JP6469988B2 - 航空機のアンテナカバーおよび航空機 - Google Patents

Description

本発明は、航空機のアンテナカバー、航空機の部材用カバー、航空機、および航空機用のレインエロージョンブーツに関する。

航空機に装備されるレーダー装置のアンテナは、椀状をしたカバー（レドームと呼ばれる）により風雨、太陽光線等から保護されている。レドームは、例えば、多孔質の部材を薄い板材で挟んで構成された絶縁性部材から形成される。
レドームが雨滴、砂等との摩擦により帯電し、蓄積された帯電電荷により静電気放電を生ずると、レーダー装置が送受信する電波にノイズが混入するなどの不具合が生じるおそれがある。それを防ぐため、絶縁性材料から形成されたレドームの基材の表面には導電性のコーティングが施されている。導電性コーティングは、機体の金属部材に接地されている。この導電性コーティングを介して帯電電荷を機体へと移動させて拡散させることにより、静電気放電を防いでいる。
この導電性コーティングは、レドームの基材の表面を覆うことで雨滴(Rain Impact)や砂塵等が基材を侵食すること（erosion）を阻止し、それによって基材の高い電力透過率を維持する役割をも担う。
上記の導電性コーティングに加えて、導電性コーティングを覆い、水分や砂塵等による基材の侵食を長期に亘り阻止するレインエロージョンブーツ（レインエロージョンブーツと呼ばれる）が用いられる。このレインエロージョンブーツは、ポリウレタン等の樹脂材料からフィルム状に形成されており（特許文献１）、雨滴、砂等の衝突による負荷が大きいレドームの前端部に設けられる。

特表２０１３−５３６７７６号公報

上述したレインエロージョンブーツは、電気的に絶縁性であり、雨滴、砂等との摩擦により帯電した電荷をその場に留めて蓄積する。蓄積された帯電電荷による電界強度がレインエロージョンブーツの絶縁破壊強度を超えると、レインエロージョンブーツから導電性コーティングに向けてコロナ放電や、アークおよびストリーマーが発生する。これらの放電現象は、ホワイトノイズであり、１００ＭＨｚ帯の通信機や航法受信機への電磁干渉を引き起こす。また、放電によって導電性コーティングや基材にピンホールがあいてしまうと、雨滴、砂等による侵食を許し、基材の電力透過率を低下させてしまう。
つまり、レドームの基材を侵食から確実に保護するためにレインエロージョンブーツを設けているのに、レインエロージョンブーツに帯電した電荷によって放電が発生すると、レインエロージョンブーツを設ける目的を達成することができない。
上記のコロナ放電や、アークおよびストリーマーのことを本明細書では「静電気放電」と称する。

本発明は、航空機に装備されるアンテナを覆うカバーを保護するレインエロージョンブーツと雨滴、砂等との摩擦に起因する静電気放電の発生を防ぐことで、レインエロージョンブーツによるカバーの侵食防止効果を確保することを目的とする。

また、アンテナに限らず、航空機に装備された種々の部材を覆うカバーに関して、雨滴、砂等との摩擦に起因する静電気放電の発生を防ぎつつ、カバーの侵食や摩耗を防止することも目的とする。

本発明の航空機のアンテナカバーは、航空機に装備されるアンテナを保護するカバーと、カバーの外側に設けられ、導電性を有する導電層と、導電層の一部の領域を覆うレインエロージョンブーツ（保護部材）と、を備える。
本明細書に記載されたいずれのレインエロージョンブーツも、雨滴等の水分や砂等の侵入を防ぐ。
そして、本発明は、レインエロージョンブーツが、絶縁性を有する主材を含むとともに、導電性が付与されており、導電層を介して機体に接地されていることを特徴とする。

「導電性が付与されている」とは、導電性の微粒子やフィラーを混入することなどによってレインエロージョンブーツの全体に導電性が付与されていることの他に、導電性を有する被膜や層を主材の表面に形成することによってレインエロージョンブーツの表面のみに導電性が付与されていることも含むものとする。
レインエロージョンブーツには、例えば、ポリウレタン、ポリエチレン等の高分子化合物から形成されたシートを用いることができる。レインエロージョンブーツの厚みは、アンテナの使用波長に対して1/100波長以下であることが好ましい。

本発明によれば、レインエロージョンブーツに導電性が付与されているので、レインエロージョンブーツの帯電電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷を導電層を介して機体へと移動、拡散させることができる。それによって静電気放電を未然に防ぐことができる。このことにより、レインエロージョンブーツに要求される侵食防止効果を担保することができるので、使用が長期に亘っても、アンテナカバーを雨滴、砂等による侵食から確実に保護することができる。

