结构体用结构材料、燃油箱、主翼及航空机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用碳纤维增强塑料的结构体用结构材料、燃油箱、主翼及航空机。
【背景技术】
[0002]航空机的主翼有时作为可以收容燃料的燃油箱而被使用。有一种被称为结构式燃油箱，其是与主翼一体化，且使翼结构成为不漏油的液体密封结构的燃油箱。整体油舱以减轻重量为目的，有适用复合材料，例如碳纤维增强塑料(CFRP)的倾向。CFRP作为加强材料使用碳纤维，且作为基体使用合成树脂。
[0003]专利文献I中公开了一种三维纤维增强树脂复合材料的技术，由于在不损坏生产性的情况下，向纤维增强树脂复合材料赋予导电性，因此，翼片系统由比面内方向系统导电性更高的导电性材料构成。另外，专利文献2中公开了一种预浸渍及碳纤维增强复合材料的技术，其以兼备优秀的耐冲击性和导电性为目的，使其含有导电性的粒子或纤维。并且，专利文献3中公开了一种改良型复合材料的技术，其具有导电性，且以与标准的复合材料比较几乎或完全不增加重量为目的，使其含有分散在高分子树脂中的导电性粒子。
[0004][专利文献I]日本专利特开2007-301838号公报
[0005][专利文献2]日本专利特开2010-280904号公报
[0006][专利文献3]日本专利特开2011-168792号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的问题
[0008]但是，在航空机燃油箱中，在使用CFRP的情况下，在CFRP部件的表面，特别是通过切削加工形成的切削面上，碳纤维的端部虽然只有微量但暴露于燃油箱的内部。
[0009]在这种情况下，主翼被雷击时，雷电流将流动在CFRP部件的表面或切削面，在碳纤维的端部中，有可能发生碳纤维间的放电。作为上述放电的对策采用了 CFRP部件的表面或切削面涂布密封胶等，将由于放电而发生的火花封锁在内部的方法。但是，为了将由于放电的火花封锁在内部，需要确保密封剂的厚度，将增加燃油箱的制造工序的工作时间和成本。另外，由于涂布有厚厚的密封胶，将增加主翼的重量。
[0010]并且，在涂布密封胶的方法中，由于在能够确保规定的密封胶厚度时，才能发挥火花封锁功能，因此在厚度的质量管理方面有严格的要求。因此，需要花费大量的质量检查时间，且增加成本等。
[0011]鉴于上述情况，本发明的目的在于:提供一种可以在制造工序中减少工作时间与成本，且防止重量的增加的结构体用结构材料、燃油箱、主翼及航空机。
[0012]解决课题的方法
[0013]为了解决这一课题，本发明的结构体用结构材料、燃油箱、主翼及航空机采用了以下的方法:
[0014]S卩，本发明的结构体用结构材料，其特征在于，具有加强材料包含碳纤维且基体包含塑料的碳纤维增强塑料，在所述的碳纤维增强塑料的表面涂布有被赋予了导电性的低粘度的表面保护材料。
[0015]据上述发明，碳纤维增强塑料，其加强材料包含碳纤维，基体包含塑料，且涂布在碳纤维增强塑料的表面的表面保护材料被赋予了导电性，而且，为低粘度。由于表面涂布有导电性的表面保护材料。因此，被雷击时即使有雷电流流动，可以确保存在于表面的碳纤维前端间的导通，可以防止于碳纤维前端间发生放电。另外，由于表面保护材料为低粘度，涂布性好，可以以高附着力涂布于表面。并且，表面保护材料不同于将火花封入的密封胶等，只要确保碳纤维前端间的导电性即可，所以与涂布密封胶相比可以将厚度变薄，且可以放宽涂布厚度的质量管理。
[0016]在上述发明中，所述基体可以被赋予导电性。
[0017]根据上述发明，由于碳纤维增强塑料的基体被赋予了导电性。因此，可以确保为碳纤维的加强材料间的导通，可以防止于结构部件的端部发生放电。
[0018]在上述发明中，体积电阻率可以为0.5 Ω厘米以下。
[0019]根据上述发明，由于结构体用结构材料的体积电阻率为0.5 Ω厘米以下，因此，与体积电阻率高的情况相比，火花产生电流值变高，难以形成火花。
[0020]另外，本发明的燃油箱具有上述的结构体用结构材料，所述表面涂布有所述表面保护材料的涂布面，面朝收容有燃料的内部。
[0021]根据上述发明，在燃油箱的结构体用结构材料中，即使表面保护材料的涂布面面朝收容有燃料的内部，由于表面保护材料被赋予了导电性，因此可以确保碳纤维前端间的导通，可以防止于碳纤维增强塑料的端部发生放电。
