CN117068361A - 装备、飞行器或航天器、生产装备的方法、以及监测结构完整性的方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种装备(1，1a‑c；1')，该装备包括纤维增强复合材料部件或组件(2，2a‑c；2')以及监测装置(45；75)。该复合材料部件或组件至少包括第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)，该第一增强纤维形成区段和该第二增强纤维形成区段使用纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)彼此缝合，以便将这些纤维形成区段沿着接缝(25，25a‑c；55)连接，该纱线沿着其长度是导电的。该监测装置适配于并且联接至该纱线，其方式为使得能够至少沿着该纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的形成该接缝(25，25a‑c；55)或该接缝的一部分的区段(37；67)发送电输入信号并且在该纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)上接收响应信号。此外，本发明提供了一种包括至少一个这种类型的装备(1，1a‑c；1')的飞行器或航天器(100)、一种生产包括纤维增强复合材料部件或复合材料组件(2，2a‑c；2')的装备(1，1a‑c；1')的方法、以及一种监测纤维增强复合材料部件或组件(2，2a‑c；2')的结构完整性的方法。

Description

装备、飞行器或航天器、生产装备的方法、以及监测结构完整 性的方法
技术领域
本发明涉及一种包括纤维增强复合材料部件或复合材料组件的装备。进一步地，本发明涉及一种包括至少一个这样的装备的飞行器或航天器、一种生产包括纤维增强复合材料部件或复合材料组件的装备的方法、以及一种监测纤维增强复合材料部件或复合材料组件的结构完整性的方法。
背景技术
尽管本发明可以在许多技术领域用于与由复合材料制成的各种部件或部件组件结合，但是在下文中将以示例性方式参考飞行器或航天器生产、更特别地结合实施飞行器或航天器结构件中的结构接合部对本发明和潜在问题进行解释，但并不因此限制本发明。
在由纤维增强复合材料(比如纤维增强合成材料)生产飞行器结构件的背景下，已经提出了若干种将形成复合材料组件的一个或多个复合材料部件的零件彼此接合的技术(包括铆接和粘合剂粘接)。也已经提出了对包括热塑性塑料的部件进行焊接。
铆接需要钻出用于铆钉的孔并且将铆钉插入的步骤。此外，铆钉使结构件的重量增加，并且可能需要相应地选择和设计层压厚度，这也可能会导致结构件重量增加，而且与粘接或焊接相比，由于工作量较多并且需要附加的零件，因此成本增加。
作为实施结构连接的另一种方式，已经建议了缝合增强材料(例如，干式增强纤维片层)。作为示例，可以将用于形成一个或多个复合材料零件的干式增强纤维片层堆叠并且通过穿过片层缝合而连接，例如以用于复合材料零件的平面外增强。然后，干式纤维片层可以例如使用VARTM或真空辅助树脂转移成型来灌注以树脂，并且固化。可以想到各种缝合图案、针构型、以及针操作类型。例如，可以使用使用两根针的缝合头。进一步地，例如，一根针可以竖直地对准，而另一根针可以是成角度的。替代性地，两根针都可以是倾斜的，或者这些针之一可以水平地操作。典型地，在缝合期间，形成了通过一定的夹紧作用将复合材料片层系拴在一起的圈结。以此方式，涉及经由固化基体进行粘合剂连接的结构接合部可以有效地得到加固。此外，缝合的另一个有用的效果是，可以通过将预制件(例如，桁条预制件)固定在被设置成形成蒙皮的片层上来支持和促进制造过程。
基于先前在缝合复合材料方面的工作，这种技术在以此方式生产的复合材料部件或组件的机械行为方面也似乎很有前景。
然而，令人期望的是，特别是在包括大量缝合的连接的复杂结构件内，能够以可靠的并且可以以经济的方式实施的方式监测缝合的部件或部件组件的结构完整性或结构“健康”、特别是缝合的接缝的健康或完整性。
发明内容
鉴于此背景，本发明要解决的问题是，提供一种监测包括缝合的接缝的复合材料部件或组件的结构完整性的方法，该方法可以以经济的方式实施。
此问题可以通过以下来解决：包括权利要求1的特征的装备、和/或包括权利要求12的特征的飞行器或航天器、和/或包括权利要求13的特征的方法、和/或包括权利要求14的特征的方法。
相应地，提出了一种装备，该装备包括：
-纤维增强复合材料部件或复合材料组件，该纤维增强复合材料部件或复合材料组件至少包括第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段，该第一增强纤维形成区段和该第二增强纤维形成区段使用纱线彼此缝合，以便将第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段沿着接缝连接，该纱线沿着其长度是导电的；以及
-监测装置，该监测装置适配于并且联接至纱线，其方式为使得能够至少沿着纱线的形成接缝或该接缝的一部分的区段发送电输入信号并且在该纱线上接收响应信号。
进一步提出了一种飞行器或航天器，该飞行器或航天器包括至少一个这样的装备，其中，该复合材料部件或复合材料组件特别地形成飞行器或航天器结构件的一部分。
仍进一步地，本发明提供了一种生产包括纤维增强复合材料部件或复合材料组件的装备的方法，该方法包括：
-提供至少第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段；
-提供纱线，该纱线沿着其长度是导电的；
-将第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段相对于彼此布置；
-使用纱线穿过第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段缝合，以便将第一纤维形成区段和第二纤维形成区段沿着接缝连接；
-提供监测装置，并且将监测装置联接至纱线，其方式为使得监测装置能够至少沿着纱线的形成接缝的至少部分的区段发送电输入信号并且在纱线上接收响应信号。
此外，本发明提供了一种监测纤维增强复合材料部件或复合材料组件的结构完整性的方法，该纤维增强复合材料部件或复合材料组件包括通过使用纱线缝合而形成的接缝，其中，该方法包括监测该接缝的结构健康状态，包括：
-至少沿着纱线的形成接缝的至少部分的区段发送电输入信号；以及
-在纱线上接收响应信号并且评估该响应信号。