本発明の航空機のアンテナカバーにおいて、レインエロージョンブーツの表面抵抗率は、０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑ（０．５ＭΩ／ｓｑ以上、１５ＭΩ／ｓｑ以下）であることが好ましい。
レインエロージョンブーツの表面抵抗率が１５ＭΩ／ｓｑ以下であると、レインエロージョンブーツにおいて電荷が十分に移動し、レインエロージョンブーツの帯電電荷を導電層を介して機体へと確実に移動、拡散させることができる。本発明におけるレインエロージョンブーツに「導電性が付与されている」ことによる静電気放電防止の効果は、レインエロージョンブーツの表面抵抗率が１５ＭΩ／ｓｑ以下であることにより、より確実に得ることができる。レインエロージョンブーツの表面抵抗率が１５ＭΩ／ｓｑ以下であれば、レインエロージョンブーツの主材に分散させた導電性微粒子の分子構造がネットワーク状に完全に連続する場合に限らず、当該分子構造の一部が欠損する場合にも、静電気放電防止を実現するために必要な導電性を得ることができる。分子構造の一部が欠損する場合には、欠損箇所を迂回して電荷が流れていく。
また、レインエロージョンブーツの表面抵抗率が０．５ＭΩ／ｓｑ以上であれば、レインエロージョンブーツが電波に干渉することを抑制することができるので、アンテナカバーに必要な電力透過率を確保できる。

本発明の航空機のアンテナカバーにおいて、導電層は、レインエロージョンブーツにより覆われる部位と、カバーに落雷した雷の電流が流れる被雷部材が配置される部位と、を有し、導電層を厚み方向に貫通し、被雷部材をカバーに締結するファスナを介して接地されていることが好ましい。
そうすると、カバーの外側に帯電した電荷をカバーの裏側に移動させるための導通部材として、被雷部材をカバーに締結するファスナを利用することができる。

本発明の航空機のアンテナカバーは、航空機に装備されるアンテナを保護するカバーと、カバーの外側に設けられ、導電性を有する導電層と、導電層の一部の領域を覆うレインエロージョンブーツと、を備える。そして、本発明は、レインエロージョンブーツが、絶縁性を有する主材を含むとともに、親水性が付与されていることを特徴とする。
本発明におけるレインエロージョンブーツは、親水性が付与されていることで、静電気の帯電が防止されている。
本発明によれば、レインエロージョンブーツに親水性が付与されているので、雨滴や砂との摩擦によりレインエロージョンブーツに帯電した電荷が、レインエロージョンブーツが親水性を発揮することで吸着された水のイオンにより打ち消される。その作用により、帯電電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷を除電することができるので、静電気放電を未然に防ぐことができる。このことにより、レインエロージョンブーツに要求される侵食防止効果を担保することができるので、使用が長期に亘っても、アンテナカバーを雨滴、砂等による侵食から確実に保護することができる。

本発明の航空機のアンテナカバーにおいて、アンテナは、機体の前端に装備され、カバーは、アンテナを前方から覆うように椀状に形成され、導電層は、カバーの外表面の全体に施され、レインエロージョンブーツは、カバーにおいて前端に位置する所定の領域に設けられることが好ましい。
本明細書において、航空機の進行方向の前方を「前」、その反対側を「後」と定義する。

本発明の航空機の部材用カバーは、航空機に装備される部材を保護するカバーと、カバーの外側を覆うレインエロージョンブーツと、を備える。そして、本発明は、レインエロージョンブーツが、絶縁性を有する主材を含むとともに、導電性または親水性が付与されていることを特徴とする。
航空機の部材としては、例えば、光を発するライトが挙げられる。その場合のカバーは、ライトからの光を透過させる。
本発明によれば、レインエロージョンブーツに導電性が付与されているので、雨滴や砂との摩擦によりレインエロージョンブーツに帯電した電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷をレインエロージョンブーツの外部へと移動、拡散させることができる。そのため、レインエロージョンブーツに帯電した電荷による静電気放電の発生を防ぐことができる。したがって、静電気放電によりカバーが損傷するといった不具合が生じることなく、レインエロージョンブーツにより、カバーを摩耗、クラックの発生、侵食などから保護することができる。

本発明の航空機は、上述のアンテナカバー、または上述の部材用カバーを備えることを特徴とする。

本発明の航空機用レインエロージョンブーツは、航空機に装備される部材を保護するカバーの外側に設けられるレインエロージョンブーツであって、絶縁性を有する主材を含むとともに、導電性または親水性が付与されていることを特徴とする。

本発明によれば、航空機に装備される部材を覆うカバーを保護するレインエロージョンブーツと雨滴、砂等との摩擦に起因する静電気放電の発生を防ぐことで、レインエロージョンブーツによるカバーの侵食防止効果を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係る航空機の正面図である。 図１のレドームのＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 レドームを構成するサンドイッチパネル、導電性コーティング、およびレインエロージョンブーツの拡大模式図である。 本発明の第２実施形態に係る航空機の照明装置を示す図であり、（ａ）はレンズカバーを開いた状態の図、（ｂ）は（ａ）のレンズカバーのＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す航空機１０は、前端にレドーム１１を備えている。レドーム１１は、レーダー装置を構成するアンテナ１２（図２）を風雨や砂塵、太陽光線などから保護する。アンテナ１２は、電波を発信し、対象物により反射された電波を受信する。レーダー装置は、発信した電波と送信した電波との相関に基づいて、降雨や雷雲に関する位置情報、あるいは着陸する地表に関する位置情報などを検知する。アンテナ１２の向きを上下、左右に変えることで、広範囲に亘り位置情報の検知が可能である。

レドーム１１は、図２に示すように、機体が備える設置部１３に設けられたアンテナ１２を覆い隠すように椀状に形成されている。レドーム１１のより具体的な形状は、半球状または円錐状などであってよい。
航空機１０の空気抵抗を小さくするため、レドーム１１は、機体に滑らかに連続する後端１１Ｂから、前方に向けて次第にすぼまるように形成されている。

