JP5155833B2 - 航空機の燃料タンク - Google Patents
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Description
このタンクの内部には、燃料を供給する燃料配管、イナートガスを供給するイナートガス配管等の配管が設置されている。
近年これらの要求が強まるに連れて、機体材料として繊維で強化された樹脂材料(複合材料)の使用が増加している。
この複合材料としては、たとえば、炭素繊維をエポキシ樹脂などで固めた炭素繊維強化樹脂(CFRP)がよく用いられている。
また、配管の結合を適切にしないと抵抗値の違いにより、CFRP構造とアルミニウム合金製の配管との間の電位差が拡大し、放電(スパーク)が発生する恐れがある。
しかしながら、配管がGFRPのような絶縁体で形成されると、GFRPと燃料との流動帯電によって生じる帯電電荷がGFRP上に集積する。これにより、燃料への引火源となる静電気放電が発生する恐れを無視できない。
本発明の一態様は、導電性を有する外板および桁を利用して収容部が形成される航空機の燃料タンクであって、前記収容部内に配置され、複数箇所で接地されている配管と、該配管の外表面に一体的に形成され、その電気抵抗が前記外板や桁よりも大きく、絶縁体よりも小さい、半導体特性を有する配管外表面層と、を備えている、航空機の燃料タンクである。
また、たとえば、燃料タンク内の燃料と配管外表面との間に流動帯電が発生しても、配管外表面層は絶縁体に比べて電気が流れるので、燃料との流動帯電によって配管の外表面に集積する帯電電荷を容易に拡散することができる。これにより、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
このように、雷電流の流れ込みによるスパークの発生を抑制できるとともに燃料との流動帯電等による静電気放電を抑制できるので、安全性を向上させることができる。
なお、配管外表面層としては、たとえば、炭化珪素(SiC)系、ゲルマニウム系、ガリウム砒素(GaAs)系、ガリウム砒素リン系、窒化ガリウム(GaN)系、等の半導体が用いられる。
また、各種絶縁性の無機繊維や有機繊維に若干の導電性処理、たとえば導電粉の混入、表面導電処理等、を施した半導体特性を有する繊維を用いることが出来る。
一方、配管外半導体層の隣り合う接地間の抵抗値が103Ωよりも小さいと、落雷時における雷電流が配管に流れ込む恐れが強くなる。
なお、この最大値は、より安全には、108Ωとした方がよい。また、この最小値は、より安全には、104Ωとした方がよいし、さらに安全には、105Ωとした方がよい。
また、配管の接続の仕方によっては、配管の内表面に雷電流が流れ込む構造となることもあるが、導電性を有する外板および桁よりも大きな抵抗を有するので、この場合でも落雷時における雷電流が外板から配管へ流れ込むことを抑制することができる。
一方、管材の中心から接地までの抵抗値が103Ωよりも小さいと、落雷時における雷電流が配管に流れ込む恐れが強くなる。
なお、この最大値は、より安全には、108Ωとした方がよい。また、この最小値は、より安全には、104Ωとした方がよいし、さらに安全には、105Ωとした方がよい。
なお、「管材」とは、それが、たとえば、フェルール等で接続されて配管を形成するものである。配管内表面層は、たとえば、フェルール経由、配管外表面層でアースされている。
また、たとえば、燃料タンク内の燃料と配管外表面との間に流動帯電が発生しても、燃料との流動帯電によって配管の外表面に集積する帯電電荷を容易に拡散することができ、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
図1は、左翼の燃料タンク1の構造を模式的に示す平断面図である。図2は、図1のX−X断面図である。図3は、図1のY部を拡大して示す側断面図である。
燃料タンク1は、航空機の構造体自体を用いるインテグラル・タンクであり、主翼3の内部に備えられている。
燃料タンク1は、上外板5と下外板7とで、上下が区画され、前後の桁9によって前後が区画され、翼端側および翼元側のリブ11によって翼長方向が区画され、本発明の収容部が形成されている。
