(57)【要約】  構造物を製造する方法、装置、及び複合材燃料タンクが提供される。第１複合材料層（３１８）及び第２複合材料層（３２０）を金型に載置する。前記第２複合材料層及び前記第１複合材料層を硬化させる。前記第１複合材料層及び前記第２複合材料層が前記構造物（３０２）を形成する。前記第２複合材料層は、前記構造物の表面（３１２）の電荷を放散させるように構成される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１複合材料層（３１８）と、
該第１複合材料層（３１８）に接続される第２複合材料層（３２０）であって、前記第１複合材料層（３１８）及び前記第２複合材料層（３２０）が構造物を形成し、且つ前記第２複合材料層（３２０）が、前記構造物（３０２）の表面（３１２）の電荷を放散させるように設定される導電性を有する、前記第２複合材料層（３２０）と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記第２複合材料層（３２０）は、前記構造物（３０２）の内側（３１３）における不所望の放電を低減するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２複合材料層（３２０）は、前記構造物（３０２）の内側（３１３）に隣接し、かつ前記構造物（３０２）内の任意の数の不具合を低減するように構成される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記構造物（３０２）は第１構造物であり、且つ前記第２複合材料層（３２０）は、第２構造物が前記構造物（３０２）に接触するときに生じるガルバニック腐食を低減するように構成される、請求項１乃至３のいずれかに一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１複合材料層（３１８）と前記第２複合材料層（３２０）との間に位置する任意の数の複合材料層をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第２複合材料層は繊維（４１２）を含み、前記繊維は、ガラス、炭素、セラミック、シリカ、有機材料、プラスチック、ポリマー、ナイロン、及び金属のうちの少なくとも１つから選択される材料により構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第２複合材料層（３２０）は繊維（４１２）を含み、且つ前記繊維（４１２）は、導電性材料コーティング、及び前記繊維（４１２）内に配置される導電性材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２複合材料層（３２０）は、強化材（４０８）を形成する繊維（４１２）と、強化材（４０８）中の母材を構成する樹脂（４１４）と、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記樹脂（４１４）は、前記構造物（３０２）の前記表面（３１２）の前記電荷を放散させるように設定される導電性を提供するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記構造物は、移動プラットフォーム、静止プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、宇宙構造物、航空機、水上艦、戦車、人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋梁、ダム、製造工場、及び建物のうちの１つとして選択される物体内に配置される燃料タンクである、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
構造物を製造する方法であって、該方法は：
第１複合材料層（３１８）及び第２複合材料層（３２０）を金型に載置することと、
前記第２複合材料層（３２０）及び前記第１複合材料層（３１８）を硬化させることと、を含み、
前記第１複合材料層（３１８）及び前記第２複合材料層（３２０）が前記構造物（３０２）を形成し、且つ前記第２複合材料層（３２０）は、前記構造物（３０２）の表面（３１２）の電荷を放散させるように構成される、
方法。
【請求項１２】
前記第２複合材料層（３２０）は、前記構造物（３０２）の内側（３１３）における不所望の放電を低減するように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２複合材料層（３２０）は、前記構造物（３０２）内の任意の数の不具合を低減するように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記構造物（３０２）は第１構造物であり、且つ前記第２複合材料層（３２０）は、第２構造物が前記第１構造物に接触するときに生じるガルバニック腐食を低減するように構成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記構造物（３０２）は、航空機の燃料タンクである、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、航空宇宙プラットフォームに関するものであり、特に航空宇宙プラットフォームの構造物に関するものである。更に具体的には、本開示は、航空宇宙プラットフォームの表面の電荷を放散させる方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電気は、物体の表面に発生する電荷である。物体は、例えば航空機、宇宙船のような航空宇宙プラットフォーム、または他の或る種類の航空宇宙プラットフォームとすることができる。静電気は、航空機の種々の表面に発生する可能性がある。例えば、静電気は、航空機の燃料タンクの表面に発生する可能性がある。静電気の放散は、構造物の内部における静電気の放電の可能性を低くするために望ましい。
