RU2775893C1 - Шина молниезащитная для присоединения панели из композита к металлическому каркасу агрегата - Google Patents
Шина молниезащитная для присоединения панели из композита к металлическому каркасу агрегата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775893C1 RU2775893C1 RU2022103893A RU2022103893A RU2775893C1 RU 2775893 C1 RU2775893 C1 RU 2775893C1 RU 2022103893 A RU2022103893 A RU 2022103893A RU 2022103893 A RU2022103893 A RU 2022103893A RU 2775893 C1 RU2775893 C1 RU 2775893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- lightning
- panel
- metal frame
- attachment
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Изобретение относится к средствам защиты композитных панелей с аэродинамической поверхностью и предназначено, в частности, для защиты летательного аппарата от удара молнии. Шина молниезащитная для присоединения полимерной композитной панели к металлическому каркасу агрегата содержит трикотажное сетчатое вязано-паяное полотно из медной проволоки, импрегнированной в поверхность панели. В месте присоединения к каркасу агрегата панель имеет утолщение, образованное перегибами непрерывного сетчатого полотна, заполненное связующим. Высота утолщения не превышает высоту контактной части присоединяющего винта, а ширина утолщения равна 1,5-2,0 максимальным диаметрам головки винта. Утолщение панели плотно сопряжено с профилем поверхности металлического каркаса агрегата. Технический результат при использовании заявленного изобретения состоит в повышении надежности контакта молниеприемника и несущей конструкции агрегата для беспрепятственного отвода электрических зарядов молнии в металлоконструкцию агрегата при одновременном упрощении узла крепления композитной панели и снижении массы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к средствам защиты композитных панелей с аэродинамической поверхностью и предназначено, в частности, для защиты летательного аппарата от удара молнии.
Из уровня техники известна композитная панель с аэродинамической внешней поверхностью летательного аппарата и расположенный на ней молниезащитный слой, содержащий вязаную сетку из электропроводящего проволочного материала, который коррозионно совместим и механически прикреплен к металлической конструкции летательного аппарата (US 3755713, МПК B64D 45/02, H05F 3/02, 28.08.1973).
Недостатком упомянутого выше известного технического решения является клеевое соединение углеродного покрытия панели с электропроводящим слоем сетки, что ставит под сомнение надежность крепления и передачи электрического заряда от сетчатого молниеприемника на металлоконструкцию летательного аппарата.
Из уровня техники известна шина молниеотвода ветролопасти из полимерного композита, которая встроена в поверхность лопасти и электрически связана с молниеприемником, представляющая собой эластичную полосу, которая состоит из 2-4-х электрически связанных слоев трикотажной сетки, изготовленной из пучка 2-5 медных проволок, диаметром 0,08-0,12 мм и паяной легкоплавким припоем (UA 97496, Н02Н 1/04, F03D 11/00, 25.03/2015) - прототип.
Недостатком известной шины молниеотвода является, прежде всего, завышенный вес, обусловленный наличием 2-4 электрически связанных слоев трикотажной сетки из пучка 2-5 медных проволок. Кроме того, узел крепления композитной панели с металлическим каркасом агрегата усложнен наличием прокладочного материала между слоями сетки и ненадежностью осуществления контакта с каркасом металлоконструкции летательного аппарата.
В авиационной технике в целях облегчения молниезащитных покрытий применяют вязаные и вязано-паяные сетки, изготовленные из одиночной медной проволоки. Такие тонкие сетки входят в молниезащитное покрытие полимерного композита, расположенное на аэродинамической поверхности летательного аппарата.
Весьма сложной задачей является обеспечение непрерывного электрического контакта тонкой молниезащитной сетки или молниеприемника и несущей конструкции агрегата, например, самолета, для беспрепятственного отвода электрических зарядов молнии в металлоконструкцию агрегата. Вязаные сетки, изготовленные из тонкой медной проволоки, представляют собой редкое сетчатое полотно, которое довольно сложно надежно электрически соединить с металлоконструкцией самолета более массивными контактными крепежными винтами. Кроме того, весьма трудно предотвратить изолирующее влияние связующего (диэлектрика), попадающего в зазоры между сеткой и металлоконструкцией, чтобы обеспечить надежный токоотвод от молниезащитной сетки.
Задачей настоящего изобретения является создание молниезащитной шины для присоединения полимерной композитной панели к металлоконструкции агрегата и отвода зарядов молнии от композитной панели к металлическому каркасу, например летательного аппарата, обеспечивающей надежную передачу электрических зарядов от сетчатого молниеприемника, расположенного на поверхности композитной панели, на металлический каркас летательного аппарата.
Техническим результатом при использовании изобретения является повышение надежности контакта молниеприемника и несущей конструкции агрегата для беспрепятственного отвода электрических зарядов молнии в металлоконструкцию агрегата при одновременном упрощении узла крепления композитной панели и снижении массы.
