燃油箱、主翼、航空机机身、航空机以及移动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用碳纤维增强塑料作为结构构件的燃油箱、主翼、航空机机身、航空机以及移动体。
[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)的趋势。CFRP作为增强材料使用碳纤维，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中公开了一种预浸料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]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开2007-301838号公报
[0007]专利文献2:日本专利特开2010-280904号公报
[0008]专利文献3:日本专利特开2011-168792号公报
【发明内容】
[0009]要解决的技术问题
[0010]然而，在航空机的燃油箱中，使用螺栓对多个材料之间进行固定。此时，主翼被雷击时，雷电流流动在螺栓固定部时，有可能在螺栓的固定孔与插入固定孔的螺栓之间产生火花。以往，为了防止火花的产生，采用了使固定孔的孔径小于螺栓直径的间隙配合或者在形成于材料上的孔中设置套筒并固定螺栓的套筒螺栓。此外，为了填补螺栓与固定孔的间隙，有时会在螺栓上涂布密封胶，然后将螺栓插入孔中。
[0011]但是，减小螺栓与材料之间的电阻极为重要，固定孔的孔径的质量与耐雷性能直接相关，因此孔径的质量管理要求较为严格。因此，质量管理所需的时间和成本会有所增加。
[0012]此外，使用套筒螺栓时，在安装套筒的同时会损坏插入套筒的孔周围的材料，因此其强度会小于使用一般螺栓时的强度。另外，重量还会因套筒而增加。
[0013]另外，上述课题不仅会在CFRP制材料之间的固定过程中产生，还会在CFRP与金属材料的固定、金属材料之间的固定过程中产生。此外，上述课题不仅限于与航空机的主翼一体化的结构式燃油箱，也会产生在流通燃料的燃料电池的容器中。以下，将燃料电池的容器也包含在燃油箱中一同进行说明。此外，具有燃油箱的航空机的机身、航空机以外搭载着燃油箱的汽车等移动体也会存在同样的课题。
[0014]鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种可以在质量管理中减少作业时间和成本，且防止重量增加的燃油箱、主翼、航空机机身、航空机以及移动体。
[0015]技术方案
[0016]本发明的第I方式所涉及的燃油箱具有使用碳纤维增强塑料的结构构件，该碳纤维增强塑料具有含有碳纤维的增强材料以及含有塑料的基体，成形所述结构构件时，在所述碳纤维增强塑料的预浸料间叠层着导电片材，并且形成有固定螺栓的固定孔。
[0017]此外，本发明的第2方式所涉及的燃油箱具有:结构构件，其形成有固定螺栓的固定孔；以及密封胶，其涂布在所述螺栓与所述固定孔之间，并被赋予了导电性。
[0018]此外，本发明的第3方式所涉及的主翼以上述第I或2方式所涉及的燃油箱为构造体，本发明的第4方式所涉及的航空机机身具有上述第I或2方式所涉及的燃油箱。本发明的第5方式所涉及的航空机具有上述第3方式所涉及的主翼或上述第4方式所涉及的航空机机身。并且，本发明的第6方式所涉及的移动体具有上述第I或2方式所涉及的燃油箱。
[0019]有益效果
[0020]根据本发明，在螺栓的固定部分，螺栓与结构构件之间的电阻会减小，因此能够简化形成螺栓的固定孔时对孔径的管理，减少质量管理的作业时间和成本，并能够防止重量的增加。
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的第I实施方式所涉及的主翼的透视图，将一部分拆解进行表不O
[0022]图2是表示本发明的第I实施方式所涉及的主翼的纵剖面图。
[0023]图3是表示本发明的第I实施方式所涉及的翼肋的凸缘的端面图，是图5的II1-1II线向视图。
[0024]图4是表示本发明的第I实施方式所涉及的上侧蒙皮和翼肋的局部纵剖面图，是以图2的IV-1V线切断的剖面图。
[0025]图5是表示本发明的第I实施方式所涉及的翼肋的凸缘的俯视图。
[0026]图6是表示以往的翼肋的凸缘的俯视图。
[0027]图7是表示本发明的第I实施方式所涉及的翼肋的凸缘的固定部分的纵剖面图。
[0028]图8是表不各试件的相对火花产生电流[% ]的图表。
【具体实施方式】
[0029]以下参照附图，对本发明所涉及的实施方式进行说明。
[0030]第I实施方式
[0031]首先，对本实施方式的航空机的主翼I的构成进行说明。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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的纵剖面形状的板状构件。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。
[0036]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将机体构造物本身作为容器，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。
[0037]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。
[0038]其次，对燃油箱13的结构构件进行说明。
[0039]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，在制造时，适用于燃油箱13的本实施方式的结构构件成形为，在CFRP15的预浸料间叠层导电片材17。因此，如图3所示，结构构件具有由CFRP15和导电片材17构成的叠层构造。
[0040]CFRP15由含有碳纤维的增强材料以及含有塑料的基体等构成。另外，基体可不被赋予导电性，也可被赋予导电性。向基体赋予了导电性时，CFRP15自身也会具有导电性。
[0041]基体包含例如不饱和聚酯、环氧树脂等热固性树脂等塑料。向基体赋予导电性的方法可以适用向热固性树脂等塑料赋予导电性的各种技术，本说明书中省略详细的说明。作为向基体赋予导电性的方法，例如可列举有使塑料内包含导电性的粒子或纤维的方法、或向塑料本身赋予导电性的方法等。
[0042]导电片材17为片状，是低电阻的构件。导电片材17可以是金属制，也可以是非金属制。金属制的导电片材17例如可列举铜或钛等，可以是没有开口的均匀片状、具有开口的冲孔金属状、或网格状等。非金属制的导电片材17由例如碳纤维等构成，包括通过平织等而形成的不织布或纱布等。此外，碳纤维还可使用碳纳米管。
[0043]另外，并不优选在导电片材17中使用会因与CFRP15的碳接触而形成电池的金属，例如镍或铝。
[0044]导电片材17与设置在结构构件的外部的火花位置、即雷电流最终流至的位置连接。
[0045]另外，图3中显示了翼肋11，其他构件也同样。燃油箱13中，前梁7、后梁9、上侧蒙皮3、下侧蒙皮5以及翼肋11可以不全都用含有CFRP15的结构构件来形成，也可以部分地使