【０００３】
航空機の多くの燃料タンクは、アルミニウムから構成される。この材料は多くの場合、所望の電荷放散性を実現する。電荷の放散量を高めることが望ましい場合、他の機構を使用する必要がある。例えば、接地技術及び接地材料が、静電気を構成する電荷を放散させるために開発されてきた。更に、添加剤を燃料のような液体に加えて、静電気の発生を低減させ、そして静電気の放散を容易にしてきた。
【０００４】
複合材料を金属の代わりに用いる場合、静電気を、燃料タンクのような構造物内で処理する方法は変化する。アルミニウムの場合、これらの電荷は、構造物が導電性であるために放散させることができる。しかしながら、複合材料の場合、表面導電性は無い、または金属を用いる場合ほどには高くない。その結果、静電気が、複合材料を使用する燃料タンクの表面に一層容易に発生する可能性がある。
【０００５】
従って、上に説明した問題のうちの少なくとも幾つかの問題だけでなく、起こり得る他の問題を考慮に入れた方法及び装置を有することができれば有利となる。
【発明の概要】
【０００６】
１つの有利な実施形態では、装置は、第１複合材料層及び第２複合材料層を備える。該第２複合材料層は前記第１複合材料層に接続される。前記第１複合材料層及び前記第２複合材料層は構造物を形成する。前記第２複合材料層は、前記構造物の表面の電荷を放散させるように設定される導電性を有する。
【０００７】
別の有利な実施形態では、航空機の複合材燃料タンクは、前記複合材燃料タンクの壁を備え、該壁は、第１複合材料層と、そして該第１複合材料層の上に位置し、かつ前記複合材燃料タンクの内側にある第２複合材料層と、を有する。前記第１複合材料層及び前記第２複合材料層は構造物を形成する。前記第２複合材料層は、前記複合材燃料タンクの前記内側の表面の電荷を放散させるように構成される。
【０００８】
更に別の有利な実施形態では、構造物を製造する方法が提供される。第１複合材料層及び第２複合材料層を金型に載置する。前記第２複合材料層及び前記第１複合材料層を硬化させる。前記第１複合材料層及び前記第２複合材料層は前記構造物を形成する。前記第２複合材料層は、前記構造物の表面の電荷を放散させるように構成される。
【０００９】
特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、更なる詳細は、次の説明、及び以下の図面を参照することにより理解することができる。
【００１０】
これらの有利な実施形態に固有と考えられる新規の特徴は、添付の請求項に開示される。しかしながら、これらの有利な実施形態だけでなく、これらの有利な実施形態の好適な使用形態、更に別の目的、及び利点は、本開示の有利な実施形態に関する以下の詳細な説明を参照しながら、添付の図面と併せて一読することにより最も深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、有利な実施形態による航空機の製造及び保守方法の図である。
【図２】図２は、有利な実施形態を実現することができる航空機の図である。
【図３】図３は、有利な実施形態による電荷管理環境の図である。
【図４】図４は、有利な実施形態による電荷放散システムの図である。
【図５】図５は、有利な実施形態による構造物の製造環境の図である。
【図６】図６は、有利な実施形態による燃料タンクを備える航空機の図である。
【図７】図７は、有利な実施形態による構造物の断面図である。
【図８】図８は、有利な実施形態による燃料タンクの一部を断面から見た図である。
【図９】図９は、有利な実施形態による電荷放散システムを備える構造物を製造するプロセスのフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
これらの図面を更に詳細に参照するに、本開示の種々の実施形態は、図１に示す航空機の製造及び保守方法１００、及び図２に示す航空機２００に関連して説明することができる。まず、図１を参照するに、航空機の製造及び保守方法の図が有利な実施形態に従って描かれている。製造前段階では、航空機の製造及び保守方法１００において、図２の航空機２００の仕様及び設計１０２、及び材料の調達１０４を行なうことができる。
【００１３】