本发明的基础理念是，借助于接缝实施和/或加固接合部，其中，该接合部比铆接的接合部更加轻质并且同时可以以经济且有效的方式监测。因为在缝合的接合部中，应力集中往往会由于大量缝合部而相对较小，所以接合部的区域可以形成为具有减轻的重量，因此在接合部的区域中，材料层厚度可以相对较小。使用导电缝合纱线作为分布式传感器有利地使得可以避免用于对接缝进行结构健康监测的单独的传感器、以及安装和维护这样的单独的传感器所涉及的工作量和成本，并且因此可以使得能够以经济的方式在大量缝合的接合部处(例如，在整个结构件(比如飞行器结构件)中)进行结构健康监测。
此外，使用本发明监测结构完整性或结构健康使得可以经由纱线的传感器功能捕获接合部处的接缝中的撕裂模式损坏以及断裂模式损坏这两者。本发明使得可以检测到对纱线的完整性的损害，该损害可以例如包括以下损坏机理：
-纱线由于接合部的机械过载(特别地因使接合部在平面外方向上过度应变而造成)以及一个片层与另一个片层在接缝处剥离而过度应变和拉伸、或断裂；或者
-纱线由于外部机械负载或外部所致切口(该切口损害接缝并且割断或损坏纱线)而断裂；或者
-由局部冲击损坏、以及这样的冲击和该冲击剥离进一步触发的特别是平面内损坏(比如蒙皮-桁条分离)的扩散造成的纱线过度应变和拉伸、或断裂。
本发明不仅使得能够检测到缝合的接缝处的连接的完全断裂，而且附加地，例如，也可以有利地检测到超出极限负载能力、而且完全在损坏容限域之内的初始损坏。
此外，特别地，本发明可以使得能够检测到损坏在较长时间段(例如，部件或组件(例如飞行器或航天器结构件的部件或组件)的使用寿命)内的形成和/或扩散。
相应地，本发明可以促进缝合的复合材料在复杂结构件中的可用性。特别地，本发明可以促进实施使得可以有效地防止损坏过度扩散并且同时使得能够(特别是在损坏变得显著时立即)可靠地检测到损坏的缝合范围或缝合量，不过优选地，该缝合范围或缝合量应尽可能地小以减少成本、工作量和对底层纤维形成部的干扰。
本发明的有利改进和发展包含在从属权利要求以及参考附图的描述中。
根据发展，监测装置被适配成检测或测量纱线的一部分的欧姆电阻和/或阻抗，该部分包括纱线的形成接缝或该接缝的一部分的区段。以此方式，可以以相对简单的方式评估纱线的完整性或健康以及因此使用该纱线形成的接缝的完整性或健康。
特别地，监测装置可以被适配成发送恒定电输入信号或时变电输入信号。例如，该信号可以是恒定电压输入信号或时变电压输入信号。
在另外的发展中，监测装置可以被适配成在复合材料部件或复合材料组件的使用寿命期间间隔地、或在连续的时间段内、或连续地提供输入信号。以此方式，可以在部件或组件的使用寿命期间获得关于接缝的健康状态的指示。
例如，监测装置可以被配置成以便使得能够在正在对包含部件或组件的装置进行检查时(例如，在飞行器的例行检查期间(例如，在起飞前检查期间))发送输入信号以及接收和评估响应信号。以此方式，在监测装置指示接缝处出现可能的损坏或初期损坏的情况下，维护工作人员可以采取合适的行动，比如目视检查接缝。进一步地，监测装置可以例如用于预测性维护以触发检查。由此，可以显著减少计划性检查。
特别地，在接缝内，纱线具有支撑机械负载的功能以及集成式结构健康传感器装置的功能。以此方式，纱线可以用作多功能纱线。可以避免用于结构健康监测的附加的单独传感器的工作量和成本。
特别地，接缝形成机械地承载负载的结构接合部的一部分。进一步地，特别地，接缝可以被配置成例如在灌注式壳体(比如机身壳体)中例如以所谓的选择性缝合的方式加固结构接合部和/或改进或实现接合部的损坏容限行为。在可能必须传递相当大的负载的结构接缝的情况下，本发明所提供的监测接缝的结构完整性的经济方法是特别有利的。本发明可以使得可以在损坏变得显著时检测到这样的接合部中的损坏。
在一些优选的发展中，纱线可以包括纤维丝材料，该纤维丝材料与增强纤维形成区段的丝材料的类型相同。例如，丝材料可以是碳纤维丝。然而，在其他有用的发展中，纱线的纤维丝材料可以与增强纤维形成区段的纤维丝材料不同。
在发展中，纱线包括承载负载的导电丝。特别地，纱线可以包括碳纤维丝(例如，与增强纤维形成区段的碳纤维丝的类型相同的碳纤维丝)。这样的纱线已经可以产生足够的导电性以使得能够例如通过绊线(trip-wire)式功能来进行健康监测。
替代性地，纱线可以由基于碳纳米管的材料(比如可从Conyar公司获得的TuballTM)形成。这样的纱线可以表现出随伸长率变化的特定导电特性。
在一些变体中，导电丝或基于碳纳米管的材料可以形成承载负载的纱线芯部。
在发展中，纱线包括承载负载的纱线芯部以及设置在该纱线芯部上的导电层。以此方式，纱线的截面的不同部分可以分别适配于机械功能和电功能。
在发展中，纱线的承载负载的芯部可以包括玻璃纤维或碳纤维。具有这样的芯部的纱线可以承受相当大的负载。
在其他发展中，纱线的承载负载的芯部可以包括由聚合材料制成的纤维(比如，可从可乐丽(Kuraray)公司获得的VectranTM纤维、或例如可从DSM获得的纤维)。例如来自VectranTM的纤维或来自/>的纤维比例如玻璃纤维更易延展。
特别地，设置在纱线芯部上的导电层包括碳纳米管。这样的导电纱线可以是可高度拉伸的且耐用的，并且因此可以特别地非常适配于形成接缝并且监测该接缝的状态。特别地，碳纳米管可以作为涂层沉积在承载负载的纱线芯部上。
例如，在一些实施方案中，导电层可以形成为由基于碳纳米管的材料(可从Conyar公司以商标TuballTM商购获得)制成的涂层。可以使用TuballTM石墨烯涂层以使得能够沿着纱线的长度具有足够的导电性。所获得的导电特性可以随纱线伸长率变化。
可能优选的是，在承载负载的纱线芯部是不导电的或导电性不足的情况下，特别是在由玻璃纤维或聚合纤维(例如，VectranTM或)制成的芯部的情况下，在纱线芯部上设置导电层。
在另外的发展中，纱线还包括电隔离外涂层。隔离外涂层可以设置(例如，沉积)在导电层的外侧上或(在纱线芯部是导电的、并且纱线芯部上没有导电层的情况下)在纱线芯部的外侧上。以此方式，可以防止与增强纤维形成部的其他纱线(可能地，其他导电纱线或导电丝(比如碳纤维丝))的不期望的导电接触，这种不期望的导电接触可能会导致不期望的电流和电流损耗。至少在一些实施方案中，这可以有助于进一步提高结构健康监测的可靠性。特别地，如果增强纤维形成区段是使用碳纤维制成以形成碳纤维增强合成基材，那么将纱线设置有电隔离外涂层可能是优选的。
特别地，电隔离外涂层可以是由电隔离环氧树脂形成的。
