括具有诸如以金属颗粒192a的形式的导电元件90或其他合适的导电元件90的圆角填料80。尖端部152(见图6D)的底部153(见图6D)优选地邻近堆叠层154(见图6A)的最顶层154a(见图6D)，并且尖端部152(见图6D)的各边优选地被垂直腹板260a、260b(见图6D)包围。
现在参考图7，图7为同质圆角填料86的示例性实施例的放大前剖视图的说明，该圆角填料具有导电元件90并且被定位在复合结构体28，诸如飞机复合结构体28a内，并且该圆角填料可用在本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的实施例中。如图7所示，导电圆角填料70包括具有大致三角形状74b的圆角填料80，诸如以同质圆角填料86(也见图3D)的形式。导电圆角填料70(见图7)的导电元件90(见图7)可在纤维增强树脂178a中包括导电颗粒186(见图7)。如图7进一步所示，复合结构体28包括垂直腹板260a、260b、径向腹板-凸缘过渡部270a、270b和水平凸缘264a、264b。水平凸缘264a、264b的基部(见图7)接合到蒙皮板68(见图7)，并且导电圆角填料70(见图7)的基部(见图7)被示出邻近蒙皮板68(见图7)。
现在参考图8，图8为金属圆角填料88的示例性实施例的放大前剖视图的说明，该圆角填料具有导电元件90并且被定位在复合结构体28，诸如飞机复合结构体28a内，并且该圆角填料可用在本公开的导电圆角填料系统10(见图3A)的实施例中。如图8所示，导电圆角填料70包括具有大致三角形状74b的圆角填料80，诸如以金属圆角填料88(也见图3D)的形式。导电圆角填料70(见图8)的导电元件90(见图8)可包括金属颗粒192a(见图8)。如图8进一步所示，复合结构体28包括垂直腹板260a、260b、径向腹板-凸缘过渡部270a、270b和水平凸缘264a、264b。水平凸缘264a、264b的基部(见图8)接合到蒙皮板68(见图8)，并且导电圆角填料70(见图8)的基部(见图8)被示出邻近蒙皮板68(见图8)。
现在参考图9A，图9A为在复合组件26的复合结构体28(诸如以桁条62的形式)中的已知圆角填料80的说明，并且示出击中紧固件118的电流源218，诸如雷击218a。如图9A所示，桁条62包括垂直腹板260a、260b，接合到蒙皮板68的水平凸缘264a、264b，以及多个紧固件118，其将水平凸缘264a、264b紧固到蒙皮板68并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。如图9A所示，水平凸缘264a、264b各自具有切割表面224，诸如切割边缘224a。
如图9A所示，当电流源218(诸如雷击218a)击中紧固件118时，雷击218a可引起等离子体喷射216a在切割边缘224a处喷射出或发射，并且可被称为“边缘发光”216。如本文所用，“边缘发光”意指等离子体喷射或高受激粒子发射或在修剪或切割边缘处的电子喷出或喷射，产生雷击的副效应。边缘发光216(见图9A)为雷击218a(见图9A)的副效应220b(见图3F)，而不是直接效应220a(见图3F)。如图9A所示，一个或多个电流路径76a将电流228(见图3F)从电流源218通过紧固件118引入切割表面224，诸如切割边缘224a，并且可引起等离子体喷射216a，或边缘发光216。例如，在飞机12a(见图1)的机翼18(见图1)内侧，沿其中蒙皮板68(见图9A)相接内部复合结构体28(见图9A)的切割边缘224a(图9A)的任何缝隙可导致在雷击218a(见图9A)中的喷出或等离子体喷射216a(见图3F)，并且可进而导致边缘辉光216(见图3F、图9A)。
现在参考图9B，图9B为图9A的桁条62中的具有导电圆角填料70的电流处理系统125(诸如以边缘发光处理系统125a的形式)的说明，其中导电圆角填料70经由导电圆角填料连接件94而连接到总体系统100(诸如以紧固件系统120的形式)。如图9B所示，电流处理系统125，诸如以边缘发光处理系统125a的形式，包括导电圆角填料70，其包括连接到紧固件系统120的具有导电元件90的圆角填料80，紧固件系统120包括多个紧固件118，其将复合结构体28(诸如桁条62)的水平凸缘264a、264b紧固到蒙皮板68并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。边缘发光处理系统125a(见图9B)优选地包括经由固化到层压板268(见图3A)中的导电圆角填料连接件94(见图9B)连接到紧固件系统120(见图9B)的导电圆角填料70(见图9B)。对于低电平电流228b(见图3F)，导电圆角填料连接94(见图3A、图3F、图9B)可包括薄箔触点114(见图3A)，其接触导电圆角填料70(见图9B)并且与紧固件系统120(见图9B)的一个或多个紧固件118(见图9B)相交。