製造段階では、図２の航空機２００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１０６、及びシステムインテグレーション１０８が行なわれる。その後、図２の航空機２００は、認可及び納品１１０を経て、運航１１２されることになる。顧客が運航１１２している間、図２の航空機２００は、日常的な整備及び保守１１４を行うようにスケジューリングされ、この整備及び保守１１４は、改修、再構成、改装、及び他の整備または保守を含むことができる。
【００１４】
航空機の製造及び保守方法１００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されることがある。これらの実施例では、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。
【００１５】
次に、図２を参照するに、有利な実施形態を実現することができる航空機の図が描かれている。この実施例では、航空機２００は、図１の航空機製造及び保守方法１００によって製造されて、複数のシステム２０４と内装２０６とを有する機体２０２を含むことができる。システム２０４の例として、推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、及び環境システム２１４のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムを含めてもよい。航空宇宙用の例を示しているが、異なる有利な実施形態は、自動車産業のような他の産業に適用することができる。
【００１６】
異なる有利な実施形態は、図示の例の機体２０２内で実現することができる。例えば、異なる有利な実施形態のうちの１つ以上の実施形態は、航空機２００の機体２０２の翼２１８内の燃料タンク２１６のような構造物の内部で実現することができる。
【００１７】
これらの例示的な例では、翼２１８内の燃料タンク２１６は、複合材料により構成することができる。これらの複合材料は、例えば炭素繊維強化複合材料を含むことができる。これらのコンポーネントは、特定の実施形態によって異なるが、複合材料により部分的に、または全体を構成することができる。異なる有利な実施形態は、燃料タンク２１６の内側表面に生成される可能性がある電荷を管理するように実現することができる。
【００１８】
本明細書に具現化される装置及び方法は、図１の航空機の製造及び保守方法１００の少なくとも一つの段階で採用することができる。本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用する「〜のうちの少なくとも１つの」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数からなる様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムが１つだけあればよいことを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００１９】
１つの例示的な実施例では、図１のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１０６において製造されるコンポーネント又はサブアセンブリは、図１で航空機２００の運航中１１２に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。
さらに別の実施例では、任意の数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせは、図１のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１０６並びにシステムインテグレーション１０８などの製造段階で利用可能である。アイテムを参照する際に使用している「任意の数の」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、任意の数の装置の実施形態は一又は複数の装置の実施形態を意味する。
【００２０】
任意の数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせは、図１で航空機２００が運航中１１２及び／又は整備及び保守１１４の段階で利用可能である。任意の数の種々の有利な実施形態の利用により、航空機２００の組立てを実質的に効率化すること、及び／又はコストを削減することができる。
【００２１】
異なる有利な実施形態では、任意の数の注意事項を認識し、且つ考慮している。例えば、異なる有利な実施形態では、プライマーを使用して、燃料タンクの表面の電荷の放散を管理することができることを認識し、そして考慮に入れる。異なる有利な実施形態では、この機構がしかしながら、静電気のような電荷を所望の量だけ放散させることができないことを認識し、且つ考慮している。
【００２２】
異なる有利な実施形態では、プライマーを調製して、電荷の放散量を、現在入手可能なプライマーよりも高めることができることを認識し、且つ考慮している。更に、プライマーの塗布は、電荷の放散量を高めるために行なうことができる。例えば、燃料タンクの表面に塗布されるプライマーの厚さは、電荷の放散量を高めるように選択することができる。しかしながら、これらのプライマーを使用すると、燃料タンクのような構造物を複合材料により製造する費用が増大する可能性がある。