レドーム１１は、サンドイッチパネルであり、図３に示すように、コア１１２と、コア１１２の外側に設けられるアウタースキン１１１と、コア１１２の内側に設けられるインナースキン１１３とを備えている。
アウタースキン１１１およびインナースキン１１３は、例えば、強化繊維としてガラス繊維を含む繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ；glass fiber reinforced plastics）から形成することができる。これらのアウタースキン１１１およびインナースキン１１３は、例えば、数ｍｍの厚みに形成することができる。
コア１１２は、多数の空隙を内包する構造であり、例えば、多数の気泡を有する多孔質（ポーラス）の構造や、ハニカム構造に代表される多角形をしたセルの集合体などをコア１１２の構造として採用できる。
コア１１２は、例えば、ポリイミド樹脂などの樹脂材料や、強化繊維を含む繊維強化樹脂から形成されている。繊維強化樹脂としては、ＧＦＲＰや、強化繊維としてクォーツ（石英）を含むＱＦＲＰ（quartz fiber reinforced plastics）などを用いることができる。

コア１１２の各セルが内包する空気は、電波を減衰させることなく透過させる。また、アウタースキン１１１およびインナースキン１１３は、十分に薄いため、電波を殆ど減衰させずに透過させる。
そのため、送信する電力Ptと、レドーム１１を透過した受信電力Prとの電力比である電力透過率が十分に高い。
レドーム１１は、広い周波数帯域の電波を透過させることができる。

アウタースキン１１１、インナースキン１１３、およびコア１１２の各々の材料は上記に限らず、アンテナ１２が発信し、受信する電波を透過させる任意の材料を用いることができる。

レドーム１１の外表面には、レドーム１１に落雷した雷の大電流を機体へと流す金属製のストリップ１４（図１）が設けられている。なお、図２においてストリップ１４の図示を省略する。複数のストリップ１４は、レドーム１１の前端１１Ａから、レドーム１１の後端１１Ｂに向けて放射状に配置されている。これらのストリップ１４は、レドーム１１内のアンテナ１２への着蕾を防止する役割を担っており、落雷時のレドーム１１の沿面閃絡電圧に応じた適切な長さに設けられる。ストリップ１４により電波の反射や錯乱が生ずることを避けるため、できるだけアンテナ１２の開口面よりも後方にストリップ１４の前端を配置することが好ましい。
なお、レドーム１１の被雷部材として、棒状のストリップ１４の代わりに、ボタン状の部材が連なったセグメントタイプのストリップを採用することもできる。

各ストリップ１４は、図３に示すように、ストリップ１４、およびレドーム１１の本体である基材１１０をレドーム１１の厚み方向に貫通するファスナ１５によってレドーム１１に締結されている。また、各ストリップ１４は、ファスナ１５を含む導通部材２０を介して機体に接地されている。
レドーム１１には、各ストリップ１４を締結するファスナ１５を通すためのスリーブ１６が設けられている。

レドーム１１は、飛行する航空機１０の前端で、雨、雪、雹、砂、火山灰など、大気中のあらゆる飛来物・浮遊物１０１（図２）との摩擦を生ずる。その摩擦によりレドーム１１が帯電し、帯電電荷による静電気放電が発生すると、電波にノイズが混入するなどの不具合が生じうる。静電気放電を防ぐためにレドーム１１自体に導電性や親水性を付与することは、電力透過率の確保およびアンテナパターン歪の要求などから、制約が大きい。そこで、レドーム１１の外表面には、導電性を有する導電性コーティング１８が施されている。
導電性コーティング１８は、レドーム１１の基材１１０（アウタースキン１１１、コア１１２、およびインナースキン１１３）の表面を覆っているので、基材１１０と飛来物・浮遊物１０１との摩擦を回避し、基材１１０の帯電を防ぐ。
導電性コーティング１８は、導通部材２０を介して機体に接地されている。飛来物・浮遊物１０１との摩擦により導電性コーティング１８が帯電しても、帯電電荷は導電性コーティング１８を通り、導通部材２０へと移動し、さらに機体へと拡散される。

導電性コーティング１８は、アウタースキン１１１の表面を覆うことで、雨などの水分や大気中の塵埃によって基材１１０が侵食されることを阻止する機能をも有する。導電性コーティング１８により、空気よりも電波を透過させ難い水分や塵埃がレドーム１１の電力透過率を低下させるのを防ぐことができる。

導電性コーティング１８は、金属やカーボン等の導電性微粒子を含むことで導電性が与えられた塗料を塗布し、乾燥させることで形成される。その塗料としては、例えば、AMS-C-83231A「Coatings, Polyurethane, Rain Erosion Resistant for Exterior Aircraft and Missile Plastic Parts」のClassA, ClassBのType II Antistatic rain erosion resistant coating で規定されている導電性ポリウレタン塗料等を用いることができる。「AMS」は、Aerospace Material Specification（航空宇宙材料規格）を意味する。
導電性コーティング１８は、基材１１０の表面の全体に亘り設けられている。導電性コーティング１８を基材１１０に十分に固着させるために、アウタースキン１１１に塗布されたプライマー層１７の表面に、導電性コーティング１８を塗り重ねることが好ましい。プライマー層１７は、例えば、エポキシ系樹脂から形成されている。