如图9B所示，桁条62包括垂直腹板260a、260b、接合到蒙皮板68的水平凸缘264a、264b，并且示出具有多个紧固件118的紧固件系统120，多个紧固件118将水平凸缘264a、264b紧固到蒙皮板68并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。水平凸缘264a、264b各自具有切割表面224，诸如切割边缘224a。
如图9B所示，通过使用电流处理系统125，诸如以边缘发光处理系统125a的形式，当电流源218(诸如雷击218a)击中紧固件118时，来自雷击218a的电流228(见图3F)变为重定向电流228a(见图3F)，其经由一个或多个重定向电流路径76b被重定向通过导电圆角填料70。
因此，所得的电流处理系统125(见图3F、图9B)(诸如以边缘发光处理系统125a(见图3F、图9B)的形式)可导致边缘发光216(见图3F、图9A)的边缘发光减轻215(见图3F)，并且优选地最小化或消除等离子体喷射216a(见图3F、图9B)。导电圆角填料70(见图9B)优选地起电耗散路径230(见图9B)或通路的作用或用作电耗散路径230(见图9B)或通路，而不是接地点或停止点。
现在参考图10A，图10A为复合组件26的复合结构体28(诸如以桁条62的形式)中的已知圆角填料80的说明，其中桁条62在具有一个或多个燃料箱表面25a的燃料箱25中。图10A示出补给燃料起电236和静电放电234，诸如以电火花226的形式。
如图10A所示，桁条62包括垂直腹板260a、260b、接合到燃料箱25的燃料箱表面25a的水平凸缘264a、264b以及多个紧固件118，多个紧固件118将水平凸缘264a、264b紧固到燃料箱表面25a并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。如图10A所示，源自将燃料239添加到燃料箱25的补给燃料起电236可在垂直腹板260a、260b的端部处和在水平凸缘264a、264b的切割表面224(诸如切割边缘224a)处引起静电放电234，诸如以电火花226的形式。静电放电234(见图3F、图10A)意指静电或电火花226(见图3F、图10A)，诸如来自雷击218a(见图3F)，诸如来自由于复合结构体28(诸如机翼18(见图1))的外部上的摩擦的静电荷240(见图3F、图10A)的静电荷积累218b(见图3F、图10A)的释放，或来自其他静电放电事件。电荷240(见图10A)包括正电荷240a(见图10A)和负电荷240b(见图10A)。
现在参考图10B，图10B为图10A的桁条62中的另一电流处理系统125，诸如以静电放电处理系统125b的形式的说明，另一电流处理系统125具有导电圆角填料70，其经由导电圆角填料连接件94连接到总体系统100，诸如以燃料箱系统122的形式，并且示出通过导电圆角填料70的重定向电荷路径242和重定向电流路径76c，以处理源自补给燃料起电236的静电消散232(见图3F)和静电放电234(见图3F、图10A)。
如图10B所示，电流处理系统125(诸如以静电消散处理系统125b的形式)包括导电圆角填料70，其包括连接到燃料箱系统122的具有导电元件90的圆角填料80，燃料箱系统122包括多个紧固件118，其将复合结构体28(诸如桁条62)的水平凸缘264a、264b紧固到具有一个或多个燃料箱表面25a的燃料箱25，并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。如图10B所示，桁条62包括垂直腹板260a、260b和具有切割表面224(诸如切割边缘224a)的水平凸缘264a、264b，其中水平凸缘264a、264b利用多个紧固件118接合到燃料箱25的燃料箱表面25a。
静电消散处理系统125b(见图10B)优选地包括经由导电圆角填料连接件94(见图10B)连接到燃料箱系统122(见图10B)的导电圆角填料70(见图10B)，导电圆角填料连接件94可固化在层压体268(见图3A)中。对于低电平电流228b(见图3F)，导电圆角填料连接94(也见图10B)可包括薄箔触点114(见图3A)，其接触导电圆角填料70(见图10B)并与燃料箱系统122(见图3F、图10B)中的一个或多个紧固件118(见图10B)相交。这允许电流228(见图3F)从燃料箱25(见图10B)流入一个或多个紧固件118(见图10B)。
通过使用电流处理系统125(见图10B)(诸如以静电消散处理系统125b(见图10B)的形式)，当存在补给燃料起电236时，为了避免随着将燃料239(见图10B)添加入燃料箱25(见图10B)的电荷240(图3F、图10A、图10B)的静电荷积累218b(见图3F、图10B)，包括正电荷240a(见图10B)和负电荷240b(见图10B)的电荷240(见图10B)被重定向为重定向电荷240c(见图3F、图10B)。如图10B所示，重定向电荷240c优选地从水平凸缘264a、264b的切割边缘224a和从垂直腹板260a、260b的端部经由重定向电荷路径242和重定向电流路径76c被重定向通过导电圆角填料件70。