【００２３】
異なる有利な実施形態では更に、構造物の表面に発生する可能性のある電荷を放散させるためにプライマー及び他の機構を使用する場合、航空機の複雑さ、及び重量が、所望の状態よりも増大する可能性があることを認識し、且つ考慮している。異なる有利な実施形態では、プライマーの代わりに、またはプライマーの他に、電荷の放散を可能にする層を設けることが望ましいことを認識し、且つ考慮している。プライマー、及び電荷の放散を可能にする追加層が共に設ける場合、余剰電荷を放散させることができる。
【００２４】
時間及び人員が、プライマーを燃料タンクの内側表面に塗布するために必要となる。適切な量のプライマーを塗布して、所望の放散量を達成するためには、確実に所望の量のプライマーを設けることができるように検査及び追加の作業を行なう必要がある。また、時間及び人員が更に、他のコンポーネント群を燃料タンクに追加して、生成される虞のある電荷の放散量を高めるために必要となる。その結果、航空機を製造するために必要な時間が長くなる可能性がある。
【００２５】
従って、異なる有利な実施形態は、構造物の表面の電荷を低減する方法及び装置を提供する。異なる有利な実施形態では、装置は、第１複合材料層と、そして第２複合材料層と、を備えることができる。第２複合材料層は、第１複合材料層に接続される。第１複合材料層及び第２複合材料層が複合材構造物を構成する。第２複合材料層は、構造物の表面の電荷を放散させるように設定される導電性を有する。
【００２６】
次に、図３を参照するに、電荷管理環境の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、電荷管理環境３００は、図２の航空機２００を用いて実現することができる。
【００２７】
図示のように、構造物３０２は、図２の航空機２００内の構造物とすることができる。これらの例示的な例では、構造物３０２は、液体３０４を保持することができる。具体的には、構造物３０２は、図２の燃料タンク２１６のような燃料タンクとすることができ、そして液体３０４は、燃料３０６の形態を採ることができる。具体的には、構造物３０２は、これらの例示的な例では、図２の翼２１８の内部に配置することができる。
【００２８】
電荷放散システム３０８は構造物３０２に接続することができる。電荷放散システム３０８は構造物３０２に接続することができる。電荷放散システム３０８は、構造物３０２の表面３１２に形成される可能性のある電荷３１０を放散させるように構成される。これらの例示的な例では、表面３１２は、構造物３０２の内側３１３に位置する。別の表現をすると、表面３１２は、燃料タンクの内側３１３に位置する。
【００２９】
これらの例示的な例では、構造物３０２は、複合材構造物３１４の形態を採る。構造物３０２は、第１複合材料層３１８を使用して形成される。更に、電荷放散システム３０８は第２複合材料層３２０を含む。この例示的な例では、第２複合材料層３２０は第１複合材料層３１８の上に位置する。
【００３０】
電荷放散システム３０８内の第２複合材料層３２０は、これらの例示的な例では、構造物３０２の一部であると考えることができる。別の表現をすると、第２複合材料層３２０は、第１複合材料層３１８が構造物３０２に対応して形成されると同時に形成することができる。その結果、構造物３０２の製造後に電荷放散システム３０８を構造物３０２に追加するために要する時間及び費用が追加されるのを回避することができる。
【００３１】
図示のように、第１複合材料層３１８及び第２複合材料層３２０は、同時に硬化させることができる。この種類の硬化は、同時硬化（ｃｏ−ｃｕｒｉｎｇ）と表記することもできる。
【００３２】
これらの例示的な例では、第２複合材料層３２０は、構造物３０２の表面３１２に発生する電荷３１０を放散させるように構成される。この例では、第２複合材料層３２０は導電性３２２を有する。導電性３２２により、電荷３１０を構造物３０２の表面３１２から放散させることができる。
【００３３】
このようにして、第２複合材料層３２０における電荷３１０の発生を低減する、及び／又は防止することができる。具体的には、第２複合材料層３２０の導電性３２２により、電荷３１０を放散させて、構造物３０２の表面３１２からの不所望の放電を低減することができる。この低減によって、不所望の放電が構造物３０２の表面３１２で発生するのを殆ど防止することができる。
【００３４】
第２複合材料層３２０の導電性３２２が高くなると、電荷３１０の放散量も高くなる。導電性３２２は、抵抗率を利用して測定することができる。抵抗率は、導電性３２２の逆数である。１つの例示的な例として、電荷３１０の放散を可能にする第２複合材料層３２０の抵抗率は、約１０６Ωｍ〜約１０９Ωｍとすることができる。抵抗率のこの範囲の値は、導電性３２２の低い範囲の値に対応する。
【００３５】
更に、これらの図示の例では、第２複合材料層３２０は、構造物３０２の内側３１３に外部要因により発生する不所望の放電３２４を低減するように構成される。これらの外部要因は、構造物３０２の一部ではない任意の要因とすることができる。例えば、これに限定されないが、照明のような外部要因により、不所望の放電３２４が、第２複合材料層３２０を使用しない場合に生じる可能性がある。
