(57)【要約】【課題】繊維で強化された樹脂材料で構成されていても、雷撃による高電圧の発生を確実に抑制し、かつ、燃料タンクへの雷電流の流れ込みを低減することができる航空機の翼を提供する。【解決手段】上側表面を構成する上側スキン１５および下側表面を構成する下側スキン１７と、これらを補強する翼長方向に延在する前側スパー１９および後側スパー２１とを容器面とする燃料タンク３を備え、上側スキン１５、下側スキン１７、前側スパー１９および後側スパー２１の少なくとも一部は繊維で強化された樹脂材料で構成されている航空機の主翼であって、前記上側表面および前記下側表面の少なくとも一方に、翼端から胴体導電性部と接する翼根まで電気的に連続した金属の固定前縁５および固定後縁９が形成されている。【選択図】図２
2011051517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側表面の少なくとも一部を構成する上側スキンおよび下側表面の少なくとも一部を構成する下側スキンと、これらを補強する翼長方向に延在する前側スパーおよび後側スパーとを容器面とする燃料タンクを備え、前記上側スキン、前記下側スキン、前記前側スパーおよび前記後側スパーの略全体が繊維で強化された樹脂材料で構成されている航空機の翼であって、
前記上側表面および前記下側表面の少なくとも一方に、翼端から、胴体の導電性部分と電気的に接続された翼根接続部まで、電気的に連続した金属の導電部が形成されている航空機の翼。
【請求項２】
エンジンを取り付けるエンジン取付部、主脚を取り付ける主脚取付部の少なくとも一方が、前記導電部に電気的に接続されている請求項１に記載の航空機の翼。
【請求項３】
前記導電部は、前記前側スパーの前側である前縁部および前記後側スパーの後側である後縁部の少なくとも一方に形成されている請求項１または２に記載の航空機の翼。
【請求項４】
前記前縁部および前記後縁部の少なくとも一方の導電部は、前記燃料タンクを構成する前記上側スキン、下側スキン、前側スパーおよび後側スパーのいずれかに固定して取り付けられている金属製固定部材である請求項３に記載の航空機の翼。
【請求項５】
前記金属製固定部材は、前記上側スキンおよび前記下側スキンの少なくとも一方に固定して取り付けられている請求項４に記載の航空機の翼。
【請求項６】
前記金属製固定部材の前記上側スキンおよび前記下側スキンの少なくとも一方への固定は、前記上側スキンおよび前記下側スキンの外側表面と前記金属製固定部材とを電気的に接続するように行われる請求項５に記載の航空機の翼。
【請求項７】
前記金属製固定部材の内側に、前記燃料タンク内の操作または計測に必要な配管および配線以外の配管、配線および電子機器を配置している請求項４から６のいずれか１項に記載の航空機の翼。
【請求項８】
前記導電部は、前記上側スキンの表面および前記下側スキンの表面の少なくとも一方に形成されている請求項１に記載の航空機の翼。
【請求項９】
前記導電部は、前記前側スパーを前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定する複数の前側スパー固定ファスナならびに前記後側スパーを前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定する複数の後側スパー固定ファスナの少なくとも一方を覆うように設置されたスパー結合部被覆金属製導電部材で形成されている請求項８に記載の航空機の翼。
【請求項１０】
補強のために前記燃料タンクの翼幅方向に延在するように設置され、リブ固定ファスナによって前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定される複数のタンクリブを備え、
少なくとも１つのタンクリブに対し、前記リブ固定ファスナを覆うようにリブ結合部被覆金属製導電部材を設置し、該リブ金属製導電部材が前記導電部と電気的に接続される請求項１から９のいずれか１項に記載の航空機の翼。
【請求項１１】
前記前側スパーおよび前記後側スパーは、繊維で強化された樹脂材料で構成され、補強のために前記燃料タンクの翼幅方向に延在するように設置される金属製のタンクリブが取り付けられ、
前記前側スパーの前側である前縁部および前記後側スパーの後側である後縁部の内部に、補強のために翼幅方向に延在するように設置される金属製の縁リブは、翼長方向で前記タンクリブと重ならない位置に配置されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の航空機の翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の翼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、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、主翼の部分では前側スパー、後側スパー、上側外板および下側外板で囲まれた部分をタンクとし、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）、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）がよく用いられている。
【０００４】