因此，所得的电流处理系统125(见图3F、图10B)(诸如以静电消散处理系统125b(见图3F、图10B)的形式)可导致静电放电234(见图3F、图10A)的静电消散232(见图3F)和静电放电减轻235(见图3F)，并且优选地最小化或消除可由补给燃料起电236(见图3F、图10B)引起的(一个或多个)潜在电火花226a(见图3F)。
现在参考图11A，图11A为复合组件26的复合结构体28(诸如以桁条62的形式)中已知的圆角填料80的局部视图的说明，其中桁条62在具有一个或多个燃料箱表面25a的燃料箱25中。图11A示出补燃料晃动238和静电放电234，诸如以电火花226的形式。
图11A示出垂直腹板260a以及具有切割表面224(诸如切割边缘224a)的水平凸缘264a，其中水平凸缘264a利用多个紧固件118接合到燃料箱25的燃料箱表面25a，并且经由紧固件连接件222保持在适当位置。燃料晃动238(见图11A)，这意指燃料箱25(见图11A)中的燃料239(见图11A)的晃动或运动，可在靠近水平凸缘264a(见图11A)的切割表面224(见图11A)(诸如切割边缘224a(见图11A))的附近或向下处，引起静电放电234(见图11A)，诸如以电火花226(见图11A)的形式。如图11A所示，电荷240包括正电荷240a和负电荷240b。
现在参考图11B，图11B为图11A的桁条62中的电流处理系统125(诸如以静电放电处理系统125b的形式)的说明，其中导电圆角填料70经由导电圆角填料连接件94连接到总体系统100，诸如以燃料箱系统122的形式，并且示出重定向电荷路径242和重定向电流路径76c通过导电圆角填料70。
静电消散处理系统125b(见图11B)可用于处理由燃料晃动238(见图3F、图11B)引起的静电消散232(见图3F)和静电放电234(见图3F、图11B)。图11B示出在复合组件26的复合结构体28(诸如以桁条62的形式)中具有导电圆角填料70的静电消散处理系统125b，其中桁条62在具有一个或多个燃料箱表面25a的燃料箱25中。图11B示出重定向电荷240c和重定向电荷路径242通过导电圆角填料70，用于处理由燃料晃动238(见图3F、图11B)引起的静电消散232(见图3F)和静电放电234(见图3F、图11B)。
如图11B所示，电流处理系统125(诸如以静电消散处理系统125b的形式)包括导电圆角填料70，其包括连接到燃料箱系统122的具有导电元件90的圆角填料80，燃料箱系统122包括多个紧固件118，多个紧固件118将水平凸缘264a紧固到燃料箱表面25a。图11B在局部视图中示出桁条62，桁条62具有垂直腹板260a和水平凸缘264a，其具有切割表面224，诸如切割边缘224a，其中水平凸缘264a利用多个紧固件118接合到燃料箱25的燃料箱表面25a，并且经由紧固件连接222保持在适当位置。
静电消散处理系统125b(见图11B)优选地包括经由导电圆角填料连接件94(也见图3A、图3F)连接到燃料箱系统122(见图11B)的导电圆角填料70(见图11B)，导电圆角填料连接件94可固化在层压体268(见图3A)中。对于低电平电流228b(见图3F)，导电圆角填料连接94(见图3A、图3F、图11B)可包括薄箔触点114(见图3A)，其接触导电圆角填料70(见图11B)并与在燃料箱系统122(见图3F、图11B)中的一个或多个紧固件118(见图11B)相交。这允许电流228(见图3F)从燃料箱25(见图11B)流入一个或多个紧固件118(见图11B)。
在使用电流处理系统125(见图11B)(诸如以静电消散处理系统125b(见图11B)的形式)的情况下，当在燃料箱25中存在燃料239的燃料晃动238时，为了避免随着将燃料239(见图11B)添加入燃料箱25(见图11B)的电荷240(图3F、图11B)的静电荷积累218b(见图3F、图11A)，包括正电荷240a(见图11B)和负电荷240b(见图11B)的电荷240(见图11B)变成重定向电荷240c(见图3F、图11B)。如图11B所示，重定向电荷240c优选地重定向为从燃料箱表面25a处的燃料239经由重定向电流路径76c和重定向电荷路径242通过水平凸缘264a的切割边缘224a并通过导电圆角填料件70。
因此，所得的电流处理系统125(见图3F、图11B)(诸如以静电消散处理系统125b(见图3F、图11B)的形式)可导致静电消散232(见图3F)和静电放电减轻2235(见图3F)，并且优选地最小化或消除可由燃料晃动238(见图3F、图11A、图11B)引起的(一个或多个)潜在电火花226a(见图3F)。
现在参考图12A，图12A为在复合组件26(以飞机机翼板68c的形式)中的已知的圆角填料80的说明，并且示出经由已知专用导电系统245(诸如电流返回线246)的电流返回244。图12A示出了以飞机机翼板68c的形式的复合组件26，其具有内侧端280a和外侧端280b以及位于飞机机翼板68c的中心下方的用于加燃料或维护的通道门282。如图12A所示，飞机机翼板68c包括燃料箱25的内壁284，并且具有拥有圆角填料80的附接桁条62。飞机机翼板68c(见图12A)附接到前翼梁64a(见图12A)并且附接到后翼梁64b(见图12A)。以飞机机翼板68c(见图12A)的形式的复合组件26(见图12A)具有专用导电系统245(见图12A)，其包括连接到用于飞机12a(见图1)的一个或多个电子系统248(见图12A)的电流返回线246(见图12A)。