導電性コーティング１８の導電性の指標として電気抵抗率を用いることができる。導電性コーティング１８の表面の電気抵抗率を示す表面抵抗率は、０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑであることが好ましい。導電性コーティング１８は、例えば、数百μｍ程度の厚みであり、厚みを無視できる程に薄いので、表面抵抗率に基づいて導電性コーティング１８の導電性を評価することができる。
導電性コーティング１８の表面抵抗率が１５ＭΩ／ｓｑ以下であると、導電性コーティング１８に沿って電荷が十分に移動するので、帯電電荷を機体へと移動、拡散させることで静電気放電を確実に防ぐことができる。
また、導電性コーティング１８の表面抵抗率が０．５ＭΩ／ｓｑ以上であれば、導電性コーティング１８が電波に干渉することを抑制することができるので、レドーム１１に必要な電力透過率を確保できる。
導電性コーティング１８の厚みは、０．３１〜０．３６ｍｍであることが好ましい。この範囲の厚みに形成されていると、導電性コーティング１８の表面抵抗率（体積Ｔ例効率）が０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑの範囲内にあり、かつ、９０％に迫るあるいは９０％以上の電波透過率が確保される。

導電性コーティング１８に用いる導電性の塗料は、電気抵抗率や作業性などを考慮して種々のものを用いることができる。塗料の性状は問わず、ペースト状、液状などの導電性塗料を用いることができる。

導電性コーティング１８の表面には、さらに、トップコーティング１９を施すことができる。トップコーティング１９は、導電性コーティング１８の表面の全体に塗り重ねられている。トップコーティング１９は十分に薄いので、飛来物・浮遊物１０１との摩擦によりトップコーティング１９に帯電した電荷が導電性コーティング１８へと移動する。その導電性コーティング１８により帯電電荷の移動経路が確保されているので、トップコーティング１９には導電性を持たせる必要がない。トップコーティング１９には、外観を向上させるのに適した塗料を選択することが好ましい。

さて、気流に正対するレドーム１１の前端は、レドーム１１の他の部位に比べて雨滴や砂塵等の衝突による負荷が大きい。その負荷が長期的に加えられることで導電性コーティング１８が剥離し、水分や砂塵等により基材１１０が侵食されることを防ぐ必要がある。そのため、レドーム１１の前端（レドーム１１の中心部）に位置する所定の領域に、導電性コーティング１８を覆うレインエロージョンブーツ２１を設けている。このようにレインエロージョンブーツ２１の設置範囲が限定されていることで、レドーム１１の重量を抑えることに寄与できる。
レインエロージョンブーツ２１は、ポリウレタン、ポリエチレン等の樹脂を主材２１Ａとして含み、フィルム状に形成されている。レインエロージョンブーツ２１の主材２１Ａは絶縁性を有する。レインエロージョンブーツ２１の主材２１Ａとして、雨滴や砂塵による侵食に耐えるように、異なる特性を有する複数のポリマー層が積層されたものを好適に用いることができる。
レインエロージョンブーツ２１の厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍである。本実施形態のレーダが１０ＧＨｚの周波数帯域を使用するウェザーレーダの場合、使用波長λは約３０ｍｍであり、その1/100波長である０．３ｍｍ以下にレインエロージョンブーツの厚みを定めることが好ましい。

レインエロージョンブーツ２１は、レドーム１１の前端の形状に対応する形状に成形されており、トップコーティング１９を介して導電性コーティング１８の中央の領域１８Ａを覆っている。レインエロージョンブーツ２１の周囲に延在する導電性コーティング１８の環状の領域１８Ｂに、トップコーティング１９を介して上述のストリップ１４が配置されている。
レインエロージョンブーツ２１の裏側に形成された図示しない接着層により、レインエロージョンブーツ２１はトップコーティング１９に接着される。接着層が形成されていない場合、適宜な接着剤によりレインエロージョンブーツ２１をトップコーティング１９に接着することができる。
レインエロージョンブーツ２１は、定期的に、あるいは整備の際に必要に応じて新しいものと交換される。交換の際には、レドーム１１に接着してあるレインエロージョンブーツ２１をレドーム１１から剥がし、新しいレインエロージョンブーツ２１を元の位置に装着する。

レインエロージョンブーツ２１は、絶縁性を有する主材２１Ａに金属やカーボン等の導電性の微粒子やフィラーを混入したり、主材２１Ａの表面を処理したり、主材２１Ａの表面に導電性を有するシートを設けることなどによって導電性が付与されている。
導電性付与のためにレインエロージョンブーツ２１に混入される微粒子としては、防食（電食）防止のため表面を酸化させた金属酸化物（例えば、酸化銀、酸化亜鉛）であってもよい。
また、親水性セグメントを持つ高分子を樹脂と相溶化（アロイ化）させた高分子型帯電防止剤も、カーボン粒子や金属製フィラーと同じく、絶縁材の表面抵抗率および体積抵抗率を下げ、静電気を流す導電性を発揮することができる。この高分子型帯電防止剤をも、本実施形態のレインエロージョンブーツ２１に混入したり、レインエロージョンブーツ２１の表面処理に用いることができる。