これらの複合材料は、電気抵抗が金属に比べて高いので、落雷によって生じる雷電流が外板を流れると、外板に高電圧が発生し、たとえば、タンク内で火花（スパーク）が発生する恐れがある。
また、外板を内部の構造材（たとえば、前側スパー、後側スパー）に固定するファスナが金属製（たとえばチタン合金）であるため、雷電流がファスナを通り、内部でスパークが発生する恐れがある。
【０００５】
このため、外板に複合材料を用いる場合には、耐雷性を考慮した構造とすること、特に、ファスナに雷が通るのを防止する構造とすることが求められている。
さらに、耐雷性を考慮した構造が故障して機能しなくなる場合を想定して２重、３重の冗長性を持たせることが求められている。
このような、耐雷性の構造として、たとえば、特許文献１に記載されたものが提案されている。
特許文献１に示された構造は、ファスナの頭部の外側端に絶縁性のキャップを装着しているものであり、このようにファスナの構造を工夫して雷の通過を防止するものは多く提案されている。
また、たとえば、特許文献２に示されるように、複合材料で形成された構造体、たとえば、翼の表面に導電部材を取り付けて雷電流を拡散させるものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４６３０１６８号明細書
【特許文献２】特開平０６−３３３４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に示されるものは、多数取りつけられるファスナとして特殊な構造のものを用いることになるので、コストおよび取付作業時間がかかるという課題がある。
また、特許文献２に示されるものは、導電部材を構造体に設けた凹部に取り付け、導電部材と構造体との表面位置を面一にすることについて説明している。しかし、内部に燃料タンクを備えている翼全体の耐雷性の構造に関して具体的に十分に示されていないので、充分な耐雷性能を低コストに得るためには改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、繊維で強化された樹脂材料で構成されていても、雷撃による高電圧の発生を確実に抑制し、かつ、燃料タンクへの雷電流の流れ込みを低減することができる航空機の翼を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる航空機の翼は、上側表面の少なくとも一部を構成する上側スキンおよび下側表面の少なくとも一部を構成する下側スキンと、これらを補強する翼長方向に延在する前側スパーおよび後側スパーとを容器面とする燃料タンクを備え、前記上側スキン、前記下側スキン、前記前側スパーおよび前記後側スパーの略全体が繊維で強化された樹脂材料で構成されている航空機の翼であって、前記上側表面および前記下側表面の少なくとも一方に、翼端から、胴体の導電性部分と電気的に接続された翼根接続部まで、電気的に連続した金属の導電部が形成されている。
【００１０】
本発明によると、翼の上側表面および下側表面の少なくとも一方に、翼端から胴体の導電性部分と電気的に接続された翼根接続部まで電気的に連続した金属の導電部が形成されているので、翼に雷撃して発生する雷電流は導電部を通って胴体の導電性部分へ流れ込む。
このように、雷撃により発生する雷電流は、導電部を流れて胴体に流れこむので、導電部以外の部分を流れることが抑制される。これにより、導電部以外の部分が繊維で強化された樹脂材料（複合材料）で構成されていても、そこを流れる雷電流が小さくなるので、発生電圧を低く抑制することができ、たとえば、高電圧によって燃料タンク内で火花（スパーク）が発生する恐れを抑制することができる。
雷電流は、翼の表面に設けられた導電部を主として流れるので、燃料タンク内部への雷電流の流れ込みを低減することができ、たとえば、燃料タンク内のリブ結合部でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
これらにより、航空機の安全性を向上させることができる。また、ファスナ等の耐雷構造を簡素化できるので、製造コストを低減することができる。
なお、ここで前側とは、航空機の進行方向側を意味し、後側とは、進行方向と反対側を意味する。
【００１１】
本発明では、エンジンを取り付けるエンジン取付部、主脚を取り付ける主脚取付部の少なくとも一方が、前記導電部に電気的に接続されていることが好ましい。
【００１２】
エンジン部および主脚部は、翼端とともに大きな雷撃を受け易い。これらはエンジン取付部および主脚取付部を介して翼に取り付けられているので、雷撃に伴う雷電流が燃料タンクに流れ込む恐れがある。
本発明では、エンジン取付部および主脚取付部の少なくとも一方が、導電部に電気的に接続されているので、大きな雷撃によりエンジン部および主脚部に発生する雷電流は、電気的に接続された導電部を流れる。これにより、燃料タンクへの雷電流の流れ込みを低減することができるので、たとえば、燃料タンク内でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
【００１３】
本発明では、前記導電部は、前記前側スパーの前側である前縁部および前記後側スパーの後側である後縁部の少なくとも一方に形成されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、たとえば、大きな雷撃を受け易い翼端に発生する雷電流が燃料タンクの部分を流れることが一層少なくなるので、タンク内でスパークが発生する恐れを一層抑制することができる。