如图12A所示，来自电流源218的电流228从电流源218流动或行进到一个或多个电子系统248。电流源218可包括在飞机12a(见图1)内部的电流源，诸如一个或多个电池218c、一个或多个发电机218d，或其他合适的内部电流，或电流源218可包括外部电流218e(见图3F)，例如一个或多个雷击218a，或其他合适的外部电流218e(见图3F)。一个或多个电子系统248(见图12A)可包括飞机12a(见图1)的电子系统，其控制飞机12a(见图1)的各种灯、传感器、襟翼或其它装置，诸如机翼18(见图1)。然后，电流228(见图12A)从一个或多个电子系统248(见图12A)经由专用导电系统245(见图12A)的电流返回线246(见图12A)流回到电流源218(见图12A)，作为电流返回244(见图12A)。专用导电系统245(见图12A)的电流返回线246(见图12A)通常包括重且复杂的线路。
现在参考图12B，图12B为电流处理系统125(诸如以电流返回处理系统125c的形式)的另一个实施例的说明，其中导电圆角填料70经由导电圆角填料连接件94连接到总体系统100，诸如以电流产生系统124的形式，其包括电子系统248，如图12A所示。
图12B示出了以飞机机翼板68c的形式的复合组件26，其具有内侧端280a和外侧端280b以及位于飞机机翼板68c的中心下方的用于加燃料或维护的通道门282。如图12B所示，飞机机翼板68c包括燃料箱25的内壁284，并且具有拥有如本文公开的导电圆角填料70的附接桁条62。飞机机翼板68c(见图12B)附接到前翼梁64a(见图12B)并且附接到后翼梁64b(见图12B)。图12B示出通过导电圆角填料70的电流228的重定向电流路径76d。
如图12B所示，来自电流源218的电流228从电流源218流动或行进到一个或多个电子系统248。电流源218(见图12B)可以是飞机12a(见图1)内部的电流源，诸如一个或多个电池218c(见图12B)、一个或多个发电机218d(见图12B)，或其他合适的内部电流，或电流源218(见图12B)可以是外部电流218e(见图3F)，例如一个或多个雷击218a(见图12B)，或其他合适的外部电流218e(见图3F)，诸如一个或多个雷击218。一个或多个电子系统248(见图12B)可包括飞机12a(见图1)的电子系统，其控制飞机12a(见图1)各种灯、传感器、襟翼或其它装置，诸如机翼18(见图1)。然后，电流228(见图12B)从一个或多个电子系统248(见图12B)经由重定向电流路径76d(见图12B)流回到电流源218(见图12B)，作为电流返回244(见图12B)，重定向电流路径76d经过连接到在桁条62(见图12B)中的导电圆角填料70(见图12B)的导电圆角填料连接件94(见图12B)，通过导电圆角填料70(见图12B)并且通过桁条62(见图12B)到电流源218(见图12B)。
将导电圆角填料70(见图12B)连接到电流产生系统124(见图12B)的导电圆角填料连接件94(见图12B)可包括后固化导电连接96(见图3A)诸如线连接102(见图3A)、路径连接104(见图3A)，或其他合适的后固化导电连接96(见图3A)。另选地，将导电圆角填料70(见图12B)连接到电流产生系统124(见图12B)的导电圆角填料连接件94(见图12B)可包括共固化导电连接98(见图3A)，诸如一个或多个接线柱110(见图3A)、一个或多个金属接触点112(见图3A)，诸如一个或多个薄箔触点114(见图3A)以及一个或多个金属树脂膜触点116(见图3A)，或其他合适的共固化导电连接98(见图3A)。
使用具有连接到电流产生系统124(见图12B)的导电圆角填料70(见图12B)的电流返回处理系统125c(见图12B)导致最小化的专用导电系统245a(参图3F)，其可以最小化或消除专用导电系统245(见图12A)的电流返回线246(见图12A)。
在本公开的另一个实施例中，提供了用于飞机12a(见图1)的导电圆角填料系统10(见图1)。导电圆角填料系统10(见图1、图3)包括飞机复合组件26(见图1、图3A)，其包括一个或多个复合结构体28(见图1、图3A)，诸如飞机复合结构体28a(见图3A)。一个或多个复合结构体28(见图1、图3A)，诸如飞机复合结构体28a(见图1、图3A)包括具有形成一个或多个圆角填料区72(见图3A)的多个桁条62(见图3A)和多个翼梁64(见图3A)的至少一个复合机翼18a(见图3A)。
导电圆角填料系统10(见图1、图3A)进一步包括一个或多个导电圆角填料70(见图3A)，用于填充一个或多个圆角填料区72(见图3A)。导电圆角填料70(见图3A)中的每个具有包括导电材料92(见图3A)的导电元件90(见图3A)。