主材２１Ａの表面処理には、金、銀等の金属材料、カーボン、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）等の導電性材料を用いて、めっき、化学気相成長法、物理気相成長法などにより主材２１Ａ表面に薄膜を形成することが含まれる。
主材２１Ａの表面に設ける導電性のシートとしては、例えば、金属板に切れ目を入れて押し伸ばしたエキスパンドメタル等を用いることができる。エキスパンドメタルには格子状の開口が形成される。その開口の寸法に適合する周波数の電波を選択的に透過させることができる。
表面処理に関し、より詳しくは、主材２１Ａの外表面（雨滴等が衝突する面）、主材２１Ａの外周を形成する側面、および主材２１Ａの導電性コーティング１８に重ねられる面（裏面）の全てに導電性が付与されることが好ましい。但し、レインエロージョンブーツ２１から導電性コーティング１８へと、レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷が移動可能な経路が形成される限り、外表面のみに導電性を付与し、側面および裏面の一方あるいは双方に対する導電性の付与を省略することも可能である。
レインエロージョンブーツ２１の導電性の指標として、導電性コーティング１８と同様に表面抵抗率を用いることができる。レインエロージョンブーツ２１の表面抵抗率は、０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑであることが好ましい。

レインエロージョンブーツ２１は、導電性コーティング１８および導通部材２０を介して機体に接地されている。詳しくは、主材２１Ａの表面に施された導電性を有する層や、主材２１Ａに混入された導電性フィラーの分子構造により形成されるネットワーク状の電荷移動経路が導電性コーティング１８および導通部材２０を介して機体に接地されている。レインエロージョンブーツ２１と導電性コーティング１８との間に介在する接着層およびトップコーティング１９は、電波的な影響を生じないように０．３ｍｍ以下といずれも十分に薄い。接着層やトップコーティング１９が導電性を有していなくても、これら接着層およびトップコーティング１９を挟んだレインエロージョンブーツ２１と導電性コーティング１８との容量結合により、レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷が、接着層およびトップコーティング１９を介して導電性コーティング１８へと十分に移動する。

本実施形態は、レインエロージョンブーツ２１に導電性が付与されていることを主要な特徴とする。そのことによる作用について説明する。
図２に示すように、雨滴、雪、塵や砂等の飛来物、火山灰等の浮遊物（以下、飛来物・浮遊物）１０１との摩擦によりレインエロージョンブーツ２１が帯電する。レインエロージョンブーツ２１の主材２１Ａは絶縁性を有するので、帯電した電荷１０３がレインエロージョンブーツ２１に留まり、次第に蓄積される。
また、航空機１０が雷雲１０２に接近すると、雷雲１０２の帯電電荷に対応する電荷の偏りがレインエロージョンブーツ２１に生じるために、レインエロージョンブーツ２１が急速に帯電する。
上記のようにレインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷による電界がレインエロージョンブーツ２１の静電破壊強度を超えてしまうと、帯電電荷は、レインエロージョンブーツ２１の周縁から、接地された導電性コーティング１８に向けて静電気放電を生ずる。
しかし、本実施形態では、レインエロージョンブーツ２１に導電性が付与されているので、帯電電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷をレインエロージョンブーツ２１の外部へと移動させることができる。これによって静電気放電を未然に防ぐことができる。
レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷１０３は、例えば、図２に矢印で示すように、レインエロージョンブーツ２１の周縁部から、接地された導電性コーティング１８へと移動し、導電性コーティング１８、および導通部材２０を介して機体へと拡散される。
また、レインエロージョンブーツ２１の主材２１Ａに金属やカーボン等の導電性のフィラー等が混入される場合は、レインエロージョンブーツ２１の表面に帯電した電荷がレインエロージョンブーツ２１の裏面側に移動する。そして、裏面に対向する導電性コーティング１８へと帯電電荷が移動し、機体へと拡散される。

もし、レインエロージョンブーツ２１に導電性が付与されていないとすると、レインエロージョンブーツ２１から導電性コーティング１８に向けて静電気放電が発生しうる。それによって導電性コーティング１８や基材１１０にピンホールがあくと、基材１１０への飛来物・浮遊物１０１による侵食を許してしまう。つまり、レドーム１１の基材１１０を侵食から確実に保護するためにレインエロージョンブーツ２１を設けているのに、レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷によって静電気放電が発生し、基材１１０への侵食を許すとすれば、レインエロージョンブーツ２１を設けた意義が失われる。それに加えて、静電気放電が発生すると、電波にノイズが混入するおそれがある。

本実施形態のようにレインエロージョンブーツ２１に導電性が付与されていると、上述のように飛来物・浮遊物１０１との摩擦によりレインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷を、機体へと拡散させて静電気放電の発生を防ぐことができる。このことにより、レインエロージョンブーツ２１に要求される侵食防止効果を担保することができるので、使用が長期に亘っても、レドーム１１の基材１１０を飛来物・浮遊物１０１による侵食から確実に保護することができる。

レインエロージョンブーツ２１の表面抵抗率が１５ＭΩ／ｓｑ以下であると、レインエロージョンブーツ２１に沿って電荷が十分に移動し、導電性コーティング１８および導通部材２０を介して帯電電荷を機体へと確実に移動、拡散させることができる。
また、レインエロージョンブーツ２１の表面抵抗率が０．５ＭΩ／ｓｑ以上であれば、レインエロージョンブーツ２１が電波に干渉することを抑制することができるので、レドーム１１に必要な電力透過率を確保できる。