【００１５】
本発明では、前記前縁部および前記後縁部の少なくとも一方の導電部は、前記燃料タンクを構成する上側スキン、下側スキン、前側スパーおよび後側スパーのいずれかに固定して取り付けられている金属製固定部材であることが好ましい。
【００１６】
航空機の翼の前縁および後縁には、離着時の揚力を調節するフラップ等の伸縮したり、傾動したり、揺動したりする可動部材がある。一方、この可動部材を支持したり、空力面を構成する固定部材がある。これらの固定部材は、燃料タンクよりも前側に位置するものが固定前縁、後側に位置するものが固定後縁と呼ばれる。
ここでは、これらの固定部材の少なくとも一つを金属製として導電部として用いることにした。このように固定部材を導電部として用いると、翼幅方向（胴体の前後方向）の断面積が大きくできるので、雷電流を一層速やかに流すことができる。
なお、固定部材は、他部材との接続部分の電気抵抗を低く維持することが難しい可動部材に比べて、他部材との接続部分の電気抵抗を低く維持することが容易であるので、導電部として相応しい。
【００１７】
本発明では、前記金属製固定部材は、前記上側スキンおよび前記下側スキンの少なくとも一方に固定して取り付けられていることが好ましい。
【００１８】
金属製固定部材は、上側スキンあるいは下側スキンとともに前側スパーあるいは後側スパーを用いて取り付けられることが多い。本発明のように、金属製固定部材は、上側スキンあるいは下側スキンに固定して取り付けられると、金属製固定部材を流れる雷電流は、上側スキンあるいは下側スキンを経由して前側スパーあるいは後側スパーに流れることになるので、前側スパーあるいは後側スパーに流れる雷電流は相当小さくなる。
たとえば、前側スパーおよび後側スパーを用いて翼幅方向に延在するリブを固定している。この固定のためのファスナは、前側スパーおよび後側スパーに雷電流がほとんど流れないので、許容電流の比較的低い簡素な構成のものを用いることができる。
【００１９】
本発明では、前記金属製固定部材の前記上側スキンおよび前記下側スキンの少なくとも一方への固定は、前記上側スキンおよび前記下側スキンの外側表面と前記金属製固定部材とを電気的に接続するように行われることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、上側スキンあるいは下側スキンの表面を流れる雷電流は、金属製固定部材に確実に、かつ、速やかに流すことができる。これにより、たとえば、上側スキンあるいは下側スキンの表面が雷撃された場合でも、それによる雷電流は安全に金属製固定部材を介して胴体側へ流されることができる。特に、固定部分の上側スキンあるいは下側スキンの表面に金属層があればより好ましい。
【００２１】
本発明では、前記金属製固定部材の内側に、前記燃料タンク内の操作または計測に必要な配管および配線以外の配管、配線および電子機器を配置していることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、燃料タンク内の操作または計測に必要な配管および配線以外の配管、配線および電子機器は、金属製固定部材に、あるいは金属製固定部材ならびに前側スパーおよび後側スパーに、覆われていることになる。これにより、雷撃あるいは外部電磁環境による電磁干渉が小さくできるので、たとえば、電子機器の電磁干渉への許容電圧・電流の低いものを用いることができる。これらを含む翼全体の製造コストを小さくすることができる。
また燃料タンク内への設置点数が減少するので、燃料タンク内での発火のリスクを小さくすることができる。
【００２３】
本発明では、前記導電部は、前記上側スキンの表面および前記下側スキンの表面の少なくとも一方に形成されていてもよい。
【００２４】
このように、導電部は上側スキンおよび下側スキンの表面に形成されるので、たとえば、前縁部および後縁部の固定部材を用いるのに比べて安価に製造することができる。
【００２５】
本発明では、前記導電部は、前記前側スパーを前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定する複数の前側スパー固定ファスナならびに前記後側スパーを前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定する複数の後側スパー固定ファスナの少なくとも一方を覆うように設置されたスパー結合部被覆金属製導電部材で形成されていることが好ましい。
【００２６】
前側スパーおよび後側スパーは、燃料タンクの翼幅方向の両端部に位置しているので、スパー結合部被覆金属製導電部材は、燃料タンクの翼幅方向の両端部に形成されることになる。
これにより、大きな雷撃を受け易い翼端に発生する雷電流が燃料タンクの翼幅方向中央部分を流れることが抑制されるので、燃料タンク内でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
【００２７】
本発明では、補強のために前記燃料タンクの翼幅方向に延在するように設置され、リブ固定ファスナによって前記上側スキンおよび前記下側スキンに固定される複数のタンクリブを備え、少なくとも１つのタンクリブに対し、前記リブ固定ファスナを覆うようにリブ結合部被覆金属製導電部材を設置し、該リブ結合部被覆金属製導電部材が前記導電部と電気的に接続されることが好ましい。