【００３６】
また、第２複合材料層３２０は更に、構造物３０２内の任意の数の不具合３３０を低減することができるように構成することができる。任意の数の不具合３３０として、例えばこれらには限定されないが、繊維破断、分離、及び／又は他の種類の不具合を挙げることができる。任意の数の不具合３３０は、任意の数のファスナー３３４に対応する任意の数の穴３３２が構造物３０２にドリルで開口されるときに形成される可能性がある。不具合３３０の数が増えると、任意の数の不具合３３０を修理するために行なわれる必要がある補修作業の回数も増える可能性がある。第２複合材料層３２０は、構造物３０２内に形成される不具合３３０の数を低減することにより、必要となる補修作業の回数を減らすように構成される。
【００３７】
更に、電荷放散システム３０８内の第２複合材料層３２０によって更に、ガルバニック腐食３３６の発生を低減することができる。ガルバニック腐食３３６は、電気化学プロセスであり、この電気化学プロセスでは、電気接触が、２つの異なる種類の金属の間で、腐食を起こす液体が存在している状態で生じる。ガルバニック腐食３３６は、第２構造物３３８が構造物３０２と接触する場合に発生する可能性がある。これらの例示的な例では、第２構造物３３８は金属構造物３４０である。第２複合材料層３２０は、第２構造物３３８を第１複合材料層３１８から分離して、ガルバニック腐食３３６を低減する。
【００３８】
図３の電荷管理環境３００は、異なる有利な実施形態を実現することができる態様に物理的な、または構造上の制約があることを示すために図示しているのではない。図示される構成要素群の他に、及び／又は代わりに、他の構成要素群を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では不要とすることができる。また、ブロック群を提示して、幾つかの機能的構成要素を示している。これらのブロックのうちの１つ以上のブロックは、異なる有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、及び／又は異なるブロックに分割することができる。
【００３９】
例えば、構造物３０２は、図２の航空機２００内の構造物として記載されてきた。他の有利な実施形態では、構造物３０２は、他のプラットフォームに設けることができる。例えば、これらには限定されないが、他の有利な実施形態は、移動プラットフォーム、静止プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、宇宙構造物、及び／又は幾つかの他の適切な物体に適用することができる。更に詳細には、異なる有利な実施形態は、例えばこれらには限定されないが、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、建物、及び／又は幾つかの他の適切な物体に適用することができる。
【００４０】
更に、他の有利な実施形態では、構造物３０２は、液体３０４が燃料３０６の形態である燃料タンク以外の他の形態を採ることができる。例えば、これらには限定されないが、液体３０４は、他の揮発性及び／又は不揮発性液体を含むことができる。また、構造物３０２は更に、液体３０４の他に、または代わりに、ガスを保持するように構成することができる。
【００４１】
別の例示的な例として、第１複合材料層３１８のみが、電荷管理環境３００内の構造物３０２に対応するように描かれているが、他の層を、特定の実施形態によって異なるようにして、第１複合材料層３１８の他に設けてもよい。
【００４２】
次に、図４を参照するに、電荷放散システムの図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、電荷放散システム４００は、図３の電荷放散システム３０８の１つの実施形態の一例である。
【００４３】
この図示の例では、第２複合材料層４０１は、構造物４０６の壁４０５の第１複合材料層４０４の上に形成される。第１複合材料層４０４は、構造物４０６に対応する複合材料層である。具体的には、この例示的な例では、第１複合材料層４０４は炭素を含む。
【００４４】
図示のように、第２複合材料層４０１は強化材４０８を含む。強化材４０８は繊維４１２の形態を採ることができる。これらの例示的な例では、繊維４１２は、織物４１５を形成するように構成することができる。別の表現をすると、強化材４０８は繊維４１２を含む織物４１５の形態を採ることができる。織物４１５は、繊維４１２を互いに織り込む製織法、編組法、開繊法、圧着法、及び／又は他の機構により製造することができる。
【００４５】
これらの例示的な例では、第２複合材料層４０１は更に、母材４１０を含むことができる。母材４１０は、樹脂４１４の形態を採ることができる。樹脂４１４を織物４１５に溶融含浸させて、第２複合材料層４０１を形成することができる。
【００４６】
これらの例示的な例では、繊維４１２は、導電性４１６を有することにより、電荷４１８を構造物４０６の表面４２５から放散させることができる。更に、導電性４１６は、不所望な放電４２０が低減し、及び／又は発生することが防止されるように設定することができる。
【００４７】