一个或多个导电圆角填料70(见图3A)各自包括具有导电元件90(见图3A)的圆角填料80(见图3A)，其中圆角填料80(见图3A、图3B)包括单向圆角填料82(见图3A、图3B)、层压圆角填料84(见图3A、图3C)、同质圆角填料86(见图3A、图3D)、金属圆角填料88(见图3A、图3D)，或其他合适的圆角填料80(见图3A)中的一种。
导电圆角填料系统10(见图3A)进一步包括飞机12a(见图1、图3A)中的一个或多个总体系统100(见图3A、图3F)。一个或多个总体系统100(见图3A、3F)包括紧固件系统120(见图3A、图3F)、燃料箱系统122(见图3A、图3F)和电流产生系统124(见图3A、图3F)中的一个或多个。一个或多个总体系统100(见图3A、图3F)经由一个或多个导电圆角填料连接件94(见图3A、图3F)连接到一个或多个导电圆角填料70(见图3A、图3F)，形成用于飞机12a(见图3A、图3F)的导电圆角填料系统10(见图3A、图3F)的一个或多个电流处理系统125(见图3A、图3F)。一个或多个电流处理系统125(见图3F)包括被构造成处理边缘发光216(见图3F)的边缘发光处理系统125a(见图3F)、被构造成处理静电消散232(见图3F)的静电消散处理系统125b(见图3F)，以及被构造成处理电流返回244(见图3F)的电流返回处理系统125c(见图3F)中的一个或多个。
边缘发光处理系统125a(见图3F、图9B)包括从紧固件系统120(见图3F、图9B)的一个或多个紧固件118(见图3F、图9B)通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图9B)的一个或多个重定向电流路径76b(见图3F、图9B)，以处理作为一个或多个雷击218a(见图3F、图9B)的副效应的边缘发光216(见图3F、图9B)，并且提供边缘发光减轻215(见图3F)。
静电消散处理系统125b(见图3F、图10B、图11B)包括从燃料箱系统122(见图3F、图10B、图11B)的燃料箱25(见图3F、图10B、图11B)的一个或多个燃料箱表面25a(见图3F、图10B、图11B)通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图10B、图11B)的一个或多个重定向电荷路径242(见图3F、图10B、图11B)和一个或多个重定向电流路径76b(见图3F、图10B、图11B)，以处理静电消散232(见图3F)，并且提供由补给燃料起电236(见图3F)和燃料晃动238(见图3F)引起的静电放电235(见图3F)的静电放电减轻234(见图3F)。
电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)包括从电流产生系统124(见图3F)的一个或多个电子系统248(见图3F、图12B)通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图12B)的一个或多个重定向电流路径76d(见图3F、图12B)，以处理电流返回244(见图3F、图12B)，并且提供最小化的专用导电系统245a(见图3F)。
现在参考图13，图13为示出本公开的方法300的示例性实施例的块流程图的说明。如图13所示，提供了制备和使用用于航空器12(见图1、图3A)的复合组件26(见图1、图3A)的导电圆角填料系统10(见图3A)的方法300。
如图13所示，方法300包括步骤302，将包括导电材料92(见图3A、图3E)的导电元件90(见图3A、图3E)添加到一个或多个圆角填料80(见图3A)，以获得一个或多个导电圆角填料70(见图3A)。添加导电元件90(见图3A、图3E)的步骤302进一步包括将包括导电材料92(见图3A、图3E)的导电元件90(见图3A、图3E)添加到一个或多个圆角填料80(见图3A)中，圆角填料80包括单向圆角填料82(见图3A、图3B)、层压圆角填料84(见图3A、图3C)、同质圆角填料86(见图3A、图3D)、金属圆角填料88(见图3A、图3D)或其他合适的圆角填料80(见图3A)中的一个或多个。
如图13所示，方法300进一步包括将一个或多个导电圆角填料70(见图3A)安装到形成在复合组件26(见图3A)的复合结构体28(见图3A)中的一个或多个圆角填料区72(见图3A)中。
如图13所示，方法300进一步包括经由一个或多个导电圆角填料连接件94(参见图3A)将一个或多个导电圆角填料70(见图3A)连接到航空器12(见图1、图3A)中的一个或多个总体系统100(见图3A)的步骤306，以形成一个或多个电流处理系统125(见图3F)。一个或多个电流处理系统125(见图3F)包括边缘发光处理系统125a(见图3F、图9B)、静电消散处理系统125b(见图3F、图10B、图11B)以及电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)中的一个或多个。
