[發明專利]針對閃電提供保護的設備

有效

• 申請號: 201380025954.1
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN104302548B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: T·蘇利尼亞克;F·邦布萊;F·M·伊薩克;G·謝拉;P·P·德韋爾涅;A·卡耶
• 申請（專利權）人: 赫拉克勒斯公司
• 主分類號: B64D45/02
• 分類號: B64D45/02;B64G1/58;F42B15/34
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術領域

本發明涉及用在高溫環境下的針對閃電提供保護的領域。本發明的特別但非唯一的領域是用于太空或作戰等目的的發射器的推進器或航空發動機中存在的熱部件的針對閃電提供保護的領域。

背景技術

所述發射器中發現的推進器或航空發動機的艉部部件在飛行時可能被閃電擊中。當被閃電擊中的部件由非導體材料(例如復合材料)制成時，或者當被閃電擊中的部件覆蓋在介電材料中時，它們的結構可能被通過閃電產生的電弧的脈沖和連續分量而嚴重損壞。

已經存在用于針對閃電提供保護的各種技術，并且它們主要著手于促進閃電的電力通過保護件而不是通過待保護的結構流動，因此迅速增加閃電弧的根部或“終端”的尺寸從而減少其熱應力和機械應力。

在現存的解決方案中，發現用于針對閃電提供保護的涂層，所述涂層由如下組成：

·金屬織物，所述金屬織物緊固至待保護的部件的表面；

·金屬格柵，所述金屬格柵從具有狹槽并且伸展的金屬片展開從而形成格柵，所述格柵同樣地緊固至待保護的部件的表面；

·導電層，所述導電層通過在待保護的部件的表面上沉積金屬顆粒(例如鎳顆粒)而制成從而增加其導電性；和

·金屬纖維，所述金屬纖維直接紡織在待保護的復合材料部件的增強件的纖維組織中從而在部件的表面處形成多個適合于分散閃電弧的根部的小點。

然而，這些各種涂層存在一定的缺點，其中的主要缺點在于它們承受高溫的能力較差。此外，這些涂層中的一些難以設置在形狀復雜的結構上。

發明內容

因此，本發明的目的是提出用于非導體或覆蓋在介電材料中的結構的針對閃電提供保護的解決方案，并且所述解決方案以在高溫環境下可靠的方式進行。

出于該目的，本發明提出用于設置在待保護的結構上的閃電保護器設備，所述設備包括至少：

·表面涂層，所述表面涂層包括至少一個導電漆層；

·多個導電元件，所述導電元件以隔開的方式直接設置在待保護的結構上或者設置在表面涂層的導電層上，所述元件與導電漆層接觸；和

·保護涂層，所述保護涂層設置在表面涂層上并且包括熱絕緣并且導電的材料，所述保護涂層部分地覆蓋導電元件。

這針對閃電擊打提供有效的保護，特別是由于使用了導電元件，所述導電元件適合于在閃電擊打的情況下迅速放出大量電力并且以這樣的方式局部增大電磁場從而促進保護器設備上電弧的出現，因此保護了下面的結構。

此外，由于熱絕緣保護涂層的存在，即使是當在經受大的熱通量的結構上使用時，本發明的保護器設備的完整性仍然得以維持。由于保護涂層也是導電的，其通過在導電元件和導體漆之間提供電連續性從而有助于設備的整體電效率。

此外，設備的設計適合于適應任何類型的形狀，甚至是復雜的形狀。

在本發明的設備的第一個方面，導電元件包括金屬條帶，每個金屬條帶包括至少一個突出超過保護涂層的邊緣。至少一個暴露在涂層外部的邊緣的存在使得有可能產生點效應并且促進保護設備的元件上而不是待保護的結構上的電弧產生。出于該目的，金屬條帶可以特別地具有三角形、矩形或正方形截面。

在本發明的設備的第二個方面，導電元件的至少一些相互連接從而增加閃電保護器設備排出電流的能力。導電元件可以通過任何類型的電導體(例如電線、金屬編結物或導體涂層)連接在一起。

本發明還提供對閃電敏感并且在高溫環境下操作的結構，所述結構的特征在于其至少一部分設置有本發明的閃電保護器設備。所述結構特別對應于推進器的噴嘴、艉部或護罩。

本發明還提供用于在待保護的結構上設置閃電保護器設備的方法，所述方法包括至少：

·在待保護的結構上沉積表面涂層，所述涂層包括至少一個導電漆層；

·將多個隔開的導電元件緊固在表面涂層的導電漆層上或者在形成所述表面涂層之前將多個隔開的導電元件直接緊固在所述結構上；和

·在表面涂層上沉積保護涂層，所述保護涂層包括熱絕緣并且導電的材料，所述保護涂層部分地覆蓋導電元件。

在本發明的方法的第一個方面，所述方法包括例如通過粘合劑或通過機械緊固將金屬條帶直接緊固在所述結構上或者緊固在導電漆層上，從而形成導電元件，每個金屬條帶包括至少一個突出超過保護涂層的邊緣。

在本發明的方法的第二個方面，金屬條帶具有三角形、矩形或正方形的截面。

在本發明的第三個方面，所述方法進一步包括將導電元件的至少一些連接在一起。

附圖說明