これらの例示的な例では、繊維４１２は、任意の数の異なる材料により構成することができる。例えばこれらには限定されないが、繊維４１２は、ガラス、炭素、セラミック、シリカ、有機材料、プラスチック、ポリマー、ナイロン、金属、及び他の適切な種類の材料のうちの少なくとも１つにより構成することができる。
【００４８】
更に、幾つかの例示的な例では、繊維４１２に導電性材料４２２を練り込むことができる。導電性材料４２２は、例えば炭素、金属、または或る他の適切な種類の導電性材料とすることができる。例えば、繊維４１２に導電性材料４２２をコーティングすることができる。これらの例示的な例では、繊維４１２の少なくとも一部に導電性材料４２２をコーティングすることができる。別の表現をすると、所望の導電性４１６の大きさによって異なるが、繊維４１２の或る部分、または全ての部分に導電性材料４２２をコーティングすることができる。
【００４９】
他の例示的な例では、樹脂４１４は、繊維４１２の導電性の代わりに、またはこれに加えて、導電性４１６を付与することもできる。例えば、導電性４１６は、樹脂４１４の導電性材料４２４によって付与することができる。特定の実施形態によって異なるが、導電性材料４２２及び導電性材料４２４を共に設けて、導電性４１６を第２複合材料層４０１に付与することができる。
【００５０】
導電性材料４２２及び導電性材料４２４は、例えばこれらには限定されないが、所望の大きさの導電性４１６を付与することができる金属、金属合金、ニッケル、炭素、及び他の適切な種類の材料のうちの少なくとも１つにより構成することができる。幾つかの例示的な例では、繊維４１２及び／又は樹脂４１４にドープして、または処理を施して、導電性４１６を付与することができる。
【００５１】
この例示的な例では、第２複合材料層４０１は、第１複合材料層４０４の上に配置される。勿論、第２複合材料層４０１は、第１複合材料層４０４に直接接触するようにしてもよい。他の例示的な例では、第２複合材料層４０１は、第１複合材料層４０４に、任意の数の追加層４２６のような複合材料層を挟んで接続することができる。任意の数の追加層４２６は、任意の数の導電層を含むことができる。
【００５２】
任意の数の追加層４２６は、他の所望の特徴を提供することができる。例えば、任意の数の追加層４２６は、構造物４０６を別の構造物から、ガルバニック腐食を低減するように絶縁することができる。
【００５３】
図４の電荷放散システム４００は、異なる有利な実施形態を実現することができる態様に物理的な、または構造上の制約があることを示すために図示しているのではない。図示される構成要素群の他に、及び／又は代わりに、他の構成要素群を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では不要とすることができる。また、ブロック群を提示して、幾つかの機能的構成要素を示している。これらのブロックのうちの１つ以上のブロックは、異なる有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、及び／又は異なるブロックに分割することができる。
【００５４】
次に、図５を参照するに、構造物の製造環境の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、製造環境５００は、図３の構造物３０２、または図４の構造物４０６を製造するために用いることができる環境の一例である。
【００５５】
これらの例示的な例では、任意の数の複合材料層５０２、及び任意の数の複合材料層５０４は、金型５０６に積層することができる。金型５０６は任意の数の異なる形態を採ることができる。例えば、金型５０６は、これらの例では、内型または外型とすることができる。
【００５６】
任意の数の複合材料層５０２は、この例では、燃料タンクの壁の複合材料層を形成する。複合材料層５０４は、これらの図示の例では、電荷放散システムの複合材料層を含む。例えば、任意の数の複合材料層５０２は、図４の第１複合材料層４０４を含むことができる。任意の数の複合材料層５０４は、図４の第２複合材料層４０１を含むことができる。更に、図４の任意の数の追加層４２６は、任意の数の複合材料層５０４に設けることもできる。
【００５７】
任意の数の複合材料層５０４は、プリプレグ５０７の形態を採ることができる。別の表現をすると、任意の数の複合材料層５０４は、これらの例示的な例では、任意の数の複合材料層５０２の上に載せたときに、樹脂を溶融させる必要を伴なうことなく硬化する状態になっている。
【００５８】
任意の数の複合材料層５０４、及び任意の数の複合材料層５０２を金型５０６に積層した後、構造物５０８は形状５１０を有し、そして硬化する状態になる。構造物５０８を載せた金型５０６を締めて、加熱システム５１４を用いて硬化処理を行なうことができる。加熱システム５１４は、特定の実施形態によって異なるが、加熱及び真空引きの両方を行なうことができる。加熱システム５１４として、例えばこれらには限定されないが、オートクレーブ、オーブン、ヒートブランケット、及び／又は他の或る適切な種類の加熱装置を挙げることができる。勿論、複合材料を硬化させるために適する任意の加熱源を用いてもよい。