燃料タンク1は、リブ11によって仕切られ、分割されている。
燃料補給配管17およびイナートガス配管21等は、たとえば、クランプによって機体構造に取り付けられて、アース(接地)27されている。アース27は、たとえば、50cm間隔である。
したがって、燃料補給配管17およびイナートガス配管21等の外表面および内表面は、半導体特性を有する配管外表面層31および配管内表面層33で構成されている。
また、たとえば、半導体特性を有する配管外表面層31と配管内表面層33は、フェルールの箇所で電気的に結合されている。すなわち、配管内表面層33は、フェルール経由、配管外表面層31でアースされている。
配管外表面層31の隣り合うアース27間の抵抗値が、たとえば、1MΩとなるようにされている。
このようにすると、配管外表面層31のみで考えた場合、最大20kV/mの電位勾配に対しても、配管を流れる電流は10mA以下に抑えられる。
なお、より安全を図るには、抵抗値が104Ω以上108Ω以下とされていることがより望ましく、さらに、105Ω以上108Ω以下とされていることが最も望ましい。
また、たとえばイナートガス配管21では、燃料が接触する外表面にのみ配管外表面層31を形成し、燃料が接触しない内表面には配管内表面層33を形成しないようにしてもよい。
燃料補給配管17、燃料供給配管19およびイナートガス配管21等の燃料タンク内の配管の外表面には、一体的に形成された半導体特性を有する配管外表面層31が備えられているので、これらの配管の外表面、すなわち、配管外表面層31は、導電性を有するCFRP製の上外板5、下外板7および桁9よりも大きな抵抗を有することになる。
このため、燃料補給配管17、燃料供給配管19およびイナートガス配管21等の燃料タンク内の配管が機体構造にどういう形で結合されていたとしても、落雷時における雷電流が機体構造から燃料補給配管17、燃料供給配管19およびイナートガス配管21等の燃料タンク内の配管へ流れ込むことを抑制することができる。
燃料補給配管17、燃料供給配管19およびイナートガス配管21等の配管外表面層31は絶縁体に比べて電気が流れるので、燃料との流動帯電によって燃料補給配管17、燃料供給配管19およびイナートガス配管21の外表面に集積する帯電電荷を容易に拡散することができる。
これにより、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
なお、イナートガス配管21の内部は、通常燃料が通過することはないので、必ずしも配管内表面層33を形成しておく必要はない。
一方、配管外表面層31の隣り合うアース27間、または管材23の長手方向中心位置から接地までの抵抗値が103Ωよりも小さいと、落雷時における雷電流が配管に流れ込む恐れが強くなる。
なお、この最大値は、より安全には、108Ωとした方がよい。また、この最小値は、より安全には、104Ωとした方がよいし、さらに安全には、105Ωとした方がよい。
3 主翼
5 上外板
7 下外板
9 桁
11 リブ
17 燃料補給配管
19 燃料供給配管
21 イナートガス配管
23 管材
25 フェルール
27 アース
29 基礎構造部
31 配管外表面層
33 配管内表面層
Claims (4)
- 導電性を有する外板および桁を利用して収容部が形成される航空機の燃料タンクであって、
前記収容部内に配置され、複数箇所で接地されている配管と、該配管の外表面に一体的に形成され、その電気抵抗が前記外板や桁よりも大きく、絶縁体よりも小さい、半導体特性を有する配管外表面層と、を備えている航空機の燃料タンク。 - 前記配管外表面層は、隣り合う接地間の抵抗値が103Ω以上109Ω以下とされている請求項1に記載の航空機の燃料タンク。
- 前記配管は、その内表面に一体的に形成され、その電気抵抗が前記外板や桁よりも大きく、絶縁体よりも小さい、半導体特性を有する配管内表面層を備えている請求項1または請求項2に記載の航空機の燃料タンク。
- 前記配管内表面層は、管材の長手方向中心位置から接地までの抵抗値が103Ω以上109Ω以下とされている請求項3に記載の航空機の燃料タンク。
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