【００２８】
このようにすると、翼における燃料タンクの耐雷において危険性の高いリブ結合部のファスナ付近への雷撃の際にも、それに伴う雷電流はリブ結合部被覆金属製導電部材を通って導電部に速やかに流されるので、一層安全性を向上させることができる。なお、翼の中央部分に受ける雷撃による雷電流は、最大で４０ｋＡ程度と翼端に受けた雷撃による雷電流の五分の一程度と小さいが、リブ結合部被覆金属製導電部材と導電部とを電気的に接続することで、安全性を向上させることができる。
また、この場合、導電部が金属製固定部材とされ、この金属製固定部材が上側スキンあるいは下側スキンに固定して取り付けられていると、雷電流はリブ金属製導電部材から導電部である金属製固定部材に一層速やかに流すことができる。
【００２９】
本発明では、前記前側スパーおよび前記後側スパーは、繊維で強化された樹脂材料で構成され、補強のために前記燃料タンクの翼幅方向に延在するように設置される金属製のタンクリブが取り付けられ、前記前側スパーの前側である前縁部および前記後側スパーの後側である後縁部の内部に、補強のために翼幅方向に延在するように設置される金属製の縁リブは、翼長方向で前記タンクリブと重ならない位置に配置されていることが好ましい。
【００３０】
このように、縁リブの位置は、タンクリブの位置と重ならないので、それぞれ別個に前側スパーあるいは後側スパー後側に取り付けられることになる。言い換えれば、ともに金属製である縁リブとタンクリブとが、たとえば、共通の金属製ファスナによって取り付けられる状態にならないので、絶縁のための特別な考慮がなくても、たとえば、前縁部あるいは後縁部を流れる雷電流が燃料タンク内のタンクリブに大量に流れるのを防ぐことができる。
縁リブは燃料タンク側では、電気抵抗の高い繊維で強化された樹脂材料で形成された前側スパーあるいは後側スパーにのみ取り付けられるので、前縁部あるいは後縁部を流れる雷電流が燃料タンク内へ流入するのを簡単な構造で防止することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、翼の上側表面および下側表面の少なくとも一方に、翼端から胴体の導電性部分と電気的に接続された翼根接続部まで電気的に連続した金属の導電部が形成されているので、たとえ、導電部以外の部分が繊維で強化された樹脂材料（複合材料）で構成されていても、雷電流よる発生電圧を低く抑制することができ、たとえば、高電圧によって燃料タンク内で火花（スパーク）が発生する恐れを抑制することができる。
雷電流は、翼の表面に設けられた導電部を主として流れるので、燃料タンクへの雷電流の流れ込みを低減することができ、燃料タンク内で火花（スパーク）が発生する恐れを抑制することができる。
これらにより、航空機の安全性を向上させることができる。また、ファスナ等の耐雷構造を簡素化できるので、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる主翼の片側を示す平面図である。
【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金属製導電部材を示す平面図である。
【図４】図２のＡ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図４のＢ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図６】図４のＣ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】図４のＤ部を拡大して示す拡大断面図である。
【図８】図１のＥ部における固定後縁リブと後側スパーとが締結されている状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明の一実施形態にかかる航空機の主翼について、図１〜図８を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる主翼（翼）１の片側を示す平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ断面図である。
【００３４】
主翼１には、燃料タンク３と、固定前縁（導電部、金属製固定部材）５と、前縁動翼７と、固定後縁（導電部、金属製固定部材）９と、後縁動翼１１と、金属製のウィングレット１３と、が主に備えられている。
燃料タンク３には、上側スキン１５と、下側スキン１７と、前側スパー１９と、後側スパー２１と、複数のリブ２３と、複数のストリンガ２５と、金属製導電部材２７と、が主に備えられている。
【００３５】
上側スキン１５および下側スキン１７は、主翼１の外形を構成し、空力面も兼ねる薄板であり、前側スパー１９、後側スパー２１およびストリンガ２５とともに主翼１に働く引っ張り荷重や、圧縮荷重の一部を受け持つものである。上側スキン１５および下側スキン１７は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）で形成されている。なお、上側スキン１５および下側スキン１７の一部は、たとえば、金属等の導電性の材料で形成されていてもよい。
上側スキン１５は、主翼１の上側表面の一部を構成する薄板であり、下側スキン１７は、主翼１の下側表面の一部を構成する薄板である。
【００３６】