在另外的发展中，导电纱线芯部或导电层的横向尺寸(例如，直径或厚度)的选择方式为使得能够沿着纱线的长度具有导电性并且在横向方向上具有向外的电绝缘。特别地，横向尺寸被配置成使得防止纱线与缝合的增强纤维形成区段的导电纤维(比如碳纤维)导电接触并且防止产生电流损耗和/或短路，同时纱线的截面的内部部分是导电的并且能够实现监测功能。
根据发展，监测装置包括至少一个电子电路，该至少一个电子电路特别地是使用至少一个半导体装置或多个半导体装置实施的。以此方式，可以以可靠的、节省空间的、快速的方式进行输入信号的生成、以及响应信号的接收和评估。
在有利的改进中，接缝与至少一个另外的接缝交叉，其中，该至少一个另外的接缝至少部分地通过使用另外的纱线缝合而形成，该另外的纱线沿着其长度是导电的。特别地，纱线和另外的纱线可以属于相同的类型。因此，关于另外的纱线的类型，参考上文针对纱线所进行的解释。在此改进中，另外的纱线可以用于以上文针对接缝所描述的方式类似的方式监测另外的接缝的结构完整性。交叉的接缝和对应的导电纱线使得可以以提高的准确度确定可能的损坏(如果存在的话)的位置。因此，当详细检查部件或组件时，识别受损点需要的工作量可能甚至进一步减少。特别地，在基本上同时捕获到损坏事件的情况下，交叉的导电纱线使得可以高概率地正确定位损坏。
此外，使用纱线和另外的纱线形成的交叉的接缝可以有利地用于检测损坏(特别是开裂)的范围，和/或检测损坏(特别地是开裂)的增长速率。
在改进中，接缝和另外的接缝可以在不同的水平上一个在另一个下面延伸，而不会使纱线和另外的纱线直接接触。这可以有助于避免纱线的电接触以及从一条纱线到另一条纱线的不期望的电流。替代性地或附加地，纱线和另外的纱线中的一者或两者可以包括如上文所描述的电隔离外涂层。
在另外的发展中，监测装置可以被配置成以时间偏移方式至少沿着纱线的区段发送电输入信号并且至少沿着另外的纱线的区段发送另外的电输入信号。这可以进一步有助于避免这些纱线的不期望的电相互作用。
特别地，第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段可以形成不同复合材料部件的一部分，这些不同复合材料部件在接缝处彼此接合以形成复合材料组件，或者第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段可以形成同一复合材料部件的一部分，在该复合材料部件内实施接缝。
特别地，增强纤维形成区段和一条或多条导电纱线可以嵌入合成基体材料中。优选地，基体材料可以是可固化基体材料(例如，环氧树脂)。
特别地，如果纱线包括电隔离外涂层，那么电隔离外涂层优选地被适配成与基体材料兼容。在纱线设置有导电层作为其最外层的情况下，此层可以优选地形成为与基体材料兼容。如果纱线形成为没有导电层或隔离层，那么纱线芯部或纱线基材料可以优选地被选择成与基体材料兼容。
进一步地，在一些发展中，第一增强纤维形成区段和/或第二增强纤维形成区段可以包括碳纤维。特别地，设置为部件或组件的一部分的一个或多个另外的增强纤维形成区段也可以包括碳纤维。
在包括第一增强纤维形成区段和/或第二增强纤维形成区段包括碳纤维的变体中，优选地，纱线设置有电隔离外涂层。
在另外的发展中，第一增强纤维形成区段和/或第二增强纤维形成区段可以包括玻璃纤维。特别地，设置为部件或组件的一部分的一个或多个另外的增强纤维形成区段也可以包括玻璃纤维。
在纱线用于穿过由玻璃纤维制成的纤维形成区段缝合的一些变体中，可以省略纱线的电隔离外涂层。
在发展中，复合材料部件或复合材料组件形成飞行器或航天器结构件的一部分。对于这样的结构件，本发明所提供的通过缝合而成的轻质连接以及对该连接的结构完整性的经济性监测是特别有利的。尽管如此，在另外的发展中，本发明可以应用于除飞行器或航天器结构件之外的结构件。
在优选的发展中，复合材料组件形成为壳体组件，该壳体组件包括联接至蒙皮的桁条，其中，第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段中的一个增强纤维形成区段形成桁条的一部分、特别是该桁条的桁条支脚的一部分，并且第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段中的另一个增强纤维形成区段形成蒙皮的一部分。因为商用飞行器通常较大并且可能包括相当多的联接至蒙皮的桁条，所以在此情况下，本发明促进使得能够在那些接合部处使用轻质的缝合的连接，还可以以可靠且经济的方式监测那些接合部。
在发展中，壳体组件进一步包括框架、或框架的部段，其中，另外的接缝通过使用另外的纱线穿过增强纤维形成区段缝合而形成，该增强纤维形成区段形成框架或部段的一部分、特别是该框架或部段的框架支脚的一部分。以此方式，可以实施框架与蒙皮的连接，并且还可以以经济的方式监测该连接的结构健康，并且进一步地，在壳体组件内，可以基于交叉的接缝和这些接缝的纱线以提高的准确度确定可能的损坏的位置。
根据另外的发展，壳体组件可以包括多个桁条以及横向于这些桁条延伸的多个框架，其中，框架和桁条中的每一者使用至少一个接缝联接至蒙皮，该至少一个接缝各自使用至少一个导电纱线形成。以此方式，可以对桁条和框架中的每一者上的至少一个这样的接缝进行该接缝的结构完整性方面的监测。
特别地，在生产装备的方法的发展中，该方法可以包括提供呈干式纤维形成区段(特别是增强纤维织物的干式片层)的形式的增强纤维形成区段。
在另外的发展中，生产装备的该方法可以包括特别是通过树脂转移成型(例如，通过真空辅助树脂转移成型)用树脂浸透缝合的第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段。
特别地，第一纤维形成区段和第二纤维形成区段可以彼此缝合而形成预制件，或者第一纤维形成区段和第二纤维形成区段可以各自形成不同预制件的一部分。
在监测结构完整性的方法的发展中，该方法包括检测纱线在形成接缝的至少部分的区段内的过度应变和/或断裂。
特别地，监测结构完整性的该方法可以包括监测纱线的形成接缝的至少部分的区段的电阻或阻抗。
在监测结构完整性的该方法的另外的发展中，在复合材料部件或复合材料组件的使用寿命期间间隔地、或在连续的时间段期间、或连续地发送电输入信号并且接收和评估响应信号。例如，可以在飞行器的例行检查(例如，起飞前检查)期间发送输入信号并且接收和评估响应信号。在另外的发展中，可以在主动飞行期间例如反复地发送输入信号并且接收和评估响应信号。
只要有意义，本发明的改进、增强和发展可以彼此任意组合。此外，本发明的其他可能的增强、实施和发展包括本发明的特征的组合(这些特征已经在上文描述或将在下文关于实施例的详细描述进行描述)，即使没有明确提及这样的组合亦如此。
