燃油箱、主翼、航空機(jī)機(jī)身、航空機(jī)以及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用碳纖維增強(qiáng)塑料作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的燃油箱、主翼、航空機(jī)機(jī)身、航空機(jī)以及移動(dòng)體。
[0002]航空機(jī)的主翼有時(shí)用作可以收容燃料的燃油箱。有一種被稱為結(jié)構(gòu)式燃油箱，其是與主翼一體化，且翼結(jié)構(gòu)為不漏油的液體密封結(jié)構(gòu)的燃油箱。結(jié)構(gòu)式燃油箱以減輕重量為目的，有應(yīng)用復(fù)合材料，例如碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)的趨勢(shì)。CFRP使用碳纖維作為增強(qiáng)材料，使用合成樹(shù)脂作為基體。
[0003]專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種三維纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料的技術(shù)，由于在不損壞生產(chǎn)性的情況下，向纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料賦予導(dǎo)電性，因此，經(jīng)線由比面內(nèi)方向線導(dǎo)電性更高的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。另外，專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種預(yù)浸料及碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的技術(shù)，其以兼?zhèn)鋬?yōu)秀的耐沖擊性和導(dǎo)電性為目的，使其含有導(dǎo)電性的粒子或纖維。并且，專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種改良型復(fù)合材料的技術(shù)，其具有導(dǎo)電性，且以與標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)合材料比較幾乎或完全不增加重量為目的，使其含有分散在高分子樹(shù)脂中的導(dǎo)電性粒子。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2007-301838號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開(kāi)2010-280904號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開(kāi)2011-168792號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]但是，在航空機(jī)的燃油箱中使用了 CFRP的情況下，在CFRP部件的表面，特別是通過(guò)切削加工形成的切削面上，碳纖維的端部會(huì)暴露于燃油箱的內(nèi)部。
[0011]在這種情況下，主翼被雷擊時(shí)，如果雷電流流過(guò)CFRP部件的表面或切削面，則有可能在碳纖維的端部與碳纖維間產(chǎn)生火花。作為上述火花的對(duì)策，采用了在CFRP部件的表面或切削面涂布密封膠等，將產(chǎn)生的火花封鎖在內(nèi)部的方法。但是，涂布的密封膠必須確保厚度，因此燃油箱的制造工序會(huì)因密封膠的涂布作業(yè)而增加作業(yè)時(shí)間和成本。另外，由于涂布有厚厚的密封膠，將增加主翼的重量。
[0012]此外，密封膠的厚度與對(duì)所產(chǎn)生的火花的封鎖能力直接相關(guān)，因此對(duì)于涂布時(shí)密封膠厚度的品質(zhì)管理要求較為嚴(yán)格。因此，品質(zhì)管理所花費(fèi)的時(shí)間和成本也會(huì)增加。
[0013]另外，上述課題不僅限于與航空機(jī)的主翼一體化的結(jié)構(gòu)式燃油箱，也存在于燃料流通的燃料電池的容器中。以下，將燃料電池的容器也納入燃油箱一同進(jìn)行說(shuō)明。此外，具有燃油箱的航空機(jī)的機(jī)身、航空機(jī)以外的搭載燃油箱的汽車3等移動(dòng)體也會(huì)存在同樣的課題。
[0014]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種可以在制造工序中減少作業(yè)時(shí)間與成本，且防止增加重量的燃油箱、主翼、航空機(jī)機(jī)身、航空機(jī)以及移動(dòng)體。
[0015]解決課題的方法
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的燃油箱、主翼、航空機(jī)機(jī)身、航空機(jī)以及移動(dòng)體將采用以下方法。
[0017]也就是說(shuō)，本發(fā)明的第I方式所涉及的燃油箱具有使用碳纖維增強(qiáng)塑料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，該碳纖維增強(qiáng)塑料具有含有碳纖維的增強(qiáng)材料以及含有塑料的基體，成形所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，在所述碳纖維增強(qiáng)塑料的預(yù)浸料間疊層著導(dǎo)電片材。
[0018]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，燃油箱的結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用了碳纖維增強(qiáng)塑料，制造時(shí)先在碳纖維增強(qiáng)塑料的預(yù)浸料間疊層導(dǎo)電片材，然后成形結(jié)構(gòu)構(gòu)件。其結(jié)果為，與未疊層導(dǎo)電片材的碳纖維增強(qiáng)塑料相比，構(gòu)造體具有高導(dǎo)電性。未賦予導(dǎo)電性，且未對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件端部實(shí)施密封膠等處理時(shí)，如果被雷擊時(shí)雷電流流至端部，則可能會(huì)在端部于增強(qiáng)材料間產(chǎn)生火花，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)構(gòu)件因疊層導(dǎo)電片材而被賦予了導(dǎo)電性，因此能夠確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的導(dǎo)通，防止在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部產(chǎn)生火花。
[0019]上述第I方式所涉及的發(fā)明中，也可在收容燃料的內(nèi)部暴露將所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件切削后形成的所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的切削面。
