[發明專利]輕于空氣的具有殼體的飛行器，用于這種殼體的層壓板以及這種層壓板的制造方法

有效

• 申請號: 201780065830.4
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109963779B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 米凱爾·韋斯特高·凡德森;大衛·金姆;菲利普·大衛·布拉德福德;阿卜杜勒-法塔赫·穆罕默德·暹羅;拉胡爾·瓦拉巴;李昂
• 申請（專利權）人: SCEYE股份公司
• 主分類號: B32B5/02
• 分類號: B32B5/02;B32B7/04;B32B7/12;B32B27/06;B32B27/08;B32B27/12;B32B27/28;B32B27/30;B32B27/36;B64B1/58
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

輕于空氣的具有殼體的飛行器，用于這種殼體的層壓板材料以及這樣的層壓板的制造方法。輕于空氣的飛行器包括層壓板材料的殼體，該層壓板材料具有增強纖維層例如以及熔融粘結至纖維層中的第一和可選的第二乙烯乙烯醇薄膜。風化層保護該纖維免受紫外線降解。

技術領域

本發明涉及一種輕于空氣的具有殼體的飛行器，用于這種殼體的層壓板以及這種層壓板的制造方法。特別是，涉及具有增強纖維層和氣體屏障膜的多功能層壓板。

背景技術

輕于空氣的飛行器具有柔韌的殼體，其充滿氣體，通常是氦氣。如果該飛行器不具有內部結構框架，它也被稱為軟式飛艇，其中軟式飛艇的形狀通過內部壓力維持，通常為細長形狀。殼體必須由足夠穩定而不會爆裂的層壓板制成，并且該層壓板還充當氣體屏障，通常用于殼體內的氦氣He。

用于高空的輕于空氣的飛行器的殼體材料受到許多要求的限制。它必須重量輕，同時提供機械穩定性。它必須對高空的侵蝕性大氣，尤其是空氣中的臭氧含量有化學抗性。它還必須具有抗紫外線性能，并且在高溫和低溫下穩定且柔韌。雖然針對這些要求中的每一個的材料是已知的，但是它們的組合意味著對殼體材料的發展的嚴峻挑戰。

Lavan等人轉讓給洛克希德馬丁公司的美國專利No.7,354,636公開了一種層壓板，其具有液晶聚合物纖維層例如維克特倫固定在液晶聚合物纖維層上的聚酰亞胺(PI)層、以及固定在PI層上的聚偏二氟乙烯(PVDF)層。這些層用聚氨酯(PU)粘合劑彼此固定。相鄰的層壓材料可以通過外表面上的PVDF上封帶和內表面上的結構帶彼此固定。該結構帶包括液晶聚合物纖維層和PI層，以確保飛行器的完整性。替代材料可包括液晶聚合物纖維層和設置在液晶聚合物纖維層兩側的PVDF層。重量約為5盎司每平方碼(170克/平方米)。抗張強度約為240磅/英寸，相當于420N/cm。

鑒于有效載荷能力與殼體的重量直接相關，希望在保持或甚至增加強度的同時減輕重量。

由Maekawa和Yoshino在《航空器雜志》(Journal of Aircraft)2008年9月至10月第45卷第5期中發表的文章《高性能飛艇蒙皮材料的撕裂蔓延》(“Tear propagation of aHigh-performance Airship Envelope Material”)中找到了更好的重量與強度比。所公開的材料的重量為157g/m²，抗張強度為997N/cm。該層壓板包括用于其基布的纖維。是日本東洋紡公司(Toyobo Corporation)用于剛性棒溶致液晶聚合物的商標名。更詳細地，它是熱固性液晶聚惡唑、聚對亞苯基-2,6-苯并二惡唑，也稱為PBO。

與其他市場上可買到的高性能纖維相比，(PBO)具有高比強度。紗線還具有高抗蠕變伸長率，因此可用于層壓材料中的纖維增強(FR)。然而，還已知PBO不僅對紫外線而且對可見光的光降解都非常敏感。已發現水分和氧氣的存在加速了光降解。由于這些原因，盡管在高強度和低蠕變方面具有明顯的優勢，但當這種纖維材料用于平流層飛艇時也伴隨著其他挑戰。

Cuccias等人轉讓給洛克希德馬丁公司的美國專利US6074722中公開了另一種殼體材料，其中，層壓板由層壓到塑料樹脂材料的纖維層制成。該纖維層是編織材料或多層的單向絲狀材料。在Vogt等人轉讓給美利肯公司(MillikenCompany)的US7713890中也公開了用于飛艇的機織物的層壓板。Liggett等人轉讓給洛克希德馬丁公司(Lockheed MartinCorporation)的US8152093中公開了殼體層中電子元件的集成。