特别地，上文所描述的本发明的改进、增强和发展可以以类似的方式应用于本文提出的以下中的每一者：装备、飞行器或航天器、以及方法中的每种方法。
附图说明
下面将参照展示本发明实施例的说明书附图的示意图来解释本发明。
其中：
图1示出了示例性飞行器，根据本发明的实施例的装备以及方法可以用于该示例性飞行器中；
图2以示意性立体图示出了根据本发明的第一实施例的装备，该装备包括沿着结构接合部的完好的接缝；
图3示出了图2的装备，其中，接缝的一部分已经受损，并且缝合纱线已经拉伸，并且示出了受损接缝部分的细节视图33a；
图4示出了图2的装备，其中，接缝的一部分已经受损，并且缝合纱线已经断裂，并且示出了受损接缝部分的细节视图33b；
图5示出了图2的装备的一部分，其中，接缝的一部分已经受损，并且缝合纱线已经由于外部作用、力或冲击而被切断；
图6以示意性立体图显示了根据本发明的第二实施例的装备，该装备包括横向于彼此延伸的接缝；
图7示出了可以用于本发明的实施例中的第一类型的纱线的示意性截面视图；
图8示出了可以用于本发明的实施例中的第二类型的纱线的示意性截面视图；以及
图9示出了可以用于本发明的实施例中的第三类型的纱线的示意性截面视图。
附图旨在展示本发明的实施例，使得可以进一步理解本发明。结合描述，附图旨在解释本发明的原理和概念。所描述的其他实施例和许多优点可以从附图推断出。附图的元件不一定按比例绘制。
相同的或具有相同功能或效果的元件、特征和部件在附图中用相同的附图标记标注，除非另有明确说明。
具体实施方式
图1示出了飞行器100，该飞行器包括机身101、机翼102、机头103、以及尾翼104，该尾翼包括垂直安定面105和水平安定面106。此外，飞行器100包括发动机107，该发动机附接至机翼102。
飞行器100包括至少部分地由纤维增强复合材料、特别是一种或多种碳纤维或玻璃纤维增强合成材料制成的结构件。示例性结构纤维增强复合材料组件(该结构纤维增强复合材料组件形成飞行器100的结构件的一部分)是壳体组件111，在图1中以示例性和示意性方式展示了该壳体组件。壳体组件111是机身101的一部分，该机身包括相同或相似类型的多个另外的壳体组件。壳体组件111包括蒙皮部分，该蒙皮部分其内侧上通过多个桁条20(该多个桁条基本上沿着机身101的纵向方向延伸)以及框架50的多个部段(该多个部段基本上沿着机身101的周向方向延伸)加强。以示例性方式，在图1中示意性地示出了框架50和两个桁条20。
在图2中，示出了装备1，该装备包括壳体组件111的一部分以及监测装置45(以示意性方式由双点划线指示)。所示出的壳体组件111的部分形成为纤维增强复合材料组件2，该纤维增强复合材料组件包括布置在纤维增强复合材料蒙皮10上的纤维增强复合材料桁条20。在图2的示例中，桁条20具有Ω形状的截面。
图2的复合材料组件2的生产如下执行。布置并堆叠由干式织物增强纤维材料制成的干式增强纤维形成区段(比如片层)，然后将这些区段沿着接缝彼此缝合。用于桁条20的干式纤维材料可以以预制件的形式提供。可以通过缝合来组装预制件。在图2中，为了说明，示意性地指示了用于蒙皮10的第一增强纤维形成区段3以及用于桁条20的第二增强纤维形成区段4。然而，应当理解，蒙皮10和桁条20中的每一者中可以存在另外的增强纤维形成区段。
使用纱线30沿着接缝25将第一纤维形成区段3和第二纤维形成区段4彼此缝合，以便特别是与一个或多个另外的接缝组合地将区段3、4连接。进一步地，如果期望，则可以在此过程中将附加的纤维形成区段(图中未展示)连接至第一纤维形成区段3和第二纤维形成区段4。可以例如使用缝合头并且使用例如两根针以自动化方式执行沿着接缝25穿过纤维形成区段3、4缝合。缝合头可以例如由机器人或机器人臂携带和操纵。
在图2中，示出了沿着桁条20的纵向范围的两个接缝，这两个接缝将桁条20接合至蒙皮10，其中，这些接缝中的每个接缝沿着桁条20的桁条支脚中的一个桁条支脚延伸。可以存在或可以不存在附加的接缝。接缝25在图2中用附图标记表示并且将在下文进行讨论。其他接缝或另外的接缝(该其他接缝或这些另外的接缝被设置成将桁条20的干式纤维形成部与蒙皮10的干式纤维形成部接合，以在蒙皮10与桁条20之间形成接合部)可以以与针对接缝25所描述的方式相同的方式实施，或者可以替代性地是其他类型。接缝25部分地属于组件2内的机械地承载负载的结构接合部，并且因此属于飞行器机身101中的承载负载的结构接合部。
在完成缝合过程之后，例如使用VARTM或真空辅助树脂转移成型，可以将干式纤维形成区段3、4用可固化树脂浸透，或者可以将包括区段3、4的预制件组件用树脂浸透。随后，例如使用热量和/或压力进行固化。
通过接缝25，蒙皮10和桁条20的承载负载的结构接合部得到加固。在接合部受到损坏的情况下，以所谓的选择性缝合的方式缝合的接缝25有效地有助于防止这样的损坏过度扩散，因此增强了接合部的损坏容限。可以避免比如铆钉螺栓等常规的“止裂件”。
在装备1中，将至少纤维形成区段3、4连接的接缝25是使用纱线30形成的，该纱线沿着其长度是导电的。
图7中更详细地展示了在图2的实施例中使用的纱线30。纱线30包括承载负载的芯部301，该承载负载的芯部例如由玻璃纤维或碳纤维形成。在另外的变体中，承载负载的芯部301可以是由聚合材料(比如VectranTM或)形成的。由碳纳米管形成的导电层302以涂层形式沉积在芯部301上，以沿着纱线30的长度实现适合的导电性。碳纳米管是具有由碳原子形成的一个壁或若干个壁的管形纳米结构。碳纳米管具有高机械强度并且还具有高导电性。层302可以例如是由基于碳纳米管的材料(比如TuballTM)形成的。
在图8中，以示意性方式显示了另外的经修改的纱线30'。纱线30'与纱线30的不同之处在于，在导电层302的外侧上，已经形成了附加的电隔离外涂层303。纱线30'可以代替纱线30用于图2的实施例中。隔离外涂层303可以由电绝缘环氧树脂形成，并且阻止朝向其他导电元件(特别是朝向纤维形成区段3、4的导电丝)或其他导电缝合纱线(如下文将更详细地描述的)的不期望的电流。
图7和图8还展示了与纱线30的类型相同的另外的纱线60、以及与纱线30'的类型相同的另外的纱线60'。
在图9中，以示意性方式显示了另一种纱线30”。纱线30”包括承载负载的导电芯部301(该承载负载的导电芯部可以是由碳纤维丝或基于碳纳米管的材料(比如TuballTM)形成的)、以及设置在芯部301的外侧上的电隔离外涂层303。此外，在纱线30”的情况下，外涂层303可以是由电绝缘环氧树脂制成的。图9还展示了与纱线30”的类型相同的另外的纱线60”。
