[發明專利]提供EME防護的緊固件系統

有效

• 申請號: 201380016423.6
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN104245511B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: R·P·懷特洛克;R·A·羅杰斯;P·A·科羅納多;S·D·摩登
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B64D45/02
• 分類號: B64D45/02;F16B33/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

背景技術

輕量復合材料有望用于航空工業。纖維復合材料比傳統金屬合金在比強度和剛度上提供顯著的改善。較好的比強度和剛度轉化成重量減輕，其轉化成節省燃料和較低的操作成本。另外，復合材料不像鋁那樣會腐蝕，并且它們更耐疲勞。

這些飛行器中的復合結構不容易帶走由雷擊產生的極限電流和電磁力。

具有復合結構的飛行器可配備有抵抗雷擊產生的電磁效應(EME)的防護。例如，導電介質可提供在表面上，以將雷電電流轉向離開下面的金屬緊固件系統。另外，緊固件零件之間的縫隙和緊固件零件與結構構件之間的縫隙可填充有電介質密封劑。即使一些電流沒有轉向，密封劑防止電弧和火花穿過所述縫隙。

密封劑提供EME防護。然而，注入密封劑的過程是費時的，這是由于其涉及多個步驟，包括表面清洗、密封劑固化和除去過度填充。此外，密封劑添加了飛行器的重量。添加到單個緊固件系統的重量可能看似微不足道。然而，將密封劑施加到單個飛行器中的數萬個緊固件可添加數百磅。

發明內容

根據本文的實施例，一種方法包括將緊固件插入構件堆疊中、以及用具有在選擇的位置處的干燥的電介質涂層和干燥的電介質密封件中的至少一個的零件終止緊固件，以防護免受電磁效應(EME)。

根據本文的另一個實施例，一種緊固件，包括：緊固件頭部，其具有上表面，該上表面具有經配置保持電介質層的多個機械互鎖站點；以及干燥的電介質層，其覆蓋所述頭部的上表面。電介質層與互鎖站點機械地互鎖。

根據本文的另一個實施例，用于終止緊固件的零件包括具有中心開口的緊固件終止主體，以及用于防護免受EME效應的至少一個特征件。所述至少一個特征件包括電介質涂層和在選擇的位置處部分覆蓋中心開口的電介質密封件中的至少一個。密封件固定到主體。涂層和密封件具有用于抑制雷電電流的厚度和成分。選擇的位置包括遠端位置和近端位置中的至少一個。

根據本文的另一個實施例，緊固系統包括緊固件、至少一個緊固件終止零件、以及用于緊固件和每個緊固件終止零件的EME防護特征件。EME防護特征件從由緊固件軸上的導電樹脂涂層、緊固件頭部上的互鎖電介質覆蓋物、緊固件頭部的近端位置上的電介質密封件、終止零件的遠端位置上的電介質密封件、終止零件的近端位置上的電介質密封件、終止零件的遠端位置上的電介質涂層、以及終止零件的近端位置上的電介質涂層組成的組中選取。

總之，根據本發明的一個方面，提供了一種方法，所述方法包括：將緊固件插入構件堆疊中以及用具有在選擇的位置處的干燥的電介質涂層和干燥的電介質密封件中的至少一個的零件終止緊固件，以防護免受電磁效應(EME)。有利地，所述方法包括密封件，其用于防護免受電弧、火花和熱粒子噴射，并且其中涂層用于防護免受電弧和火花。有利地，所述方法使得構件是飛行器構件，其中至少一個構件由復合材料制成。有利地，在所述方法中，構件包括飛行器蒙皮和金屬構件。有利地，在所述方法中，插入至少一個緊固件包括將緊固件軸裝配到堆疊中的通孔中，所述軸涂覆有包括導電粒子的干燥的樹脂。有利地，在所述方法中，插入至少一個緊固件包括將緊固件軸裝配到堆疊中的通孔中，緊固件包括頭部和在頭部上的近端位置處的電介質密封件。有利地，在所述方法中，插入至少一個緊固件包括插入具有上表面的緊固件頭部，該上表面具有經配置保持電介質層的多個機械互鎖站點，電介質層覆蓋頭部的上表面，電介質與互鎖站點機械地互鎖。有利地，在所述方法中，終止緊固件包括用主體終止緊固件，該主體具有中心開口和用于防護免受EME效應的至少一個特征件，所述至少一個特征件是僅在中心開口的選擇部分上的干燥的電介質涂層和干燥的電介質密封件中的至少一個，密封件固定到主體并且從主體軸向突出。有利地，所述方法還可包括在執行緊固之前將導電層添加到堆疊的上表面。

根據本發明的另一方面，提供了一種緊固件，該緊固件包括具有上表面的緊固件頭部，該上表面具有經配置保持電介質層的多個機械互鎖站點；以及干燥的電介質層，其覆蓋頭部的上表面，該電介質層與互鎖站點機械地互鎖。有利地，電介質層、頭部和緊固件軸從頭部延伸。有利地，每個互鎖站點包括從上表面向上延伸并且具有接近上表面的底切部的突起。有利地，互鎖站點以格子圖案布置。有利地，互鎖站點以徑向圖案布置成輻條。有利地，所述表面具有粗糙度以增強對電介質層的保持。有利地，在5和9之間，互鎖站點從上表面突出。有利地，電介質層緊密接觸上表面和互鎖站點。有利地，緊固件還可包括軸，該軸涂覆有包括導電粒子的干燥的樹脂。有利地，緊固件還可包括緊固件頭部上的近端位置處的干燥的電介質密封件。