レインエロージョンブーツ２１は、上述したように、導電性コーティング１８および導通部材２０を介して機体に接地されている。導通部材２０は、ストリップ１４および導電性コーティング１８の双方を機体に接地するための経路を構成する。

以下、導通部材２０の構成について説明する。
導通部材２０は、ファスナ１５と、スリーブ１６と、ナット１５１と、ワッシャ１５２と、グランドバー２２と、導電性シーラント層１８１，２２１とを備えている。これらの構成要素はいずれも導電性を有する。ファスナ１５、スリーブ１６、ナット１５１、ワッシャ１５２、およびグランドバー２２は金属材料から形成されている。

ファスナ１５は、レドーム１１の外表面に配置されたストリップ１４に設けられる頭部１５Ａと、レドーム１１の内側でスリーブ１６から突出する軸部１５Ｂとを有する。
スリーブ１６は、レドーム１１の基材１１０を厚み方向に貫通しており、レドーム１１の外側に位置する端面１６Ａと、レドーム１１の内側に位置する端面１６Ｂとを有する。
ナット１５１は、ファスナ１５の軸部１５Ｂに設けられる。
ワッシャ１５２は、ナット１５１とグランドバー２２との間に介在する。

グランドバー２２は、ファスナ１５の位置から、機体における接地可能な部位に向けて延びる帯板状の部材である。グランドバー２２の一端側は、ナット１５１とスリーブ１６の端面１６Ｂとの間に挟み込まれた状態で、ストリップ１４と共にレドーム１１に締結される。グランドバー２２の一端側には、ファスナ１５を貫通させる孔が形成されている。グランドバー２２の他端側は、機体を構成する金属部材、例えば、スキン、フレーム、ストリンガ等に電気的に接続されている。

導電性シーラント層１８１，２２１は、いずれも金属微粒子を含むことで導電性が与えられたシーラント材料を塗布し、乾燥させることで形成される。
そのうち導電性シーラント層２２１は、グランドバー２２とスリーブ１６の端面１６Ｂとの間に設けられている。導電性シーラント層２２１は、ファスナ１５の軸部１５Ｂに密着している。導電性シーラント層２２１を介してグランドバー２２とファスナ１５とが確実に導通される。この導電性シーラント層２２１は、ファスナ１５をスリーブ１６に通す前、あるいは通した後に、スリーブ１６の端面１６Ｂに塗布することができる。

一方、導電性シーラント層１８１は、レドーム１１の外側に位置するスリーブ１６の端面１６Ａとトップコーティング１９との間に設けられている。導電性シーラント層１８１は、ファスナ１５の軸部１５Ｂと導電性コーティング１８とに密着している。導電性シーラント層１８１を介して導電性コーティング１８とファスナ１５とが確実に導通される。

ストリップ１４およびグランドバー２２をレドーム１１に固定する際は、導電性コーティング１８、その他の必要なコーティングが施されたレドーム１１の外表面にストリップ１４を配置し、レドーム１１の内側にはグランドバー２２を配置する。そして、ストリップ１４、導電性コーティング１８、レドーム１１、およびグランドバー２２に貫通させたファスナ１５をナット１５１に対して締め付ける。すると、導通部材２０を構成するファスナ１５、スリーブ１６、ナット１５１、ワッシャ１５２、グランドバー２２、および導電性シーラント層１８１，２２１が一体化され、機体へと電荷を移動させることのできる導通経路を形成する。
この導通部材２０を通じて、ストリップ１４に突入した雷の大電流、およびレドーム１１の外表面に帯電した電荷のいずれをも機体へと流すことができる。
レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷は、レインエロージョンブーツ２１から導電性コーティング１８へと移動する。レインエロージョンブーツ２１から導電性コーティング１８へと移動した電荷と、レインエロージョンブーツ２１の周囲に延在するレドーム１１の外表面に帯電した電荷は、いずれも、導電性コーティング１８から、導電性コーティング１８に導電性シーラント層１８１を介して導通されたファスナ１５に沿ってレドーム１１の内側へと移動する。さらに、ファスナ１５に導電性シーラント層２２１を介して導通されたグランドバー２２へと移動し、最終的に機体へと拡散される。

本実施形態の導通部材２０の構成は一例に過ぎず、種々の部材により構成することができる。導通部材は、必ずしもファスナ１５を含んで構成されていなくてもよい。

〔第１実施形態の変形例〕
第１実施形態の変形例においては、レインエロージョンブーツ２１に導電性を付与する代わりに、親水性を付与している。親水性が付与されることで、レインエロージョンブーツ２１は、静電気の帯電が防止されている。
レインエロージョンブーツ２１に親水性を付与する手法としては、例えば、界面活性剤を主材２１Ａに混入することなどが挙げられる。
界面活性剤は、レインエロージョンブーツ２１の表面に水を吸収しやすい膜を形成したり、滑りやすくすることで摩擦を防止することで静電気の発生を抑える。
親水性を付与するのは、レインエロージョンブーツ２１の大気に開放された表面のみで足り、レインエロージョンブーツ２１の側面や、導電性コーティング１８に対向する裏面には親水性が付与されていなくてもよい。
親水性が付与されたレインエロージョンブーツ２１は、大気中の水分を吸着する親水層を有する。