优选地，如果纤维形成区段3、4包括不导电纤维(比如，仅包括玻璃纤维)，那么可以使用没有外绝缘涂层的纱线30进行缝合，或者替代性地，可以使用没有附加的导电层和绝缘层的与图9的导电芯部301相对应的纱线进行缝合。此外，在纤维形成区段3、4包括碳纤维(碳纤维表现出导电性)的情况下，优选的是，使用纱线30'或30”对接缝25进行缝合，该纱线设置有用于电绝缘的外涂层303，其中，涂层303在周向方向上围绕芯部301和导电层302(如果存在的话)形成包围件。
在设置了隔离外涂层303的情况下，涂层303的材料优选地形成为以便与用于灌注纤维形成区段3、4的基体材料兼容。如果芯部301或层302形成纱线与基体的接触表面，那么优选地，芯部301或层302被选择成比如在芯部301或层302的材料方面与基体材料足够兼容。
纱线30、30'或30”充当在复合材料组件2中支撑引入接缝25中的机械负载的多功能纱线，并且除此之外还用作集成式的分布式结构健康传感器装置以用于监测接缝25的健康状态。
在图2的实施例中，监测装置45包括电压源40。电压源40(该电压源例如是DC电压源)的端子中的每个端子连接至已经用于形成接缝25的导电纱线30、30'或30”的相反两端之一。
此外，监测装置45包括纱线30在接缝25处的桁条支脚纱线状态的指示器31、以及阻抗计32，该阻抗计用于测量桁条支脚处的沿着接缝25缝合的纱线长度区段37之上的阻抗。图2中的指示器31形成由纱线30形成的电路的一部分，该电路从电压源40的端子中的一个端子延伸至另一个端子并且包括纱线区段37。
相应地，监测装置45以使得监测装置45能够通过纱线30发送电输入信号的方式联接至纱线30，该纱线经由焊缝25在电压源40的正端子与负端子之间延伸并且因此也沿着纱线30的形成接缝25的一部分的区段37延伸。例如，电输入信号可以是恒定DC电压。经由指示器31在纱线30上接收响应信号，该响应信号指示通过纱线30的电流。进一步地，可以使用阻抗计32检测区段37对输入信号的响应，该阻抗计经由第一连接线41在靠近接缝25的一个端部的第一位置35处连接至纱线30并且经由第二连接线42在靠近接缝25的另一个端部的第二位置36处连接至纱线30。
在图2所示的情形下，接缝25和纱线30是完好无损的。因此，由于没有对纱线30的不利影响导致该纱线的欧姆电阻或阻抗增加，因此图2中的纱线状态指示器31指示正如未损坏纱线30所预期的电流。这点在图2中通过以下展示：电灯泡31以“全功率”发射光(即，以限定的强水平发射光)，从而指示完好的纱线状态。进一步地，在图2的情形下，阻抗计32指示纱线30的沿着接缝25的缝合长度37上的阻抗低。
虽然在图2中，纱线状态指示器31已经以示意性简化方式展示为电灯泡，并且阻抗计32展示为具有刻度和指针的模拟仪表，但应当理解，优选地，状态指示器的功能以及电阻或阻抗测量的功能将优选地使用一个或多个电子电路实施。(多个)电子电路可以特别是使用一个半导体装置或多个半导体装置以微型化方式实施为(多个)集成电路。虽然未在图中详细示出这点，但这样的(多个)电子电路以及将(多个)电子电路联接至一条或多条纱线30、30'的连接线可以设置或布置在整个飞行器100中，从而形成多个监测装置45。
作为发送呈恒定DC电压形式的恒定电输入信号的替代方案，在变体中，监测装置45可以被适配成提供随时间变化的电输入信号。例如，可以沿着纱线30发送间歇性DC电压信号，以便以规则或不规则的间隔监测纱线30的状态。在其他示例中，可以沿着纱线30发送AC电压信号(例如，正弦信号)。可以连续地或间歇地发送AC电压信号。
监测装置45可以用于在组件2的使用寿命期间连续地提供电输入信号。然而，在优选变体中，监测装置45在组件2的使用寿命期间或在时间段期间间隔地使用，以例如在飞行器100的例行检查期间(例如，在起飞前检查或“巡视”期间)监测接缝25的结构健康。如果状态指示器31或由阻抗计32进行的阻抗测量指示电阻或阻抗高于未损坏纱线所预期的电阻或阻抗，那么可以由工作人员例如目视地检查接缝25，以便确定其原因、以及损坏的位置和程度。在变体中，输入信号的间歇或连续发送、以及响应信号的接收和评估可以在飞行期间进行。监测装置45可以用于实施预测性维护。
在图2中，示出了由碳纤维增强塑料(CFRP)形成的蒙皮-桁条组件2，其中桁条支脚缝合至蒙皮10。缝合纱线之一对应于连接至电压源40的纱线30，该纱线是电路的一部分。纱线状态指示器31、以及接缝25上的阻抗计32使得能够对缝合的接合部的结构健康状态进行状态监测。图2以简化方式示出了设置以便演示原理，其中纱线30完好。
使用图2中示意性地显示的装备1，可以至少监测到以下损坏机理：
-纱线30的过度应变或拉伸(这导致欧姆电阻或电阻抗增加)以及纱线30的断裂(这阻止信号从纱线30的一个端部传递至另一个端部)，其中，拉伸和断裂两者都可能是由于因使接合部在平面外方向上过度应变而造成接合部过载、或者可能是由于局部冲击导致平面内损坏和剥离；以及
-纱线30由于外部机械负载或切口(例如，当接合部被异物损坏时)而断裂。
在下文中，将参考图3至图5描述一些类型的损坏，其中，属于图2的元件中的一些元件分别使用图2的附图标记加上“a”、“b”、或“c”来表示。属于固化的组件2、2a-c的一部分的纱线30、蒙皮10、电压源40和区段3、4在图3至图5中保持不变。
图3示出了图2的装备1，该装备现在用附图标记1a来表示，其中桁条20a的桁条支脚中的一个桁条支脚的一个端部处出现损坏。该损坏是由于过载所致。在图3中，桁条支脚已经从蒙皮10撕裂开，并且在图3中的前桁条支脚的左边缘处，在桁条支脚与蒙皮10之间可见间隙。尽管如此，桁条20和蒙皮10仍通过缝合纱线固持在一起，这些缝合纱线中的一条缝合纱线是纱线30。在图3中，缝合纱线(包括纱线30)尚未断裂。
在图3中的细节33a中，示出了损坏位置处的拉伸的纱线30。出于说明目的，在细节33a中夸大了拉伸。可以看出的是，除了伸长了长度差ΔL之外，纱线30还按泊松比(Poisson's ratio)在开口间隙的距离内收缩。因此，在该间隙内，纱线30的截面面积局部减小。
拉伸和收缩(33a处所示，长度增加ΔL，纱线直径减小)两者导致此纱线30中的电阻抗ΔZ增加，这种电阻抗增加可以被测量到。以此方式，除纱线30的结构功能之外，纱线30本身还充当集成式传感器。因此，纱线30是多功能的。
由于间隙内的直径变化和伸长率，因此纱线状态指示器31a(再次示意性地示出为电灯泡)通过发射减弱光而检测到电流减少。此外，阻抗计32a指示阻抗增加。