前側スパー１９および後側スパー２１は、図１および図２に示すように、主翼１の翼長方向（図２の紙面に垂直方向）に延びる構造部材であって、上側スキン１５および下側スキン１７との間にわたって配置される部材である。前側スパー１９および後側スパー２１は、ＣＦＲＰで形成されている。なお、前側スパー１９および後側スパー２１の一部は、たとえば、金属等の導電性の材料で形成されていてもよい。
ストリンガ２５は、図２に示すように、前側スパー１９と後側スパー２１との間を、主翼１の翼長方向（図２の紙面に垂直方向）に延びる補助部材であり、上側スキン１５または下側スキン１７の内側面に配置される部材である。ストリンガ２５は、たとえば、ＣＦＲＰで形成されている。
【００３７】
前側スパー１９、後側スパー２１およびストリンガ２５は、主翼１に作用する前後方向や、上下方向に働く曲げや捩れなどの力を主翼１が取り付けられている胴体の胴体導電性部（金属製部分）２９に伝達するものである。胴体導電性部２９は胴体を構成する金属製の構造部材である。胴体導電性部２９部分は金属製であることが望ましいが、十分な導電性が確保されれば、ＣＦＲＰなどの非金属の導電性部材でも良い。
ウィングレット１３は、金属製の部材であり、翼端を形成する構造部材である。
【００３８】
リブ２３は、図１および図２に示すように、主翼１の翼幅方向（図２の上下方向）に延びるとともに、上側スキン１５および下側スキン１７の間にわたって配置される構造部材である。言い換えると、リブ２３は、前側スパー１９および後側スパー２１と略直交する方向に延びる構造部材であって、主翼１の断面形状に形成された板状の部材である。
リブ２３は、アルミ製とされている。なお、リブ２３は、繊維で強化された樹脂（ＦＲＰ）製（ＣＦＲＰも含む）とされてもよい。
【００３９】
燃料タンク３の内側には、ジェット燃料を受け入れ、供給する燃料配管３１および燃料量を計測する燃料計測系の配線（図示省略）が設置されている。
【００４０】
固定前縁５は、主翼１の翼長方向（図２の紙面に垂直方向）に燃料タンク３に沿って胴体導電性部２９からウィングレット１３まで延びる構造部材である。固定前縁５は、アルミ製で、ウィングレット１３から胴体導電性部２９まで電気的に接続するものである。固定前縁５は、離着陸時の揚力調整を行うために伸縮、揺動、傾動する前縁動翼７をこれらの動作が行えるように支持している。
【００４１】
固定前縁５は、その後側が後述するように上側スキン１５および下側スキン１７に固定して取り付けられ、前側スパー１９とで閉じた空間を形成している。この空間には、前縁動翼７の移動状況、エンジン稼働状況、主脚の状況等を測定する各種センサ、ランプ等の点灯、油圧ポンプの制御用等の配線３３、油圧ポンプに油を給排する油圧配管３５等が設置されている。
【００４２】
固定後縁９は、主翼１の翼長方向（図２の紙面に垂直方向）に燃料タンク３に沿って胴体導電性部２９からウィングレット１３まで延びる構造部材である。固定後縁９は、アルミ製で、ウィングレット１３から胴体導電性部２９まで電気的に接続するものである。固定後縁９は、離着陸時の揚力調整を行うために伸縮、揺動、傾動する後縁動翼１１をこれらの動作が行えるように支持している。
【００４３】
固定後縁９は、その前側が後述するように上側スキン１５および下側スキン１７に固定して取り付けられ、後側スパー２１とで後側が解放された空間を形成している。この空間には、後縁動翼１１の移動状況等を測定する各種センサ、ランプ等の点灯、油圧ポンプの制御用等の配線３３、油圧ポンプに油を給排する油圧配管３５等が設置されている。
【００４４】
固定前縁５および固定後縁９は、ウィングレット１３から胴体導電性部２９までの抵抗を、０．００００１Ω以上０．０２Ω以下、好ましくは０．０００１Ω以上０．０１Ω以下とする。この上限値は、たとえば、航空機で典型的に絶縁のために取り得る空間絶縁距離１．０”もしくは０．５”を想定した場合に、上空１２０００ｍでの絶縁破壊電圧を、雷電流の最大想定値２００ｋＡで除した値である。下限値は現実的に可能な値である。これらの値からＡｌやＣｕの抵抗率を考慮して必要な断面積を求めると約４０ｍｍ２が必要である。
さらに、電撃（最大周波数０．１ＭＨｚ）の表皮効果を考慮すると、表皮深さが０．２ｍｍ程度であるので、断面の長さは２００ｍｍ以上必要である。航空機の標準サイズを考慮すると、断面の長さは１０００ｍｍ以下である。
【００４５】
固定前縁５および固定後縁９の電流路の途中に接続部がある場合には密着接合による電気的接続処理（たとえば、アロジン処理による電気的ボンディング処理、複数の導体性ファスナやリベット（たとえば、４本以上）による結合）で低抵抗化を行い、接触抵抗を下げ、０．０１ｍΩ以上、２．５ｍΩ以下とする。
特に、胴体導電性部２９の導電性部分と接続される翼根側には、前述の電気的接続処理によって低インピーダンス化された接続部３０を設けるのが好ましい。これらの抵抗はそれぞれ上記の範囲とする。これらはそれぞれの電流路ごとに冗長性のため２重または３重とする（図示省略）。ただし、各電流路の接続部はお互いに兼ねてもよい。
同様に、翼端３２側にも、ウィングレット１３の導電性部分と接続される低インピーダンス化された接続部３４がもうけられている。
【００４６】
固定前縁５および固定後縁９は、燃料タンク３と同様に、図示を省略しているがリブによって補強されている。