レインエロージョンブーツ２１に親水層が形成されていると、雨滴や砂との摩擦によりレインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷が、親水層に吸着された水のイオンにより打ち消される。その作用により、帯電電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷を除電することができるので、静電気放電を未然に防ぐことができる。このことにより、レインエロージョンブーツ２１に要求される侵食防止効果を担保することができるので、使用が長期に亘っても、レドーム１１の基材１１０を飛来物・浮遊物１０１による侵食から確実に保護することができる。

第１実施形態のレインエロージョンブーツ２１は、サンドイッチパネルのレドーム１１に限らず、例えば、波長に対して板厚が十分に薄い薄膜型レドームや、特定の使用周波数においてレドームの表面と裏面での反射波の位相差が１８０°となるように板厚が設計された半波長共振型レドームなどにも適用することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４（ａ）は、第２実施形態に係る航空機の照明装置３０を示す。照明装置３０は、航空機の主翼１０５の基端に設けられた着陸灯(Landing Light)および走行灯(Taxing Light)に該当する。なお、主翼１０５の先端側には（先端）側には、衝突防止灯（Anti-Collision Strobe Light)および航法灯(Navigation Light)が設けられている。

照明装置３０は、主翼１０５の根元に設けられたライト収容部３４に設けられたライト３１と、ライト３１を覆って保護するとともにライト３１から射出された光を拡散させるレンズカバー３２とを備えている。レンズカバー３２は機体に対して開閉可能に設けられている。レンズカバー３２の内側にはライト３１が剥き出しとなっているので、照明装置３０の防水性を確保する必要がある。レンズカバー３２の周縁部と機体との間は、防水性のシーラントにより封止されている。さらに、レンズカバー３２自体に防水性が要求される。
照明装置３０は３つのライト３１を備えている。ライト３１の数は特に限定されない。また、ライト３１が有する光源の種類も特に限定されない。

レンズカバー３２は、図４（ｂ）に示すように、基材３３とレインエロージョンブーツ３５）とを備えている。
レンズカバー３２の基材３３は、絶縁性を有する樹脂材料から形成されている。基材３３の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料を用いることができる。基材３３として、アクリルから形成された部材を引っ張ることで強度を高めたストレッチ・アクリル部材を用いることが可能である。
基材３３の外表面には、導電性が付与されたフィルム状のレインエロージョンブーツ３５が設けられている。
レインエロージョンブーツ３５は、基材３３の外表面の全体に亘り設けられている。
レインエロージョンブーツ３５は、基材３３を雨滴、砂塵等との衝突による摩耗（abrasion）および侵食（erosion）から保護する。

レインエロージョンブーツ３５は、ポリウレタン、ポリエチレン等の絶縁性の樹脂を主材３５Ａとして含み、透明、あるいはライト３１から射出された光の大部分を透過させることができる程度に半透明に形成されている。レインエロージョンブーツ３５の主材３５Ａとして、雨滴や砂塵による侵食に耐えるように、異なる特性を有する複数のポリマー層が積層されたものを好適に用いることができる。

レインエロージョンブーツ３５は、第１実施形態のレインエロージョンブーツ２１と同様に、主材３５Ａに金属やカーボン等の導電性の微粒子やフィラーを混入したり、主材３５Ａの表面を処理することによって導電性が付与されている。レインエロージョンブーツ３５の表面抵抗率は、０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑであることが好ましい。
レインエロージョンブーツ３５は、図示しない導通部材を介して機体に接地されている。

レインエロージョンブーツ３５に導電性が付与されているので、雨滴や砂との摩擦によりレインエロージョンブーツ３５に帯電した電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷をレインエロージョンブーツ３５の外部へと移動させることができる。レインエロージョンブーツ３５に帯電した電荷は、図示しない導通部材を介して機体へと拡散されるので、レインエロージョンブーツ３５に帯電した電荷による静電気放電の発生を防ぐことができる。そのため、静電気放電によりレンズカバー３２の基材３３が損傷するといった不具合が生じることなく、レインエロージョンブーツ３５により、レンズカバー３２の基材３３を摩耗、侵食から保護することができる。基材３３の摩耗、侵食が回避されるので、基材３３は、必要な光の透過率、および光の拡散機能を維持する。このため、照明装置３０に定められた輝度や照射角度を維持することができる。

レインエロージョンブーツ３５に導電性を付与する代わりに、第１実施形態の変形例のレインエロージョンブーツ２１と同様に親水性を付与することもできる。
レインエロージョンブーツ３５の表面に親水層が形成されていると、雨滴や砂との摩擦によりレインエロージョンブーツ３５に帯電した電荷が、親水層に吸着された水のイオンにより打ち消される。その作用により、帯電電荷による電界強度が絶縁破壊強度に達しないうちに、帯電電荷を除電することができるので、静電気放電を未然に防ぐことができる。そのため、導電性を付与した場合と同様、静電気放電によりレンズカバー３２の基材３３が損傷するといった不具合が生じることなく、レインエロージョンブーツ３５により、レンズカバー３２の基材３３を摩耗、侵食から保護することができる。