Указанный технический результат достигается тем, что в шине молниезащитной для присоединения полимерной композитной панели к металлическому каркасу агрегата, содержащей трикотажное сетчатое вязано-паяное полотно из медной проволоки, импрегнированной в поверхность панели, согласно изобретению, в месте присоединения к каркасу агрегата панель имеет утолщение, образованное перегибами непрерывного сетчатого полотна, заполненное связующим, при этом высота утолщения не превышает высоту контактной части присоединяющего винта, а ширина утолщения равна 1,5-2,0 максимальным диаметрам головки винта, причем утолщение панели плотно сопряжено с профилем поверхности металлического каркаса агрегата.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что сетчатое вязано-паяное полотно выполнено из одиночной медной проволоки или пучка проволок; медная проволока имеет диаметр 0,08-0,12 мм; утолщение образовано 2-5 перегибами непрерывного сетчатого полотна.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
Наружная поверхность летательного аппарата состоит из полимерной композитной панели 1, соединенной с металлическим каркасом 2 агрегата посредством присоединяющего винта 3.
В месте присоединения композитной панели 1 к металлическому каркасу 2 образовано утолщение 4 из 2-5 перегибов непрерывного вязано-паяного сетчатого полотна 5, выполняющего функцию молниеприемника и токоотводящую функцию.
Высота утолщения 4 выполнена не превышающей высоту контактной части присоединяющего винта 3, а ширина утолщения 4 равна 1,5-2,0 максимальным диаметрам головки винта 3. Утолщение 4 плотно сопряжено с профилем поверхности металлического каркаса 2, который может быть любой формы, включая криволинейную.
На готовую композитную панель 1 с токоотводящим сетчатым полотном 5 нанесены наружный грунт и лакокрасочное покрытие 6.
Молниеприемник или токоотводящее трикотажное сетчатое полотно 5, связано из медной проволоки диаметром 0,08-0,12 мм, покрытой легкоплавким припоем, например, марки ПОС-61, и пропаянное тем же припоем. Трикотажное полотно выполнено, например, переплетением «ластик 1+1». Между композитной панелью 1 и металлическим каркасом 2 расположен диэлектрический слой 7.
Присоединяющий винт 3 прижимает композитную панель 1 к уголку металлического каркаса 2, в результате чего осуществляется надежный контакт непрерывного токоотводящего сетчатого полотна 5 с уголком каркаса.
Перегибы непрерывного вязано-паяного сетчатого полотна 5 разделены эпоксидным связующим, заполнившим их при формовании композитной панели 1, однако, как показано на фигуре, это не препятствует их контакту с присоединяющим винтом 3. Сквозное отверстие в композитной панели 1 имеет коническую форму под коническую головку винта 3 и проходит сквозь утолщения 4 и уголок металлического каркаса 2 из алюминиевого сплава. Все перегибы сетчатого полотна 5 рассверлены и обработаны зенкером под коническую головку винта 3, плотно соприкасающуюся со всеми слоями шины, которые надежно передают заряды от сетчатого токоотводящего полотна 5 на металлический каркас 2, например, летательного аппарата.
Таким образом, для предотвращения нарушения электропередачи используют одно непрерывное (цельное) токоотводящее сетчатое полотно и как молниеприемник на поверхности панели из композита, и как токоотвод зарядов в металлический каркас агрегата.
Работает шина молниезащитная следующим образом.
При попадании молнии на полимерную композитную панель 1 агрегата медные проволоки вязано-паяного сетчатого полотна 5 отводят заряды от места поражения и рассеивают электрическую энергию удара молнии. Вследствие Джоулева нагрева композитной панели 1 происходит испарение легкоплавкого припоя, распайка петель сетчатого полотна 5 и релаксация механических напряжений в панели 1. Эти энергоемкие процессы предотвращают чрезмерное разрушение композитной панели 1. Однако большая часть электрических зарядов молнии должна быть отведена в металлический каркас 2 агрегата. Все слои шины, образованные перегибами токоотводящего сетчатого полотна 5 и размещенные в утолщении 4, надежно передают электрические заряды от молниеприемника 5 на металлический каркас 2 агрегата.
Использование заявленного изобретения повышает надежность электропередачи заряда от удара молнии путем применения одного непрерывного токоотводящего сетчатого полотна как в виде молниеприемника на поверхности композитной панели, так и в виде токоотвода в металлический каркас агрегата.
Вязано-паяное строение и высокая эластичность сетчатого полотна в сочетании с хорошей способностью к формоизменению путем перегибов сетчатого полотна и способностью сохранять форму шины с укладкой в несколько слоев требуемой ширины и формы при последующем формовании композитной панели отличается высоким качеством. Наличие в структуре сетчатого полотна припоя создает благоприятные условия для сверления отверстий под контактный винт в месте крепления панели к металлическому каркасу летательного аппарата.
Предложенное изобретение упрощает конструкцию узла крепления композитной панели (нет лишних деталей), снижает массу, увеличивает надежность беспрепятственной передачи электрических зарядов от сетчатого молниеприемника на металлический каркас летательного аппарата, а, следовательно, повышает надежность молниезащиты.