将一个或多个导电圆角填料70(见图3A)连接到航空器12(见图3A)中的一个或多个总体系统100(见图3A)的步骤306，进一步包括将一个或多个导电圆角填料70(见图3A)连接到包括紧固件系统120(见图3A、图9B)、燃料箱系统122(见图3A、图10B、图11B)和电流产生系统(见图3A、图12B)中的一个或多个的一个或多个总体系统100(见图3A)。
如图13所示，方法300进一步包括使用一个或多个电流处理系统125(见图3F)处理在航空器12(见图3F)的复合组件26(见图3F)中的边缘发光216(见图3F)、静电消散232(见图3F)和电流返回244(见图3F)中的一个或多个的步骤308。
使用一个或多个电流处理系统125(见图3F)的步骤308(见图13)进一步包括使用边缘发光处理系统125a(见图3F、图9B)，其包括从紧固件系统120(见图3F、图9B)的一个或多个紧固件118(见图3F、图9B)经由到并通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图9B)的一个或多个导电圆角填料连接件94(见图3A、图9B)的一个或多个重定向电流路径76b(见图3F、图9B)，以处理作为一个或多个雷击218a(见图3F、图9B)的副效应220b(图3F)的边缘发光216(见图3F、图9A)，并且提供边缘发光减轻215(见图3F)。
使用一个或多个电流处理系统125(见图3F、图10B、图11B)的步骤308(见图13)进一步包括使用静电消散处理系统125b(见图3F、图10B、图11B)，其包括从燃料箱系统122(见图3F、图10B、图11B)的一个或多个燃料箱表面25a(见图3F、图10B、图11B)，经由到并通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图10B、图11B)的一个或多个导电圆角填料连接件94(见图3A、图10B、图11B)的一个或多个重定向电荷路径242(见图3A、图10B、图11B)和一个或多个重定向电流路径76b(见图3F、图10B、图11B)，以处理静电消散232(见图3F)，并且提供由补给燃料起电236(见图3F、图10A)和燃料晃动238(见图3F、图11A)引起的静电放电235(见图3F、图10A、图11A)的静电放电减轻234(见图11A)。
使用一个或多个电流处理系统125(见图3F、图12B)的步骤308(见图13)进一步包括使用电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)，其包括从电流产生系统124(见图3F)的一个或多个电子系统248(见图3F、图12B)经由到并通过一个或多个导电圆角填料70(见图3F、图12B)的导电圆角填料连接件94(见图3A、图12B)的一个或多个重定向电流路径76d(见图3F、图12B)，以处理电流返回244(见图3F、图12B)，并且提供最小化的专用导电系统245a(见图3F)。
制备并且使用优选地用于航空器12(见图1、图3A)的复合组件26(见图1、图3A)的导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)的导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)和方法300(见图13)的公开实施例，提供将导电元件90(见图3A)添加到通常不导电圆角填料80(见图3A)，以形成导电圆角填料70(见图3A)，将导电圆角填料70(见图3A)连接到总体系统100(见图3A)，以获得一个或多个电流处理系统125(见图3A)，以处理边缘发光216(见图3F)、静电消散232(见图3F)和/或电流返回244(见图3F)。赋予不导电圆角填料80(见图3A)的导电性程度取决于圆角填料80(见图3A)的类型和所需的导电率水平78(见图3A)。
具体地，导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)和方法300(见图13)的公开实施例提供边缘发光处理系统125a(见图3F)，其中导电圆角填料70(见图3A、图9B)经由导电圆角填料连接件94(见图3A、图9B)连接到总体系统100(见图3A、图9B)，诸如以紧固件系统120(见图3A、图9B)的形式，以导致边缘发光216(见图3F、图9A)的边缘发光减轻215(见图3F、图9A)。导电圆角填料70(见图3A、图9B)充当电耗散路径230(见图3F、图9B)。具有边缘发光处理系统125a(见图3F)的此类导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)可最小化或消除使用密封剂以覆盖内部复合桁条、翼梁和翼肋的修剪或切割边缘，以及以覆盖飞机复合机翼上的金属部件，诸如金属紧固件。这可降低飞机12a(见图1)的总重量，由此可导致燃料消耗减少，并进而可导致降低燃料成本。此外，通过减少或消除使用密封剂和紧固件密封帽，可减少制造时间和劳动力，这进而可导致制造成本降低。
