(57)【要約】【課題】燃料との流動帯電等による静電気帯電を抑制できる航空機の燃料タンクを提供する。【解決手段】燃料を収納する容器の一部を形成する導電性を有する上外板５および下外板７と、金属によって形成される内部構造体１９と、内部構造体１９と上外板５および下外板７とが接触する箇所およびその周辺部分における上外板５および下外板７の内面に、一体的に形成された半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層１５と、を備え、内面層１５の内、少なくとも周辺部分は半導体特性を有する材料で形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を収納する容器の一部を形成する導電性を有する外板と、
金属によって形成されている内部構造体と、
該内部構造体が接触する箇所およびその周辺部分における前記外板の内面に、一体的に形成された半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層と、
を備え、
前記内面層の内、少なくとも前記周辺部分は半導体特性を有する材料で形成されている、航空機の燃料タンク。
【請求項２】
前記材料は、体積抵抗率が１×１００〜１×１０１０Ω・ｃｍとされている、請求項１に記載の航空機の燃料タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の航空機の燃料タンクは、たとえば、特許文献１に示されるようにインテグラル・タンク（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｔａｎｋ）と呼ばれる機体構造物自体が容器とされているものがほとんどである。インテグラル・タンクは、たとえば、主翼の部分では前桁、後桁、翼上下板で囲まれた部分をタンクとし、すなわち、これらが燃料を収納する容器として用いられている。
【０００３】
一方、航空機の主翼等の機体材料は、軽量で、高強度で、耐久性を備えているものが求められており、近年繊維で強化された樹脂材料（複合材料）の使用が増加している。
この複合材料としては、たとえば、炭素繊維をエポキシ樹脂などで固めた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）がよく用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２６２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主翼の外板としてＣＦＲＰが用いられる場合、たとえば、内部構造体としてアルミニウム合金が用いられると、相互間の標準電極電位差のため、ＣＦＲＰとアルミニウム合金との接触部分にガルバニック電流が流れ、アルミニウム合金に電解腐食が生じる。
【０００６】
これを防止するために、アルミニウム合金によって形成される内部構造体と接触する箇所を含む周辺部分の外板の内面に、たとえば、ガラス繊維をエポキシ樹脂などで固めたガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）のような絶縁体の層を形成することが提案されている。また、ＣＦＲＰは、強度の面から穴あけ加工するとバリが発生し易いが、ＧＦＲＰをラミネートすることによってこのバリの発生を抑制できる。
ところで、外板の内面は燃料に接触するため、ＧＦＲＰのような絶縁体で形成すると、ＧＦＲＰと燃料との流動帯電によって生じる帯電電荷がＧＦＲＰ上に集積する。これにより、燃料への引火源となる静電気放電が発生する恐れを無視できない。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、燃料との流動帯電等による静電気帯電を抑制しつつ内部構造体の電解腐食を抑制できる航空機の燃料タンクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明は、燃料を収納する容器の一部を形成する導電性を有する外板と、金属によって形成されている内部構造体と、該内部構造体が接触する箇所およびその周辺部分における前記外板の内面に、一体的に形成された半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層と、を備え、前記内面層の内、少なくとも前記周辺部分は半導体特性を有する材料で形成されている、航空機の燃料タンクである。
【０００９】
本発明によれば、金属によって形成された内部構造体が接触する箇所およびその周辺部分における外板の内面に、一体的に形成された半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層を備えているので、導電性を有する外板および内部構造体の間に導電体に比べて電気が流れ難い半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層が介装されていることになる。このため、外板と内部構造体との間のガルバニック電流が抑制されるので、内部構造体の電解腐食を抑制することができる。
また、内面層の内、内部構造体が接触する箇所は燃料と接触しないが、その周辺部分は燃料と接触する。本発明では、少なくとも周辺部分は半導体特性を有する材料によって形成されているので、絶縁体に比べて電気が流れ易い。したがって、この周辺部分が流動する燃料と接触することによって流動帯電が発生しても、絶縁体に比べて電気が流れるので、燃料との流動帯電によって集積する帯電電荷を容易に拡散することができる。これにより、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
また、工作性を向上させるために内面層を全て半導体特性を有する材料によって形成してもよい。このようにすると、仮に燃料が内部構造体と接触する箇所に侵入して接触帯電が発生しても、それを拡散することができる。
さらに、外板として炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を用い、それに穴等を加工する場合に発生し易いバリを内面層が抑制することができる。
なお、半導体特性を有する材料としては、たとえば、炭化珪素（ＳｉＣ）系、ゲルマニウム系、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、ガリウム砒素リン系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系、等の半導体が用いられる。また、各種絶縁性の無機繊維や有機繊維に若干の導電性処理、たとえば導電粉の混入、表面導電処理等、を施した半導体特性を有する繊維を用いることが出来る。
【００１０】
上記発明では、前記材料は、体積抵抗率が１×１００〜１×１０１０Ω・ｃｍとされていることが望ましい。
【００１１】
材料の体積抵抗率が１×１００Ω・ｃｍよりも小さいと、電流が流れ易いので、内部構造体に接触腐食が発生する恐れが強くなる。一方、材料の体積抵抗率が１×１０１０Ω・ｃｍよりも大きいと、静電気の拡散が不十分となるので、たとえば、外板の帯電電位が大きくなり静電気放電を発生する恐れがある。