図１に、固定後縁９の固定後縁リブ４１を１個示している。このように固定前縁５のリブおよび固定後縁リブ４１は、燃料タンク３のリブ２３と重ならない位置、たとえば、千鳥状に設けられている。
【００４７】
主翼１には、エンジンを支持するエンジンナセルを取り付ける取付金具３７が備えられている。取付金具３７には、固定前縁５および固定後縁９と電気的に接続され、エンジンナセル等に落雷があった際の雷電流を固定前縁５および固定後縁９に流す電流拡散金具３８が備えられている。
主翼１には、主脚取付金具３９が備えられている。主脚取付金具３９は、固定後縁９と電気的に接続され、落雷があった際の雷電流を固定後縁９に流すように構成されている。
【００４８】
図３は、金属製導電部材２７を示す平面図である。図４は、図２のＡ部を拡大して示す拡大断面図である。図５は、図４のＢ部を拡大して示す拡大断面図である。図６は、図４のＣ部を拡大して示す拡大断面図である。図７は、図４のＤ部を拡大して示す拡大断面図である。図８は、図１のＥ部における固定後縁リブ４１と後側スパー２１とが締結されている状態を示す拡大断面図である。
【００４９】
図５は、固定前縁５と上側スキン１５との締結状態を示している。固定前縁５と上側スキン１５とは、それぞれ金属製の取付金具４３にファスナ４５によって締結されることによって固定して取り付けられている。
上側スキン１５と取付金具４３との締結について説明する。ファスナ４５は、円柱状に延びるシャンク部と、シャンク部よりも径が大きく、シャンク部の両端に配置されたヘッド部とを有したものである。シャンク部は、上側スキン１５および取付金具４３に形成された貫通孔に挿通され、一方のヘッド部は取付金具４３の内面に配置され、他方のヘッド部は上側スキン１５の上部の金属製導電部材２７から突出して配置されている。
【００５０】
他方のヘッド部と上側スキン１５および金属製導電部材２７との間には、金属製のディンプルワッシャ４７が介装されている。これにより、金属製導電部材２７と固定前縁５とを低インピーダンスで接続している。
上側スキン１５と取付金具４３との接触部分には、厚さ調整および防食を目的とした絶縁樹脂シムとフェイサフィスシールとで構成される介在層４９が介在している。
上側スキン１５と取付金具４３との間に形成された間隔部分には雷電流の短絡を防止するとともに主翼１の空力特性の劣化を防止するためにシーラント５１が介装されている。
【００５１】
図６には、上側スキン１５、前側スパー１９およびリブ２３が前側スパー固定ファスナ３１によって締結されている状態が示されている。
前側スパー固定ファスナ５３は、円柱状に延びるシャンク部と、シャンク部よりも径が大きく、シャンク部の両端に配置されたヘッド部とを有したものである。シャンク部は、上側スキン１５、前側スパー１９およびリブ２３に形成された貫通孔に挿通され、一方のヘッド部はリブ２３の内面に配置され、他方のヘッド部は上側スキン１５の外面に埋没するように配置されている。
【００５２】
他方のヘッド部の上には、絶縁物層５５が設置され、絶縁物層５５の上が金属製導電部材２７で覆われている。絶縁物層５５は、雷電流が金属製導電部材２７を流れた場合でも、それが前側スパー固定ファスナ５３に流れ込まないようにする。
また、燃料タンク３の内部に位置する一方のヘッド部は、シーラント５１によって覆われ、万一、雷電流が前側スパー固定ファスナ５３に流れ込んでも火花が燃料タンク３内に出ないようにしている。
前側スパー１９とリブ２３との接触部分には、厚さ調整および防食を目的とした絶縁樹脂シムとフェイサフィスシールとで構成される介在層４９が介在している。
【００５３】
図７には、前側スパー１９とリブ２３とがリブ締結ファスナ５７によって締結されている状態が示されている。前側スパー１９とリブ２３との接触部分には、厚さ調整および防食を目的とした絶縁樹脂シムとフェイサフィスシールとで構成される介在層４９が介在している。
リブ締結ファスナ５７は、円柱状に延びるシャンク部と、シャンク部よりも径が大きく、シャンク部の両端に配置されたヘッド部とを有したものである。シャンク部は、前側スパー１９およびリブ２３に形成された貫通孔に挿通され、一方のヘッド部はリブ２３の内面に配置され、他方のヘッド部は前側スパー１９に埋め込まれるように配置されている。
燃料タンク３の内部に位置する一方のヘッド部は、シーラント５１によって覆われ、万一、雷電流が締結ファスナ５７に流れ込んでも火花が燃料タンク３内に出ないようにしている。
【００５４】
本実施形態のように、固定前縁５は、上側スキン１５あるいは下側スキン１７に固定して取り付けられると、固定前縁５を流れる雷電流は、上側スキン１５あるいは下側スキン１７を経由して、リブ２３あるいは前側スパー１９あるいは後側スパー２１に流れることになるので、リブ２３あるいは前側スパー１９あるいは後側スパー２１に流れる雷電流は相当小さくなる。このため、リブ締結ファスナ５７は、許容電流の比較的低い簡素で工作性のよい構成のものを用いることができる。たとえば、ファスナ径と穴径との公差を大きくできる。
耐雷構造は、２重、３重の冗長性を持たせる必要があるので、この許容電流の低減は大きなインパクトがある。
【００５５】
図８には、固定後縁リブ４１と、後側スパー２１とが締結ファスナ５９によって締結されている状態が示されている。