在图4中，示出了与图3中的情形类似的情形，但损坏增加，使得缝合纱线30在一个位置处(在图4中，以示例性方式，在桁条20b的左边缘处)断裂。纱线状态指示器31b已经停止发射光(即，灯泡是暗的)，从而指示断裂以及因此所致的电路中断。阻抗计32b指示阻抗待定。
图5示出了图2的装备1的一部分，该装备现在用附图标记1c来表示，其中出现外部损坏。裂缝或切口C延伸穿过蒙皮10并且延伸穿过桁条20c的缝合的桁条支脚。缝合纱线30的集成式感测功能使得也可以捕获到这种类型的材料断裂，这种材料断裂切断纱线30。如图4中的，纱线状态指示器31c已经停止发射光(即，灯泡是暗的)，从而指示纱线断裂或切断，并且阻抗计32c指示阻抗待定。
图6示出了根据第二实施例的装备1'，该装备包括复合材料组件2'和监测装置75，该监测装置以示意性方式由双点划线表示。组件2'形成为蒙皮-桁条-框架组件，该组件包括蒙皮10、桁条20、以及横向于桁条20延伸的框架50的部段。组件2'可以优选地形成壳体组件111(参见图1)的一部分。在图6中，框架50以示例性方式形成为具有近似Ω形状的截面，并且包括两个框架支脚，这两个框架支脚将框架50接合至蒙皮10。部分框架支脚和部分桁条支脚可以重叠，参见图6。
在图6中，桁条20和框架50这两者的支脚分别使用导电纱线30和导电纱线60缝合至蒙皮10。纱线30和60可以属于上文所描述的并且在图7中示意性地示出的类型。在变体中，可以在图6的实施例中使用包括如参考图8所描述的隔离涂层303的纱线30'或30”和纱线60'或60”。纱线30和60、纱线30'和60'、或纱线30”和60”可以属于相同类型，并且在图6中是完好的。图6中局部地示出了使用纱线60形成的沿着框架支脚之一的接缝55。也示出了在相反的框架支脚上的另外的接缝56。
除了图2的监测装置45的元件31、32、40、41、42之外，装备1'的监测装置75进一步包括附加的框架支脚纱线状态指示器61以及阻抗计62，该阻抗计用于测量沿着框架50的部段的支脚的缝合的纱线长度上的纱线阻抗。具体地，阻抗计62通过连接线71在电压源40的一个端子与接缝55的一个端部之间的第一位置65处联接至纱线60，并且通过连接线72在电压源40的另一个端子与接缝55的另一个端部之间的第二位置66处联接至该纱线。
在图6中，指示器31、61显示出“全光”，从而指示纱线30、60完好，并且阻抗计32、62指示对应的阻抗。
以与上文所解释的方式相同的方式，状态指示器61的功能和阻抗计62的功能优选地使用至少一个电子电路、特别是使用至少一个半导体装置(图中未示出)实施。例如，完整的监测装置75的功能可以使用至少一个电子电路实施。所需的电压可以由合适的供电线(代替示意性电压源40)来提供。
因此，在图6中，接缝25与使用导电纱线60形成的另外的接缝55交叉。使用纱线60，增强纤维形成区段5(该增强纤维形成区段是框架50的一部分、或该框架的框架支脚中的至少一个框架支脚)被缝合至蒙皮10的增强纤维形成区段3。之后，纤维形成区段3、4、5灌注以树脂并且固化(如上文针对组件2所描述的)，以获得复合材料组件2'。
装备1'使得能够监测在两个不同方向上延伸、基本上相对于彼此横向的接缝25、55的结构完整性。如果针对沿着桁条支脚或沿着若干桁条20之一的桁条支脚的接缝25指示出现损坏或断裂，那么在图6的装备1'中有利于确定沿着所讨论的桁条20的位置。因为多个框架50与桁条20的路径交叉，并且机械负载向桁条20的传递特别地源自于框架50，所以可以预期的是，在许多情况下，损坏可能既影响桁条20的支脚又影响框架50的支脚，并且因此也可以使用纱线60检测损坏。因此，监测接缝25和55的状态有利于确定损坏的位置。
此外，例如，可以使用与接缝25交叉的若干附加的接缝55来检测损坏(特别地，开裂)的程度，和/或通过连续地或以合适的间隔进行监测来检测这样的损坏的增长速率或扩散速率。
每个接缝25或55可以使用一条或多条导电纱线30、30'、30”或60、60'、60”分别仅作为一条或多条缝合纱线来实施。替代性地，可以想到的是，在接缝25或55中将纱线30、30'、30”或60、60'、60”与其他静态的非导电缝合纱线组合地使用。
输入信号可以以时间偏移方式沿着纱线30、30'或30”和60、60'或60”发送，以便精确地分隔开所获得的响应。附加地或替代性地，可以使用设置有隔离涂层303的纱线30'、60'、30”、60”来实施接缝25、55或这些接缝中的至少一个接缝，以便将接缝25、55电分隔。进一步地，替代性地或附加地，纱线30、30'或30”和60、60'或60”可以横向于彼此延伸(如图6所示)，但在平面外方向上在不同的竖直水平上延伸，以便这些纱线分隔开来。于是，纱线30、30'或30”和60、60'或60”之间可以存在一个或多个纤维层。如果期望，则甚至可以想到的是，提供例如使用玻璃纤维形成件形成的隔离纤维层，该隔离纤维层将接缝25、55分隔开。
即使在图6中，接缝55显示为在框架50与桁条20交叉的位置处中断，也应当注意，尽管未显示，但纱线60被引导至例如桁条20上方，使得接缝55在不会割断纱线60的情况下可以是连续的。在替代方案(图中未显示)中，可以想到的是，单独地监测接缝55的在两个相邻桁条20之间的每个部分。
组件2、2'可以各自被视为飞行器100的部件。然而，本发明适用于飞行器或航天器结构件中的比壳体组件111小或大的其他部件，并且适用于其他技术领域中的部件或部件组件。更具体地，组件2或2'可以形成机身101的一部分(比如呈壳体组件111的形式)，或者替代性地，可以形成另一个壳体组件的一部分，该另一个壳体组件例如形成安定面105、106中的一个安定面的一部分或机翼102的一部分。
上文参考图1至图8所描述的实施例进一步说明了生产复合材料组件2、2'的方法。
另外，上文参考图1至图8所描述的实施例说明了通过监测接缝25的结构健康状态或分别监测接缝25和55的结构健康状态来监测组件2、2'的结构完整性的方法，其中，一个或多个电输入信号是沿着(多条)纱线30、30'、30”和/或60、60'、60”发送的，并且其中，一个或多个响应信号是在这些纱线30、30'、30”和/或60、60'、60”中的每条纱线上接收到的。优选地，使用一个或多个电子电路进行输入信号的生成以及响应信号的接收和评估，该一个或多个电子电路可以使用(多个)半导体装置实施为集成式电路。
飞行器结构件的各个组件2、2'的监测装置45、75可以以适合的方式联接，并且使用在整个飞行器100中的感测纱线30、30'、30”、60、60'、60”获得的健康状态数据可以通过数据收集和处理装置(图中未示出)例如在飞行器100内收集并处理。数据收集和处理装置可以被配置成提供对飞行器结构件的健康状态的总结和/或在疑似出现损坏的情况下例如经由网络和手持式装置(比如膝上型计算机或智能手机)向飞行工作人员或维护工作人员提供警告。可以使用图形用户接口以文本和/或图形方式显示总结或警告，该总结或该警告包括例如对可能的损坏的大致位置或面积的指示。