なお、この最小値は、より安全には、１×１０２Ω・ｃｍ以上とした方がよいし、さらに安全には、１×１０４Ω・ｃｍ以上とした方がよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属によって形成された内部構造体が接触する箇所およびその周辺部分における外板の内面に、一体的に形成された半導体特性あるいは絶縁性を有する内面層を備えているので、外板と内部構造体との間のガルバニック電流が抑制され、内部構造体の電解腐食を抑制することができる。
また、内面層の内、少なくとも燃料と接触する周辺部分は半導体特性を有する材料によって形成されているので、燃料との流動帯電によって集積する帯電電荷を容易に拡散することができる。これにより、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる主翼を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる上外板あるいは下外板の一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態にかかる燃料タンク１について、図１〜図３を参照して説明する。
燃料タンク１は、航空機の構造体自体を用いるインテグラル・タンクであり、主翼３の内部に備えられている。
主翼３は、上外板（外板）５と下外板（外板）７により翼形状が形成されている。上外板５および下外板７の間には、強度を保持するために縦横に内部構造体１９が配置されている。内部構造体１９としては、翼長方向に延在する複数のスパー９、スパーと交差する方向に延在する複数のリブ１１、スパー９と同様に翼長方向に延在するストリンガ１３や、結合部材（シアタイ）が用いられている。内部構造体１９の一部は、たとえば、アルミニウム合金等の金属で形成されている。また、部分的に金属で形成されるもの、全体がＣＦＲＰ等の繊維強化樹脂で形成されるものもある。
【００１５】
燃料タンク１は、上外板５と下外板７とで、上下が区画され、前後のスパー９によって前後が区画されている。燃料タンク１は、リブ１１によって仕切られ、分割されている。
【００１６】
上外板５および下外板７は、導電性を有するＣＦＲＰで構成されている。上外板５および下外板７の内面（燃料タンク１内側）における金属製の内部構造体１９が接触する箇所およびその周辺部分には、図３に示されるように半導体特性を有する内面層１５が一体的に形成されている。
なお、内部構造体１９が接触する箇所は内部構造体１９によって覆われているので、燃料と接触しない。このため、燃料との接触による流動帯電が発生するおそれがないので、この部分はＧＦＲＰのような絶縁体で形成してもよい。
【００１７】
内面層１５は、炭化珪素（ＳｉＣ）系の半導体である、たとえば、強化材にチラノ繊維（登録商標）を用いたエポキシ樹脂で形成されている。
内面層１５は、たとえば、チラノ繊維（登録商標）を織物としてエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグとし、上外板５および下外板７と一体化し硬化させたものである。
また、たとえば、チラノ繊維（登録商標）を織物としてエポキシ系フィルム接着材と共に、上外板５および下外板７と一体化し硬化させてもよい。
内面層１５に用いているチラノ繊維（登録商標）の体積抵抗率は、たとえば、１×１０６Ω・ｃｍである。
【００１８】
内面層１５の体積抵抗率は、１×１００〜１×１０１０Ω・ｃｍの範囲で適宜選択される。
この半導体としては、炭化珪素（ＳｉＣ）系に限るものではなく、ゲルマニウム系、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）系、ガリウム砒素リン系、窒化ガリウム（ＧａＮ）系、等が用いられる。また、各種絶縁性の無機繊維や有機繊維に若干の導電性処理、たとえば導電粉の混入、表面導電処理等、を施した半導体特性を有する繊維を用いることが出来る。
【００１９】
以上のように構成された燃料タンク１では、次のような作用・効果を奏する。
上外板５および下外板７の内側の面には、金属製の内部構造体１９が接触する箇所およびその周辺部分に半導体特性を有する内面層１５を設けているので、ＧＦＲＰのような絶縁体に比べて電気が流れる。このため、この部分で上外板５および下外板７と燃料との流動によって静電気帯電が発生しても、上外板５および下外板７の内面に集積する帯電電荷は内面層１５を通って容易に拡散させることができる。
これにより、燃料への引火源となる静電気放電を抑制することができる。
【００２０】
さらに、導電性を有する上外板５および下外板７と金属製の内部構造体１９との間に周辺部分を含め半導体特性を有する内面層１５が存在しているので、上外板５および下外板７とこの内部構造体１９との間におけるガルバニック電流が導体同士に比べて制限される。上外板５および下外板７と内部構造体１９との間におけるガルバニック電流が抑制されると、内部構造体１９の電解腐食を抑制することができる。
このとき、内面層１５の体積抵抗率は１×１００〜１×１０１０Ω・ｃｍの範囲で適宜選択される。内面層１５の体積抵抗率が１×１００Ω・ｃｍよりも小さいと、電流が流れ易いので、金属製の内部構造体１９に接触腐食が発生する恐れが強くなる。一方、内面層１５の体積抵抗率が１×１０１０Ω・ｃｍよりも大きいと、静電気の拡散が不十分となるので、たとえば、内面層１５の帯電電位が大きくなり静電気放電を発生する恐れがある。
【００２１】
なお、上述したように、内面層１５の内、燃料と接触しない内部構造体１９が接触する箇所はＧＦＲＰのような絶縁性を有する材料で形成するようにしてもよい。
このようにすると、燃料との接触帯電が発生する恐れがない上外板５および下外板７と内部構造体１９との間におけるガルバニック電流が一層抑制されるので、内部構造体１９の電解腐食を一層抑制することができる。
【００２２】
内部構造体１９は、上外板５および下外板７とリベットなどの金属から形成されたファスナ部材を用いて締結されている。このため、ファスナ部材のシャンク部が挿通される貫通孔１７が上外板５および下外板７ならびに内部構造体１９に形成される。
このとき、上外板５および下外板７はＣＦＲＰで形成されているので、貫通孔１７を加工する場合にバリが発生し易いが、内面層１５がこのバリの発生を抑制することができる。
【００２３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  燃料タンク
３  主翼
５  上外板
７  下外板
９  スパー
１１  リブ
１３  ストリンガ
１５  内面層
１７  貫通孔
１９  内部構造体
【図１】
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【図２】
2010234900.tif 000004
【図３】
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