締結ファスナ５９は、円柱状に延びるシャンク部と、シャンク部よりも径が大きく、シャンク部の両端に配置されたヘッド部とを有したものである。シャンク部は、固定後縁リブ４１および後側スパー２１に形成された貫通孔に挿通され、一方のヘッド部は後側スパー２１の内面に配置され、他方のヘッド部は固定後縁リブ４１から突出して配置されている。
燃料タンク３の内部に位置する一方のヘッド部は、シーラント５１によって覆われ、万一、雷電流が締結ファスナ５９に流れ込んでも火花が燃料タンク３内に出ないようにしている。
【００５６】
固定後縁リブ４１の位置は、リブ２３の位置と重ならないので、それぞれ別個に後側スパー２１に取り付けられることになる。言い換えれば、ともに金属製である固定後縁リブ４１とリブ２３とが共通の金属製ファスナによって取り付けられる状態にならないので、絶縁のための特別な考慮がなくても固定後縁９を流れる雷電流が燃料タンク３内のリブ２３に大量に流れるのを防ぐことができる。
固定後縁リブ４１は燃料タンク３側では、電気抵抗の高いＣＦＲＰで形成された後側スパー２１にのみ取り付けられるので、固定後縁９を流れる雷電流が直接燃料タンク３内へ流入するのを簡単な構造で抑制することができる。
【００５７】
金属製導電部材２７には、図３に示されるように、上側スキン１５、前側スパー１９およびリブ２３を締結する前側スパー固定ファスナ３１を覆う前側スパー結合部被覆金属製導電部材（導電部、スパー結合部被覆金属製導電部材）６１と、上側スキン１５、後側スパー２１およびリブ２３を締結する図示しない後側スパー固定ファスナを覆う後側スパー結合部被覆金属製導電部材（導電部、スパー結合部被覆金属製導電部材）６３と、各リブ２３を上側スキン１５に締結する図示しないリブ固定ファスナを覆うリブ結合部被覆金属製導電部材６５とが設けられている。
前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５は、たとえば、銅箔をテープ（銅テープ）状に貼り合わせたものである。
なお、銅箔の替わりにアルミなどのメッシュを用いてもよい。また、金属粉を含有する樹脂を塗布して上側スキン１５（あるいは下側スキン１７）の表面に連続した金属の導電部を形成してもよい。
【００５８】
前側スパー金属製導電部材６１は、前側スパー１９に沿ってウィングレット１３から胴体導電性部２９まで配置されている。後側スパー金属製導電部材６３は、後側スパー２１に沿ってウィングレット１３から胴体導電性部２９まで配置されている。
前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３は、主翼１の片面あたり、０．００１Ω／ｍ以上、０．０２Ω／ｍ以下（好ましくは０．０１Ω／ｍ以下）となるようにして、雷撃電流を低インピーダンスで流す。
雷撃電流の周波数成分を考慮すると銅テープやアルミテープの場合、表皮厚さは２００μｍであるので、厚さは７０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。その場合、幅は８０ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましい。
【００５９】
前側スパー１９および後側スパー２１は、燃料タンク３の翼幅方向の両端部に位置しているので、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３は、燃料タンク３の翼幅方向の両端部に形成されることになる。
これにより、大きな雷撃を受け易い翼端に発生する雷電流が燃料タンク３の翼幅方向中央部分を流れることがなくなるので、燃料タンク３内でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
【００６０】
リブ結合部被覆金属製導電部材６５は、各リブ２３に沿って配置されている。リブ金属製導電部材６５は、０．００１Ω以上０．０２Ω以下（好ましくは０．０１Ω以下）となるようにして、雷撃電流を低インピーダンスで流す。
このようにすると、リブ結合部被覆金属製導電部材６５は、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３と相まって主翼１における燃料タンク３の位置に対応する部分の相当な範囲を覆うことになる。燃料タンク３の位置に対応するどの部分に雷撃を受けても、それに伴う雷電流はリブ結合部被覆金属製導電部材６５を通って前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３を通って固定前縁５および固定後縁９へ速やかに流されるので、一層安全性を向上させることができる。
なお、主翼１の中央部分に受ける雷撃による雷電流は、４０ｋＡと翼端に受けた雷撃による雷電流の五分の一程度と小さいが、リブ結合部被覆金属製導電部材６５と固定前縁５あるいは固定後縁９とを、図５に示されるようにディンプルワッシャ４７、ファスナ４５および取付金具４３を介して電気的に接続することで、その雷電流を安全に胴体金属部２９に流すことができる。
【００６１】
以上のように構成された本実施形態にかかる主翼１の耐雷動作を説明する。
大きな雷撃Ｒを受け易いのは翼端を構成するウィングレット１３、エンジンナセルを取り付ける取付金具３７および主脚取付金具３９である。
たとえば、ウィングレット１３に雷撃Ｒを受けると、雷電流が急激に増加する。たとえば、６．９μｓ後には２００ｋＡになる。これは０．１ＭＨｚに相当する高周波成分であるので、表皮効果によって雷電流は主翼１の表面を流れる。