另外，导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)和方法300(见图13)的公开实施例提供静电消散处理系统125b(见图3F、图10B、图11B)，其中导电圆角填料70(见图3A、图10B、图11B)经由导电圆角填料连接件94(见图3A、图10B、图11B)连接到总体系统100(见图3A、图10B)，(诸如以燃料箱系统122(见图3F)的形式)，以导致由燃料箱25(见图3F、图11A、图11B)中的补给燃料起电236(见图3F、图10A、图10B)或燃料晃动238(见图3F、图11A、图11B)引起的静电放电234(见图3F、图10A、图11A)的静电消散232(见图3F)。具有静电消散处理系统125b(见图3F、图10B、图11B)的此类导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)可最小化或消除使用密封剂以覆盖内部复合桁条、翼梁和翼肋的修剪或切割边缘，并覆盖飞机复合机翼上的金属部件，诸如金属紧固件。这可降低飞机12a(见图1)的总重量，由此可导致燃料消耗减少，并进而可导致降低燃料成本。此外，通过减少或消除使用密封剂和紧固件密封帽，可减少制造时间和劳动力，这进而可导致制造成本降低。
此外，导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)和方法300(见图13)的公开实施例提供电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)，其中导电圆角填料70(见图3A、图12B)经由导电圆角填料连接件94(见图3A、图12B)连接到总体系统100(见图3A、图12B)(诸如具有电流产生系统124(见图3A、图12B)的形式)以导致最小化专用导电系统245a(见图3F)。具有电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)的此类导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)可最小化或消除使用专用导电系统245(见图3F、图12A)的电流返回线246(见图3F、图12A)。此类电流返回线246(见图3F、图12A)的重量重并且安装复杂。因此，电流返回处理系统125c(见图3F、图12B)可降低飞机12a(见图1)的总重量，这可导致燃料消耗减少，并进而可导致降低燃料成本。此外，通过减少或消除使用电流返回线246(见图3F、图12A)，可减少制造时间和劳动力，这进而可导致制造成本降低。
因此，导电圆角填料系统10(见图3A至图3F)和方法300(见图13)的公开实施例可减轻作为雷击218a(见图3F)的副效应220b(见图3)的边缘发光216(见图3F)，可消散来自补给燃料起电236(见图3F)和燃料晃动238(见图3F)的静电放电234(见图3F)，并且可通过消除或最小化电流返回线246(见图3F)提供减小最小化专用导电系统245a(见图3F)。此外，将导电圆角填料70(见图3A)连接到总体系统100(见图3F)可包括后固化导电连接96(见图3A)或共固化导电连接98(见图3A)。对于低电平电流228b(见图3F)，薄箔触点114(见图3A)可固化成层压件268(见图3A)，其中它们接触导电圆角填料70(见图3A)并与紧固件118(见图3F)相交。这允许电流228(见图3F)从燃料箱25(见图3A、图3F)流入紧固件118(见图3F)并流入静电消散处理系统125b(见图3F)以用于燃料箱25(见图3F)中的静电消散232(见图3F)，或允许电流228(见图3F)从机翼18(见图1、图3A)的外部从表面进入紧固件118(见图3F)并且进入边缘发光处理系统125a(见图3F)，以减轻作为雷击218a(见图3F、图9A)的副效应220b(参见图3F)的边缘发光216(见图3F、图9A)。金属-树脂膜触点116(见图3A)可以以相似的方式使用。
已受益于在前面的说明书和相关附图中呈现的教导的本公开所属领域的技术人员将想到本公开的许多修改和其它实施例。本文描述的实施例意指是例示性的，并且不旨在限制或穷尽的。尽管本文采用了特定术语，但是它们仅以一般和描述性意义使用，而不是为了限制的目的。
Claims (21)
1.一种导电圆角填料系统，包括：
复合组件，包括具有一个或多个圆角填料区的一个或多个复合结构体；
一个或多个导电圆角填料，填充所述一个或多个圆角填料区，每个所述导电圆角填料具有包括导电材料的导电元件；以及