[0020]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部為切削面，即使該切削面暴露于收容燃料的內(nèi)部，也可確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的導(dǎo)電性，因此能夠確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的導(dǎo)通，防止在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部產(chǎn)生火花。
[0021]上述第I方式所涉及的發(fā)明中，所述增強(qiáng)材料或所述基體也可以被賦予導(dǎo)電性。因此，能夠進(jìn)一步確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的導(dǎo)電性。
[0022]此外，本發(fā)明的第2方式所涉及的主翼以上述燃油箱為構(gòu)造體，本發(fā)明的第3方式所涉及的航空機(jī)機(jī)身具有上述燃油箱。本發(fā)明的第4方式所涉及的航空機(jī)具有上述主翼或航空機(jī)機(jī)身。并且，本發(fā)明的第5方式所涉及的移動(dòng)體具有上述燃油箱。
[0023]根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，確保了燃油箱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的導(dǎo)電性，因此能夠確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的導(dǎo)通，防止在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部產(chǎn)生火花。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)疊層導(dǎo)電片材向結(jié)構(gòu)構(gòu)件賦予了導(dǎo)電性，因此能夠確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的導(dǎo)通，防止在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部于增強(qiáng)材料間產(chǎn)生火花，并且由于無(wú)需在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的端部另行施加密封膠等，所以能夠降低制造工序中的作業(yè)時(shí)間和成本，并防止增加重量。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的主翼的斜視圖，將一部分拆解進(jìn)行表示。
[0027]圖2是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的主翼的縱剖面圖。
[0028]圖3是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的翼肋的凸緣的端面圖，是圖5的II1-1II線向視圖。
[0029]圖4是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的上側(cè)蒙皮及翼肋的局部縱剖面圖，是以圖2的IV-1V線切斷的剖面圖。
[0030]圖5是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的翼肋的凸緣的俯視圖。
[0031]圖6是表示以往的翼肋的凸緣的俯視圖。
[0032]圖7是表不各試件中相對(duì)火花產(chǎn)生電流[% ]的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下參照?qǐng)D，對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]首先，對(duì)本實(shí)施方式的航空機(jī)的主翼I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0035]如圖1及圖2所示，主翼I具備上側(cè)蒙皮3、下側(cè)蒙皮5、前梁7、后梁9、及多個(gè)翼肋11等。
[0036]上側(cè)蒙皮3及下側(cè)蒙皮5為兼?zhèn)淇諝鈩?dòng)力的薄板，其構(gòu)成主翼I的外形。上側(cè)蒙皮3及下側(cè)蒙皮5，前梁7、后梁9、及縱梁(未圖示)一同承擔(dān)一部分作用于主翼I的拉伸負(fù)荷或壓縮負(fù)荷。
[0037]如圖1所示，前梁7及后梁9為延伸設(shè)置于主翼I的翼長(zhǎng)方向的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，配置于上側(cè)蒙皮3及下側(cè)蒙皮5之間。多個(gè)縱梁為在上側(cè)蒙皮3及下側(cè)蒙皮5的內(nèi)側(cè)面延伸設(shè)置于主翼I翼長(zhǎng)方向的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，配置于前梁7及后梁9之間。
[0038]如圖1所示，翼肋11為設(shè)置在主翼I的翼寬方向的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，配置于上側(cè)蒙皮3及下側(cè)蒙皮5之間。S卩，翼肋11為延伸設(shè)置于與前梁7及后梁9略正交的方向的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是形成為主翼I的縱剖面形狀的板狀構(gòu)件。如圖1及圖2所示，翼肋11在長(zhǎng)邊方向形成有多個(gè)開(kāi)口部14。
[0039]主翼I中，被前梁7、后梁9、上側(cè)蒙皮3、及下側(cè)蒙皮5包圍的部分被用作收容燃料的燃油箱13。燃油箱13將機(jī)體構(gòu)造物本身作為容器，被稱為結(jié)構(gòu)式燃油箱(integraltank)。而且，前梁7、后梁9、上側(cè)蒙皮3、下側(cè)蒙皮5、及翼肋11也是燃油箱13的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。燃油箱13具有不會(huì)向外部泄漏燃料的液體密封結(jié)構(gòu)。
[0040]燃油箱13的內(nèi)側(cè)設(shè)置有向燃油箱13提供燃料的燃料配管(未圖示)，檢測(cè)燃油量的多個(gè)燃油量計(jì)(未圖示)，及燃油量計(jì)的管線(未圖示)等。
[0041 ] 其次，對(duì)燃油箱13的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。
[0042]燃油箱13的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，即前梁7、后梁9、上側(cè)蒙皮3、下側(cè)蒙皮5、及翼肋11使用了碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)。而且，在制造時(shí)，適用于燃油箱13的本實(shí)施方