【００５９】
これらの例示的な例では、構造物５０８は、航空機の翼内の燃料タンクとすることができる。構造物５０８を硬化させた後、硬化後の構造物５１２が形成される。その後、特定の実施形態によって異なるが、プライマー５１８、シーラント５２０、及び／又は他の適切な層を硬化後の構造物５１２に付加することができる。
【００６０】
次に、図６を参照するに、燃料タンクを備える航空機の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この図示の例では、航空機６００は、図２の航空機２００の１つの実施形態の一例である。この例では、燃料タンク６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６，及び６１８は、航空機６００内に設けられる。
【００６１】
燃料タンク６０２，６０４，及び６０６が翼６２０内に設けられるのに対し；燃料タンク６１０，６１２，及び６１４は、翼６２２内に設けられる。燃料タンク６０８は胴体６２４内に設けられる。燃料タンク６１６及び６１８は、水平尾翼６２６及び６２８内にそれぞれ設けられる。
【００６２】
これらの例示的な例では、図３の電荷放散システム３０８、及び図４の電荷放散システム４００は、燃料タンク６０２，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６，及び６１８のうちの少なくとも１つの燃料タンク内に設けることができる。
【００６３】
次に、図７を参照するに、構造物の断面の図が、有利な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、断面７００は、図６の燃料タンク６０２のような燃料タンクの断面である。勿論、断面７００は、図６の航空機６００に対応して図示される任意の燃料タンクに当てはめることができる。
【００６４】
この例示的な例では、断面７００で表わされる構造物７０２は、図６の燃料タンク６０２の一部である。この例示的な例では、複合材料層７０４は、燃料タンク６０２の壁７０６を形成する。
【００６５】
図示のように、複合材料層７０８は、電荷放散システム７１０の一部を構成する。電荷放散システム７１０は、図３の電荷放散システム３０８、及び図４の電荷放散システム４００の１つの実施形態の一例である。
【００６６】
この図示の例では、複合材料層７０８は、複合材料層７０４に接触している。プライマー７１２も、電荷放散システム７１０の一部とすることができる。この例では、プライマー７１２は、電荷を放散し易くすることもできる材料により構成することができる。シーラント７１４は、これらの例示的な例では、プライマー７１２の上に形成される。
【００６７】
これらの例示的な例では、複合材料層７０８は、導電性を有することにより、燃料タンク６０２の表面７１６に形成される電荷を放散させることができるように構成することができる。また、複合材料層７０８は更に、外部要因により発生する電流により生じる不所望の放電を低減する、または防止するように構成することができる。複合材料層７０８は更に、複合材料層７０４内に生じる、または複合材料層７０４内を移動する可能性のある燃料タンク内側７１８の不所望の放電を低減する、及び／又は防止するように構成することができる。また、複合材料層７０８は、ガルバニック腐食が、燃料タンク６０２と接触する可能性のある他の構造物から生じるのを低減するように構成することができる。
【００６８】
次に、図８を参照するに、燃料タンクの一部の断面図が、有利な実施形態に従って描かれている。断面８０２で表わされる構造物８００は、この例示的な例では、図６の燃料タンク６０２の一部に対応している。複合材料層８０４は、図６の燃料タンク６０２の壁８０６を形成する。
【００６９】
図示のように、複合材料層８０８は、複合材料層８０４の上に配置される。また、複合材料層８１０を更に、複合材料層８０８と複合材料層８０４との間に配置することができる。複合材料層８０８及び複合材料層８１０は、この特定の例では、電荷放散システム８１２を形成することができる。電荷放散システム８１２は、図３の電荷放散システム３０８、及び図４の電荷放散システム４００の１つの実施形態の一例とすることができる。
【００７０】
図示のように、シーラント８１４を複合材料層８０８の表面８１６に塗布することができる。この特定の例では、プライマーは設けない。複合材料層８０８は、燃料タンク６０２に対応する構造物８００の表面８１８に形成される可能性のある電荷を放散させるように構成される。また、複合材料層８０８は更に、複合材料層８０４内に生じる、または複合材料層８０４内を移動する可能性のある燃料タンク内側８２０の不所望の放電を低減する、及び／又は防止するように構成することができる。
【００７１】
図７及び図８の燃料タンク６０２内の異なる構成要素の図は、電荷放散システムの１つの実施形態を示すために提示される。勿論、他の電荷放散システムが他の構成を有していてもよい。例えば、幾つかの例示的な例では、シーラント７１４及びプライマー７１２は不要とすることができる。更に他の例示的な例では、他の層を、複合材料層８０８と複合材料層８０４との間に設けることができる。例えば、別の複合材料層、またはガラス繊維のような別の材料を、複合材料層７０８と複合材料層７０４との間に配置してもよい。