【００６２】
すなわち、固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５ならびに僅かながら導電性のあるＣＦＲＰで形成された上側スキン１５、下側スキン１７、前側スパー１９および後側スパー２１によって低インピーダンスの導電経路が得られる。この雷撃Ｒの前半の段階では、雷電流は深く入らないので、燃料タンク３内への侵入が抑制される。
また、上側スキン１５、下側導電部材１７、前側スパー１９および後側スパー２１の電磁遮蔽効果によって燃料タンク３内部への電磁界侵入が抑制される。
【００６３】
雷電流のピークを過ぎると、雷電流の大きさは徐徐に小さくなり、準定常状態の低周波成分となる。低周波成分となると、雷電流はオームの法則によって低抵抗部に流れることになる。
すなわち、固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５の低抵抗部分を流れ、胴体導電性部２９に流れ込む。
【００６４】
このように、雷撃Ｒにより発生する雷電流は、固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５を速やかに流れ、胴体導電性部２９に流れ込むので、固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５以外の部分を流れることが抑制される。これにより、ＣＦＲＰで形成された上側スキン１５、下側導電部材１７、前側スパー１９および後側スパー２１を流れる雷電流が小さくなるので、発生電圧を低く抑制することができ、たとえば、高電圧によって燃料タンク３内でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
【００６５】
雷電流は、主翼１の表面に設けられた固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１、後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３およびリブ結合部被覆金属製導電部材６５を主として流れるので、燃料タンク３への雷電流の流れ込みを低減することができ、たとえば、燃料タンク３内でスパークが発生する恐れを抑制することができる。
これらにより、航空機の安全性を向上させることができる。また、ファスナ等の耐雷構造を簡素で工作性のよいものにできるので、製造コストを低減することができる。
【００６６】
なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を行ってもよい。
【００６７】
たとえば、本実施形態では、導電部として固定前縁５、固定後縁９、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３を用いているが、これに限定されるものではない。
導電部として固定前縁５および固定後縁９を用いてもよい。このようにすると、翼端に着雷した場合、雷電流は固定前縁５および固定後縁９を通るので、雷電流の流れる位置が燃料タンク３の位置と重ならない。より確実に雷電流の燃料タンク３への流れ込みを防止できる。
【００６８】
導電部として前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３を用いてもよい。たとえば、小型機の場合などは、固定前縁５および固定後縁９を金属製にすると、コストが上昇することがある。このような場合では、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３を導電部として用いれば製造コストを抑制することができる。
このとき、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３における翼根の胴体との接続部分および翼端の金属部分との接続部分は、電気的ボンディング等によって電気的に接続されている。
この場合も、前側スパー結合部被覆金属製導電部材６１および後側スパー結合部被覆金属製導電部材６３は燃料タンク３の両端部分に位置しているので、雷電流の燃料タンク３内への流れ込みを防止できる。
【００６９】
導電部として固定前縁５、固定後縁９、前側スパー金属製導電部材６１および後側スパー金属製導電部材６３のいずれか１個を用いるようにしてもよいし、これらとは、別の位置に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  主翼
３  燃料タンク
５  固定前縁
９  固定後縁
１５  上側スキン
１７  下側スキン
１９  前側スパー
２１  後側スパー
２９  胴体導電性部
５３  前側スパー固定ファスナ
６１  前側スパー結合部被覆金属製導電部材
６３  後側スパー結合部被覆金属製導電部材
６５  リブ結合部被覆金属製導電部材
【図１】
2011051517.tif 000003
【図２】
2011051517.tif 000004
【図３】
2011051517.tif 000005
【図４】
2011051517.tif 000006
【図５】
2011051517.tif 000007
【図６】
2011051517.tif 000008
【図７】
2011051517.tif 000009
【図８】
2011051517.tif 000010