第２実施形態のレンズカバー３２の外表面に、光を透過させることができる程度に十分に薄い導電性コーティングを施し、その導電性コーティングの表面を覆うようにレインエロージョンブーツ３５を設けることもできる。その場合、導電性コーティングをレンズカバー３２の外表面の全体に施し、雨滴、砂等との衝突による負荷が他の部位と比べて大きい部位のみにレインエロージョンブーツ３５を設けることができる。

上記では、着陸灯および走行灯として用いられる照明装置３０を例にとり説明したが、その他にも、例えば、航空機の左右の主翼１０５，１０６（図１）の端部や尾翼の位置を示す航空灯、尾翼に表示されたエアラインのロゴを照らすロゴ照明灯、胴体の上部と下部とに設けられた衝突防止灯、前方を照らす着陸灯、主翼を照らす翼照明灯などのレンズカバーについても、レインエロージョンブーツ３５を適用することができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
本発明の導電性が付与されたレインエロージョンブーツは、レーダー装置のアンテナを覆うレドームに限らず、種々のアンテナを覆うカバーを侵食から保護するために用いることができる。
また、本発明のレインエロージョンブーツは、アンテナのカバーや照明のレンズカバーに限らず、航空機が装備する種々の部材を覆うカバーに適用することができる。
例えば、種々の計測を行ったり航空写真を撮影するために航空機の機体の機外側に設置されるカメラのレンズを保護するレンズカバーにも、上述のレインエロージョンブーツ３５と同様に導電性または親水性が付与され、無色透明に構成されたレインエロージョンブーツを用いることができる。そうすると、静電気放電によりレンズカバーの基材が損傷することなく、レインエロージョンブーツによりレンズカバーの基材を摩耗、侵食から保護し、撮影対象を鮮明に撮影することができる。

さらに、本発明は、少なくともレインエロージョンブーツ２１の裏側において、レドーム１１に導電性コーティング１８を形成せずに、レインエロージョンブーツ２１をレドーム１１の表面に直接設けることも許容する。
例えば、上述した高分子型帯電防止剤や、カーボン、金属の微粒子を電波性能に影響しない程度にレインエロージョンブーツ２１に混入することで、レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷を移動させるネットワーク状の経路が形成され、その経路が機体構造に接地されていると、レインエロージョンブーツ２１に帯電した電荷が除電されることとなる。

航空機には、固定翼を有する飛行機の他、回転翼を有するヘリコプターも含まれる。
本発明は、航空機以外に、船舶、鉄道、自動車等の乗り物やミサイル等に適用することもできる。

１０ 航空機
１１ レドーム（アンテナカバー、部材用カバー）
１１Ａ 前端
１１Ｂ 後端
１２ アンテナ（部材）
１３ 設置部
１４ ストリップ（被雷部材）
１５ ファスナ
１５Ａ 頭部
１５Ｂ 軸部
１６ スリーブ
１６Ａ 端面
１６Ｂ 端面
１７ プライマー層
１８ 導電性コーティング（導電層）
１８Ａ 領域
１９ トップコーティング
２０ 導通部材
２１ レインエロージョンブーツ
２１Ａ 主材
２２ グランドバー
３０ 照明装置
３１ ライト（部材）
３２ レンズカバー（部材用カバー）
３５ レインエロージョンブーツ
３５Ａ 主材
１０１ 飛来物・浮遊物
１０２ 雷雲
１１０ 基材（カバー）
１１１ アウタースキン
１１２ コア
１１３ インナースキン
１５１ ナット
１５２ ワッシャ
１８１ 導電性シーラント層
２２１ 導電性シーラント層

Claims (6)

1. 航空機に装備されるアンテナを保護するカバーと、
   前記カバーの外側に設けられ、導電性を有する導電層と、
   前記導電層の一部の領域を覆うレインエロージョンブーツと、を備え、
   前記レインエロージョンブーツは、
   絶縁性を有する主材を含むとともに、導電性が付与され、
   前記導電層を介して機体に接地されている、
   ことを特徴とする航空機のアンテナカバー。
2. 前記レインエロージョンブーツの表面抵抗率は、
   ０．５ＭΩ／ｓｑ〜１５ＭΩ／ｓｑである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の航空機のアンテナカバー。
3. 前記導電層は、
   前記レインエロージョンブーツにより覆われる部位と、
   前記カバーに落雷した雷の電流が流れる被雷部材が配置される部位と、を有し、
   前記導電層を厚み方向に貫通し、前記被雷部材を前記カバーに締結するファスナを介して接地されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の航空機のアンテナカバー。
4. 航空機に装備されるアンテナを保護するカバーと、
   前記カバーの外側に設けられ、導電性を有する導電層と、
   前記導電層の一部の領域を覆うレインエロージョンブーツと、を備え、
   前記レインエロージョンブーツは、
   絶縁性を有する主材を含むとともに、親水性が付与されている、
   ことを特徴とする航空機のアンテナカバー。
5. 前記アンテナは、
   機体の前端に装備され、
   前記カバーは、
   前記アンテナを前方から覆うように椀状に形成され、
   前記導電層は、
   前記カバーの外表面の全体に施され、
   前記レインエロージョンブーツは、
   前記カバーにおいて前端に位置する所定の領域に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機のアンテナカバー。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナカバーを備える、
   ことを特徴とする航空機。

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