在上文所描述的所有实施例中，复合材料组件2、2'可以包括纤维形成区段3、4或3、4、5，这些纤维形成区段包括被可固化树脂(比如环氧树脂)浸透、然后固化的碳纤维。因此，在这些实施例中，蒙皮10、桁条20和框架50形成为由碳纤维增强合成材料制成的元件、或CFRP(碳纤维增强塑料)元件。替代性地，形成区段3、4或3、4、5可以包括被可固化树脂浸透、然后固化的玻璃纤维，并且在此情况下，蒙皮10、桁条20和框架50可以形成为GFRP(玻璃纤维增强塑料)元件。
通过本发明、特别是上文所描述的实施例的装备1、1'以及方法，可以获得以下优点中的至少一个或多个：
-一条或多条多功能纱线使得能够例如在蒙皮10与桁条20之间或在蒙皮10与框架50之间实施缝合的接合部，并且在不用单独的SHM传感器的情况下实施集成式结构健康监测(SHM)；
-与铆接的接合部相比，使用缝合，接合的元件10、20、50的材料厚度可以减小，因此结构件的重量可以保持为低，而且负载下的应力集中由于许多缝合部而相对较小；
-可以避免钻出用于铆钉的孔；
-可以获得基体材料和纱线30、30'、60、60'的良好兼容性；
-相同的(多个)纱线既满足静态机械功能又满足监测功能，并且因此是多功能的；
-(多个)纱线的传感器功能能够捕获缝合的接合部中的撕裂模式损坏以及断裂模式损坏这两者；
-在断裂之前，例如通过检测或测量阻抗变化，可以检测到损坏或初期损坏；相应地，也可以检测到超出极限负载能力、而且完全在损坏容限域之内的初始损坏；
-可以实施足以有效地防止损坏过度扩散并且同时使得能够可靠地检测到损坏的缝合量。
尽管上文已经参考优选实施例对本发明进行了完整描述，但是本发明不限于这些实施例，而是可以以多种方式进行修改。
例如，本发明可以不仅用于飞行器或航天器的领域，而且用于涉及复合材料结构件(比如汽车车身、风力发电设备、或加压罐或容器)的其他领域。
附图标记清单
1接缝和纱线完好的装备
1a接缝部分损坏并且纱线拉伸的装备
1b接缝部分损坏并且纱线断裂的装备
1c接缝和纱线因切口或裂缝而被损坏的装备
1' 两条交叉的接缝和纱线完好的装备
2 复合材料部件或复合材料组件
2a接缝部分损坏并且纱线拉伸的复合材料部件或组件
2b接缝部分损坏并且纱线断裂的复合材料部件或组件
2c接缝和纱线因切口或裂缝而被损坏的复合材料部件或组件
2' 两条交叉的接缝和纱线完好的复合材料部件或组件
3 增强纤维形成区段
4 增强纤维形成区段
5 增强纤维形成区段
10蒙皮
20桁条
20a桁条支脚接合部处出现损坏的桁条
20b桁条支脚接合部处出现损坏的桁条
20c桁条支脚接合部处由于材料断裂而出现损坏的桁条
25将桁条支脚与蒙皮接合的接缝
25a出现损坏的将桁条支脚与蒙皮接合的接缝
25b出现损坏的将桁条支脚与蒙皮接合的接缝
25c出现损坏的将桁条支脚与蒙皮接合的接缝
30形成将桁条支脚与蒙皮接合的缝合的接缝25的导电纱线
30'具有隔离外涂层的导电纱线
30”具有隔离外涂层的导电纱线
31桁条支脚纱线状态的指示器
31a处于指示纱线过度应变这一状态的纱线状态指示器31
31b处于指示纱线断裂这一状态的纱线状态指示器31
31c处于指示纱线由于外部断裂或切断而被割断这一状态的纱线状态指示器31
32用于测量桁条支脚处的缝合的纱线长度上的阻抗的阻抗计
32a指示阻抗增加的阻抗计32
32b指示阻抗由于纱线断裂而待定的阻抗计32
32c指示阻抗由于纱线切断而待定的阻抗计32
33a纱线拉伸的受损接缝部分处的接缝细节
33b纱线断裂的受损接缝部分处的接缝细节
33c纱线因外部作用而被切断、撕裂或拉伸和断裂的受损接缝部分
35第一位置
36第二位置
37纱线的区段
40电压源
41、42连接线
45监测装置
50框架或框架部段
55将框架支脚与蒙皮接合的接缝
56将框架支脚与蒙皮接合的接缝
60形成将框架支脚与蒙皮接合的缝合的接缝55的导电纱线
60'具有隔离外涂层的导电纱线
60”具有隔离外涂层的导电纱线
61框架支脚纱线状态的指示器
62用于测量框架支脚处的缝合的纱线长度上的阻抗的阻抗计
65第一位置
66第二位置
67纱线的区段
71、72连接线
75监测装置
100飞行器
101机身
102机翼
103机头
104尾翼
105垂直安定面
106水平安定面
107发动机
111壳体组件
301承载负载的芯部
302导电层
303隔离外涂层
C裂缝或切口
ΔL 长度变化
ΔZ 阻抗变化

Claims (15)

1.一种装备(1，1a-c；1')，包括：
纤维增强复合材料部件或复合材料组件(2，2a-c；2')，所述纤维增强复合材料部件或复合材料组件至少包括第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)，所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段使用纱线(30；30'；60；60')彼此缝合，以便将所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)沿着接缝(25，25a-c；55)连接，所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)沿着其长度是导电的，以及
监测装置(45；75)，所述监测装置适配于并且联接至所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)，其方式为使得能够至少沿着所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的形成所述接缝(25，25a-c；55)或所述接缝的一部分的区段(37；67)发送电输入信号并且在所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)上接收响应信号。
2.根据权利要求1所述的装备，其特征在于，
所述监测装置(45；75)被适配成检测或测量所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的一部分的欧姆电阻和/或阻抗，所述纱线的一部分包括所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的形成所述接缝(25，25a-c；55)或所述接缝的一部分的所述区段(37；67)。