Claims (4)
1. Шина молниезащитная для присоединения панели из композита к металлическому каркасу агрегата, содержащая трикотажное сетчатое вязано-паяное полотно из медной проволоки, импрегнированное в поверхность панели, отличающаяся тем, что в месте присоединения к каркасу агрегата панель имеет утолщение, образованное перегибами непрерывного сетчатого полотна, заполненное связующим, при этом высота утолщения не превышает высоту контактной части присоединяющего винта, а ширина утолщения равна 1,5-2,0 максимальным диаметрам головки винта, причем утолщение панели плотно сопряжено с профилем поверхности металлического каркаса агрегата.
2. Шина по п. 1, отличающаяся тем, что сетчатое вязано-паяное полотно выполнено из одиночной медной проволоки или пучка проволок.
3. Шина по п. 1, отличающаяся тем, что медная проволока имеет диаметр 0,08-0,12 мм.
4. Шина по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что утолщение образовано 2-5 перегибами непрерывного сетчатого полотна.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775893C1 true RU2775893C1 (ru) | 2022-07-11 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3755713A (en) * | 1972-07-25 | 1973-08-28 | Boeing Co | Electrically conductive surface for aircraft |
US3989984A (en) * | 1975-07-11 | 1976-11-02 | Mcdonnell Douglas Corporation | Aircraft lightning protection means |
ES2006356A6 (es) * | 1988-03-07 | 1989-04-16 | Const Aeronauticas Sa | Un sistema de proteccion contra descargas electricas, especialmente rayos, de componentes estructurales de aviones, particularmente depositos o tanques de combustible fabricados de materiales compuestos. |
FR2626629A1 (fr) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | Aerospatiale | Procede et dispositif de fixation d'elements de structures d'aeronefs protegees contre la foudre, et outil pour la mise en oeuvre de ce procede |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3755713A (en) * | 1972-07-25 | 1973-08-28 | Boeing Co | Electrically conductive surface for aircraft |
US3989984A (en) * | 1975-07-11 | 1976-11-02 | Mcdonnell Douglas Corporation | Aircraft lightning protection means |
FR2626629A1 (fr) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | Aerospatiale | Procede et dispositif de fixation d'elements de structures d'aeronefs protegees contre la foudre, et outil pour la mise en oeuvre de ce procede |
ES2006356A6 (es) * | 1988-03-07 | 1989-04-16 | Const Aeronauticas Sa | Un sistema de proteccion contra descargas electricas, especialmente rayos, de componentes estructurales de aviones, particularmente depositos o tanques de combustible fabricados de materiales compuestos. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3283761B1 (en) | A receptor for a lightning protection system | |
WO2013084370A1 (en) | Wind turbine blade for a wind turbine | |
US4920449A (en) | Conductive bonding of composite structures | |
WO2013084274A1 (en) | Wind turbine blade | |
EP3106657A1 (en) | Lightning protection system for wind turbine blades with an effective injection area to carbon fiber laminates and a balanced lightning current and voltage distribution between different conductive paths | |
WO2005026538A1 (en) | A method of lightning-proofing a blade for a wind-energy plant | |
CA2741108A1 (en) | Wind turbine blade with a conductively doped coating for lightning protection of the wind turbine blade and method for manufacturing the wind turbine blade | |
CN207701299U (zh) | 一种防击穿型风电叶片避雷装置 | |
RU2775893C1 (ru) | Шина молниезащитная для присоединения панели из композита к металлическому каркасу агрегата | |
EP3901452B1 (en) | Wind turbine blade for a wind turbine and method of manufacturing a wind turbine blade | |
CN201747531U (zh) | 一种风力发电机组的防雷叶片 | |
CN208778152U (zh) | 叶尖防雷装置、叶片防雷系统、风机叶片及风力发电机 | |
CN101699573A (zh) | 架空线路绝缘导线用避雷器绝缘子 | |
CN208819745U (zh) | 一种高频电容器 | |
CN206595546U (zh) | 一种带脱离器的电压保护器 | |
CN206293229U (zh) | 一种应用于天线舱的避雷装置 | |
JP5659970B2 (ja) | 太陽電池パネル | |
CN112186700B (zh) | 一种输电线路防雷方法 | |
EP3935280B1 (en) | Electrical connection device for a wind turbine, wind turbine and method for producing an electrical connection device | |
RU81862U1 (ru) | Реактор высокочастотного заградителя | |
JP4099785B1 (ja) | 避雷用多層シールド電線 | |
CN210264112U (zh) | 一种复合结构防雷击杆塔 | |
DE10230392B4 (de) | Solarmodul zum direkten Umwandeln von Sonnenlicht in elektrische Energie | |
DE112009004391B4 (de) | Überspannungsabsorber | |
CN102522222A (zh) | 固体电解电容器 |