【００７２】
別の例として、図示のこれらの複合材料層の他に、更に別の複合材料層を、電荷放散システム８１２の構造物８００内に設けることができる。更に、幾つかの例示的な例では、ペイントまたはプライマーを更に、複合材料層８０８の表面８１６に設けることができる。
【００７３】
これらの図示の例では、複合材料層８０４及び複合材料層８０８を金型に積層する。これらの複合材料層を硬化させて燃料タンク６０２を形成する。その結果、現在利用可能な電荷放散システムと比較すると、更に別の操作を行なって、電荷放散システム８１２を燃料タンク６０２に後の時点で追加することは不要となる。
【００７４】
次に、図９を参照するに、電荷放散システムを備える構造物を製造するプロセスのフローチャートが、有利な実施形態に従って描かれている。図９に示すプロセスを実施して、図３の構造物３０２、及び／又は図４の構造物４０６のような構造物を有利な実施形態に従って製造することができる。この図に示すプロセスは、図５の製造環境５００を利用して実施することができる。
【００７５】
当該プロセスは、任意の数の複合材料を金型に積層して第１複合材料層を形成する（操作９００）ことにより始まる。この任意の数の複合材料は、図３の第１複合材料層３１８のような複合材料層の複合材料とすることができる。その後、複合材料を金型に積層して第２複合材料層を形成する（操作９０２）。この第２複合材料層は、図３の複合材料層３２０である。
【００７６】
その後、複合材料を硬化させる（操作９０４）。次に、当該プロセスでは、任意の数のコーティングを、これらの構造物の表面に施し（操作９０６）、当該プロセスはその後、終了する。これらのコーティングとして、例えばこれらには限定されないが、プライマー、シーラント、ペイント、及び他の適切な種類のコーティングを挙げることができる。
【００７７】
異なる図示の実施形態におけるフローチャート及びブロック図は、異なる有利な実施形態における装置及び方法の幾つかの可能な実施形態のアーキテクチャ、機能、及び操作を示している。この点に関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能を表わす、及び／又は操作或いはステップの一部を表わすことができる。
【００７８】
幾つかの別の実施形態では、ブロックに記述される機能または機能群は、これらの図に記載される順番とは異なる順番で行うことができる。例えば、幾つかの場合には、連続して示される２つのブロックは、略同時に実行することができる、またはこれらのブロックは、実行される機能によって異なるが、逆の順番で実行してもよい場合がある。また、フローチャートまたはブロック図に図示されるブロック群の他に、他のブロック群を追加してもよい。
【００７９】
例えば、幾つかの例示的な例では、特定の実施形態によって異なるが、コーティングをこれらの構造物に施す操作９０６を行なう必要がない。更に他の有利な実施形態では、更に別の層を、構造物を実現し、かつ電荷放散システムの複合材料層を実現する複合材料層の他に設けることができる。
【００８０】
従って、異なる有利な実施形態は、電荷を管理する方法及び装置を提供する。１つの有利な実施形態では、装置は、複合材料層及び織布層を備える。複合材料層は織布層の上に配置される。複合材料層及び織布層は構造物を形成する。織布層は、構造物の表面の電荷を放散させるように構成される。
【００８１】
更に、織布層は、異なる事象に応答して生じる可能性のある電荷の流れを低減する、または防止するように構成することができる。また、織布層は、別の構造物を含む構造物から生じる可能性のあるガルバニック腐食を低減するように構成することもできる。
【００８２】
このようにして、異なる有利な実施形態では、現在利用可能なシステムと比較すると、電荷の放散を、より少ない費用で済ませることができ、複雑さをより軽減することができ、そしてより短い時間で済ませることができるように行なうことができる。
【００８３】
例えば、電荷放散システムを構造物と同時に形成することにより、電荷放散システムを追加する更に別の操作を回避することができる。
【００８４】
更に、電荷を放散させるように構成される１つ以上の複合材料層を用いることにより、異なる有利な実施形態では、他の種類の電荷放散システムと比較すると、重量及び複雑さを低減することができる。例えば、異なる例示的な例における電荷放散システムは、構造物自体の一部として一体的に設けることができる。プライマーまたは他の材料のようなコーティングを構造物の表面に施す作業は、異なる有利な実施形態を用いて回避することができる。
【００８５】
異なる有利な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。多くの変形及び変更が可能であることは、この技術分野の当業者には明らかであろう。更に、異なる有利な実施形態は、他の有利な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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