[0022]另外，本发明的主翼将上述的燃油箱作为结构体。
[0023]根据上述发明，主翼的结构体为燃油箱，燃油箱的结构体用结构材料为碳纤维增强塑料。而且，碳纤维增强塑料的表面涂布有导电性的表面保护材料，因此，被雷击时即使有雷电流流动，可以确保存在于表面的碳纤维前端间的导通，可以防止于碳纤维前端间发生放电。
[0024]另外，本发明的航空机具备上述的主翼。
[0025]根据上述发明，航空机主翼的结构体为燃油箱，燃油箱的结构体用结构材料为碳纤维增强塑料。而且，碳纤维增强塑料的表面涂布有导电性的表面保护材料，因此，被雷击时即使有雷电流流动，可以确保存在于表面的碳纤维前端间的导通，可以防止于碳纤维前端间发生放电。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，涂布在碳纤维增强塑料的表面上的表面保护材料被赋予了导电性，因此，在碳纤维增强塑料的表面上，可以确保为碳纤维的加强材料间的导通，可以防止于结构构件的端部的加强材料间发生放电，可以在制造工序中减少工作时间与成本，且防止重量的增加。
【附图说明】
[0028][图1]表示本发明的一实施方式的主翼的透视图，将一部分断裂而表示。
[0029][图2]表示同实施方式的主翼的纵剖面图。
[0030][图3]表示同实施方式的翼肋的凸缘的端面图，是图5的II1-1II线矢向视图。
[0031][图4]表示同实施方式的上侧蒙皮及翼肋的部分纵剖面图，是在图2的IV-1V线上切断的断面图。
[0032][图5]表示同实施方式的翼肋的凸缘的俯视图。
[0033][图6]表示以往的翼肋的凸缘的俯视图。
[0034][图7]显示相对火花产生电流[%]与试件的体积电阻率[Ω厘米]的关系的图表。
【具体实施方式】
[0035]以下参照图，对于本发明的一个实施方式进行说明。
[0036]首先，对本实施方式的航空机的主翼I的构成进行说明。
[0037]如图1及图2所示，主翼I具备上侧蒙皮3、下侧蒙皮5、前梁7、后梁9、及多个翼肋11等。
[0038]上侧蒙皮3及下侧蒙皮5为兼备空气动力的薄板，其构成主翼I的外形。上侧蒙皮3及下侧蒙皮5，前梁7、后梁9、及纵梁(未图示)一同承担一部分作用于主翼I的拉伸负荷或压缩负荷。
[0039]如图1所示，前梁7及后梁9为延伸设置于主翼I的翼长方向的结构构件，配置于上侧蒙皮3及下侧蒙皮5之间。多个纵梁为在上侧蒙皮3及下侧蒙皮5的内侧面延伸设置于主翼I翼长方向的结构构件，配置于前梁7及后梁9之间。
[0040]如图1所示，翼肋11为设置在主翼I的翼宽方向的结构构件，配置于上侧蒙皮3及下侧蒙皮5之间。S卩，翼肋11为延伸设置于与前梁7及后梁9略正交的方向的结构构件，是形成为主翼I的纵断面形状的板状构件。如图1及图2所示，翼肋11在长边方向形成有多个开口部14。
[0041]主翼I中，被前梁7、后梁9、上侧蒙皮3、及下侧蒙皮5包围的部分被用作收容燃料的燃油箱13。燃油箱13的机体构造物本身被设为容器，被称为结构式燃油箱(integraltank)。而且，前梁7、后梁9、上侧蒙皮3、下侧蒙皮5、及翼肋11也是燃油箱13的结构构件。燃油箱13具有不会向外部泄漏燃料的液体密封结构。
[0042]燃油箱13的内侧设置有向燃油箱13提供燃料的燃料配管(未图示)，检测燃油量的多个燃油量计(未图示)，及燃油量计的管线(未图示)等。
[0043]其次，对燃油箱13的结构构件进行说明。
[0044]燃油箱13的结构构件，前梁7、后梁9、上侧蒙皮3、下侧蒙皮5、及翼肋11使用了碳纤维增强塑料(CFRP)。而且，适用于燃油箱13的本实施方式的CFRP，如图3所示，加强材料15包含碳纤维，基体17包含塑料。虽然图3中显示的是翼肋11，但对于其他的构件也是同样的。
[0045]另外，燃油箱13中，前梁7、后梁9、上侧蒙皮3、下侧蒙皮5、及翼肋11可以不完全由CFRP形成，局部可由铝合金等金属形成。
[0046]基体17包含例如不饱和聚酯、环氧树脂等热硬化性树脂等塑料。
[0047]燃油箱13的CFRP结构构件，在收容燃料的燃油箱13的内部中，形成有切削加工而形成的切削面等，该切削面等上涂布有表面保护材料18，参照图5。例如，如图4所示，在翼肋11由凸缘IlA与腹板IlB等组成的情况下，凸缘IlA的端部的切削面Ila中涂布有