3.根据权利要求1或2所述的装备，其特征在于，
所述监测装置(45；75)被适配成发送恒定电输入信号或时变电输入信号、特别是恒定电压输入信号或时变电压输入信号，并且/或者
所述监测装置(45；75)被适配成在所述复合材料部件或复合材料组件(2，2a-c；2')的使用寿命期间间隔地、或在连续的时间段内、或连续地提供所述输入信号。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，在所述接缝(25，25a-c；55)内，所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)具有支撑机械负载的功能以及集成式结构健康传感器装置的功能。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，
所述接缝(25，25a-c；55)形成机械地承载负载的结构接合部的一部分。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，所述纱线(30；30'；60；60')包括承载负载的纱线芯部(301)以及设置在所述纱线芯部(301)上的导电层(302)，并且特别地，设置在所述纱线芯部(301)上的所述导电层(302)包括碳纳米管。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，
所述纱线(30'；30”；60'；60”)包括电隔离外涂层(303)。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，
所述监测装置(45；75)包括至少一个电子电路，所述至少一个电子电路特别地是使用至少一个半导体装置实施的。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，
所述接缝(25)与至少一个另外的接缝(55)交叉，其中，所述至少一个另外的接缝(55)至少部分地通过使用另外的纱线(60；60'；60”)缝合而形成，所述另外的纱线(60；60'；60”)沿着其长度是导电的。
10.根据前述权利要求中的至少一项所述的装备，其特征在于，
所述复合材料组件(2，2a-c；2')形成为壳体组件(111)，所述壳体组件包括联接至蒙皮(10)的桁条(20)，其中，所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段(3，4)中的一个增强纤维形成区段(4)形成所述桁条(20)的一部分、特别是所述桁条的桁条支脚的一部分，并且所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段(3，4)中的另一个增强纤维形成区段(3)形成所述蒙皮(10)的一部分。
11.根据权利要求10结合权利要求9所述的装备，其特征在于，
所述壳体组件(111)进一步包括框架(50)、或框架(50)的部段，其中，所述另外的接缝(55)通过使用所述另外的纱线(60；60'；60”)穿过另外的增强纤维形成区段(5)缝合而形成，所述另外的增强纤维形成区段形成所述框架(50)或所述部段的一部分、特别是所述框架或所述部段的框架支脚的一部分。
12.一种飞行器或航天器(100)，所述飞行器或航天器包括至少一个根据前述权利要求中的至少一项所述的装备(1，1a-c；1')，其中，所述复合材料部件或复合材料组件(2，2a-c；2')特别地形成飞行器或航天器结构件的一部分。
13.一种生产包括纤维增强复合材料部件或复合材料组件(2，2a-c；2')的装备(1，1a-c；1')的方法，所述方法包括：
提供至少第一增强纤维形成区段和第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)；
提供纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)，所述纱线沿着其长度是导电的；
将所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)相对于彼此布置；
使用所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)穿过所述第一增强纤维形成区段和所述第二增强纤维形成区段(3，4；3，5)缝合，以便将所述第一纤维形成区段和所述第二纤维形成区段(3，4；3，5)沿着接缝(25；55)连接；
提供监测装置(45；75)，并且将所述监测装置(45；75)联接至所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)，其方式为使得所述监测装置(45；75)能够至少沿着所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的形成所述接缝(25；55)的至少部分的区段(37；67)发送电输入信号并且在所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)上接收响应信号。
14.一种监测纤维增强复合材料部件或复合材料组件(2，2a-c；2')的结构完整性的方法，所述纤维增强复合材料部件或复合材料组件包括通过使用纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)缝合而形成的接缝(25，25a-c；55)，其中，所述方法包括监测所述接缝(25，25a-c；55)的结构健康状态，所述方法包括：
至少沿着所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)的形成所述接缝(25，25a-c；55)的至少部分的区段(37；67)发送电输入信号；以及
在所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)上接收响应信号并且评估所述响应信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，
所述方法包括检测所述纱线(30；30'；30”；60；60'；60”)在形成所述接缝(25，25a-c；55)的至少部分的所述区段(37；67)内的过度应变和/或断裂。
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