一个或多个电子系统(248)，被配置为从电流源(218)接收电流，其中，所述一个或多个电子系统经由一个或多个导电圆角填料连接件而连接到所述一个或多个导电圆角填料，以形成被构造成处理电流返回的电流返回处理系统。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料各自包括具有所述导电元件的单向圆角填料，所述单向圆角填料包括单向滚压圆角填料和单向拉挤圆角填料中之一。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料各自包括具有所述导电元件的层压圆角填料，所述层压圆角填料包括堆叠的层压基部和尖端部。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料各自包括具有所述导电元件的同质圆角填料，所述同质圆角填料包括浇铸同质圆角填料和挤压同质圆角填料中之一。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料各自包括具有所述导电元件的金属圆角填料，所述金属圆角填料包括浇铸金属圆角填料和研磨金属圆角填料中之一。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料连接件包括连接到固化的圆角填料的后固化导电连接件和连接到预固化的圆角填料的共固化导电连接件中之一。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括所述电流源，其中，所述电流源在飞机的内部。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述电流源是一个或多个电池(218c)或一个或多个发电机(218d)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个电子系统包括用于控制飞机的一个或多个灯、传感器、襟翼或其它装置的所述飞机的电子系统。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流返回处理系统包括从所述一个或多个电子系统通过所述一个或多个导电圆角填料的一个或多个重定向电流路径，以处理电流返回并提供最小化的专用导电系统。
11.一种用于飞机的导电圆角填料系统，所述导电圆角填料系统包括：
飞机复合组件，包括一个或多个复合结构体，所述一个或多个复合结构体包括至少一个复合机翼，所述复合机翼具有形成一个或多个圆角填料区的多个桁条和多个翼梁；
一个或多个导电圆角填料，填充所述一个或多个圆角填料区，每个所述导电圆角填料具有包括导电材料的导电元件；以及
在所述飞机中的一个或多个总体系统，包括紧固件系统、燃料箱系统和电流产生系统中的一个或多个，所述一个或多个总体系统的一个或多个电子系统(248)被配置为从电流源(218)接收电流并且经由一个或多个导电圆角填料连接件而连接到所述一个或多个导电圆角填料，以形成被构造成处理电流返回的电流返回处理系统。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个导电圆角填料各自包括具有所述导电元件的圆角填料，该圆角填料包括单向圆角填料、层压圆角填料、同质圆角填料或金属圆角填料中的一种。
13.根据权利要求11所述的系统，还包括所述电流源，其中，所述电流源在所述飞机的内部。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述电流源是一个或多个电池(218c)或一个或多个发电机(218d)。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述电流返回处理系统包括从所述电流产生系统中的所述一个或多个电子系统通过所述一个或多个导电圆角填料的一个或多个重定向电流路径，以处理电流返回并提供最小化的专用导电系统。
16.一种制备和使用导电圆角填料系统的方法，所述导电圆角填料系统用于航空器的复合组件，所述方法包括以下步骤：
将包括导电材料的导电元件添加到一个或多个圆角填料，以获得一个或多个导电圆角填料；
将所述一个或多个导电圆角填料安装到形成在所述航空器的所述复合组件的复合结构体中的一个或多个圆角填料区中；
将所述一个或多个导电圆角填料经由一个或多个导电圆角填料连接件连接到所述航空器中的被配置为从电流源(218)接收电流的一个或多个电子系统(248)，以形成被构造成处理电流返回的电流返回处理系统。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，添加所述导电元件的步骤进一步包括：将包括所述导电材料的所述导电元件添加到包括单向圆角填料、层压圆角填料、同质圆角填料或金属圆角填料中的一种或多种的一个或多个圆角填料中。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述电流源在所述航空器的内部。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电流源是一个或多个电池(218c)或一个或多个发电机(218d)。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述一个或多个电子系统包括用于控制所述航空器的一个或多个灯、传感器、襟翼或其它装置的所述航空器的电子系统。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述电流返回处理系统包括从所述一个或多个电子系统通过所述一个或多个导电圆角填料的一个或多个重定向电流路径，以处理电流返回并提供最小化的专用导电系统。
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