Способ защиты топливных баков вертолета от термического воздействия тока молнии

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к молниезащите летательных аппаратов, в том числе к защите топливных баков вертолета от термического воздействия тока молнии. Способ включает нанесение на поверхность металлического топливного бака диэлектрического покрытия и электропроводящего поверхностного слоя. При этом на диэлектрическое покрытие наносят слои нетокопроводящей эмали, а затем на ее последний слой перед отвердением наносят напылением металлический порошок для образования электропроводящего поверхностного слоя. Для более плотного внедрения порошка напыление его осуществляют при воздействии на топливный бак вибраций. Оптимальным материалом для напыления является порошок металлического никеля или другого вещества, имеющего низкое сопротивление электрическому току. Для топливных баков вертолета Ми-8 диэлектрическое покрытие и электропроводящий поверхностный слой располагают на нижней части баков до высоты h=0,35÷0,45 Н, где Н - высота топливного бака; h - высота нанесения диэлектрического покрытия. Изобретение позволяет создать эффективную молниезащиту топливных баков вертолета при небольшой массе молниезащитного покрытия. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к молниезащите летательных аппаратов.

Известен способ молниезащиты внешних топливных баков летательных аппаратов (авторское свидетельство СССР N 1362681, МКИ 6 - В 64 В 45/02, 1986 г. ), заключающийся в установке электропроводящего кожуха с зазором относительно топливного бака с помощью диэлектрических дистанцирующих прокладок.

Недостатком такого способа является значительная масса устанавливаемого молниезащитного кожуха и низкая эффективность такой молниезащиты вследствие возникновения местных нарушений целостности диэлектрических прокладок при эксплуатации.

Известен способ молниезащиты агрегатов летательного аппарата (Патент США N 3755713, МКИ - Н 05 F 1/02, 1973), который включает нанесение диэлектрического покрытия из полимерного композиционного материала, сверху которого размещают токопроводящий слой из проволочной сетки, выполненной трикотажным переплетением, в котором петли образованы из единичных алюминиевых проволочек аналогичных структуре ткани.

Недостатком такого способа молниезащиты является высокая повреждаемость получаемого токопроводящего слоя, снижающая надежность защиты летательного аппарата при ударах молнии, изготовлении и эксплуатации.

Известен способ защиты летательных аппаратов от воздействий молниевых разрядов, наиболее близкий к заявляемому техническому решению (Голубева М.Г. , Засимов В. М. Методы защиты летательных аппаратов от вредных воздействий молниевых разрядов. Проблемы безопасности полетов. 1984, N11), включающий нанесение на металлическую обшивку защищаемого агрегата слоя диэлектрика, поверх которого нанесен слой электропроводящей краски, например на основе А1-пудры.

При таком способе защиты молниезащитное покрытие имеет небольшую массу, но недостаточно эффективно вследствие невысокой проводимости слоя электропроводящей краски, включающей металлическую пудру.

Настоящее изобретение направлено на создание эффективной молниезащиты топливных баков вертолета при небольшой массе молниезащитного покрытия.

Поставленная задача решена благодаря тому, что в способе защиты топливных баков вертолета от термического воздействия тока молнии, включающем нанесение на поверхность топливного бака диэлектрического покрытия и электропроводящего поверхностного слоя, на диэлектрическое покрытие наносят слои нетокопроводящей эмали, а затем на ее последний слой перед отверждением наносят напылением металлический порошок для образования электропроводящего поверхностного слоя.

Напыление металлического порошка осуществляют при воздействии на топливный бак вибраций.

Электропроводящий поверхностный слой выполнен из порошка металлического никеля или другого вещества, имеющего низкое сопротивление электрическому току.

Для топливных баков вертолета Ми-8 диэлектрическое покрытие и электропроводящий поверхностный слой располагают на нижней части баков до высоты h= 0,35-0,45 Н, где Н - высота топливного бака, h - высота диэлектрического покрытия.

Диэлектрическое покрытие, выполненное в виде расчетного числа слоев конструкционной стеклоткани, приклеенной к металлической поверхности топливного бака, имеет изолирующие характеристики, защищающие его от прожогов, и требуемые весовые характеристики. Нанесенный на диэлектрическое покрытие слой эмали с напыленным поверхностным электропроводящим слоем обеспечивает проводимость для отвода тока молнии на корпус фюзеляжа вертолета. Размещение такого покрытия только на характерных для попадания молнии участках наружной поверхности топливного бака, в "зоне молниезащиты", обеспечивает его надежную молниезащиту при оптимальных весовых характеристиках. Например, при его размещении в указанных относительных размерах зоны молниезащиты для топливных баков вертолета Ми-8, установленных на основе многократных испытаний и статистических данных, обеспечивается надежная молниезащита топливных баков. Напыление на последний слой нетокопроводящей эмали перед его отверждением слоя металлического порошка позволяет подучить поверхностный электропроводящий слой, обеспечивающий надежную защиту при ударах молнии благодаря более высокой проводимости такого электропроводящего слоя в сравнении с проводимостью слоя электропроводящей краски на основе, например, А1-пудры. Оптимальным с точки зрения снижения повреждаемости покрытия при попадании молнии является использование для получения поверхностного электропроводящего слоя порошка металлического никеля. Воздействие на топливный бак вибраций обеспечивает более плотное внедрение порошка в неотвержденный слой эмали при напылении. Для надежного отвода тока молнии на металлические элементы фюзеляжа вертолета по границе электропроводящего слоя приклеивают плетеную сетчатую ленту из латунной проволоки, соединяемую с фюзеляжем вертолета.

Предлагаемый способ защиты топливных баков вертолета от термического воздействия тока молнии поясняется чертежами, где изображены: на фиг.1 - общий вид топливного бака, вид сбоку; на фиг.2 - сечение Б-Б фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А фиг.1; на фиг.4 - вид спереди на топливный бак.

На поверхность металлического топливного бака 1 в зоне молниезащиты 2, то есть на характерные для попадания молнии участки поверхности топливного бака, наносят диэлектрическое покрытие 3, для чего на металлическую поверхность этих участков сначала приклеивают эпоксидным клеем расчетное, из условия отсутствия пробоя, число слоев нетокопроводящего конструкционного материала, например раскроенные из составных частей с нахлестом полотнища стеклоткани или полимерной пленки. Указанные участки, характерные для попадания молний, выявляют на основе экспериментальных исследований с точностью до 98%. Например, для топливного бака вертолета Ми-8 зона молниезащиты расположена на нижней части баков 1 до высоты зоны молниезащиты h=0,35-0,45 высоты топливного бака.

По границе зоны молниезащиты 2 приклеивают, например, клеем КТП-1, плетеную сетчатую ленту 4 из латунной проволоки, кроме мест расположения крепежных стальных лент (не показаны) крепления топливного бака 1 к фюзеляжу 5. Поверх приклеенных по периметру зоны молниезащиты 2 плетеных сетчатых лент 4 приклеивают защитные полосы 6.

Затем на полученное в зоне молниезащиты 2 диэлектрическое покрытие 3 с приклеенными плетеными сетчатыми лентами 4 наносят слои 7 нетокопроводящей эмали, например эпоксидной смолы горячего или холодного отверждения, типа ЭП-140. Перед высыханием последнего слоя эмали на него наносят напылением слой порошка металлического никеля (ПНК-1). Степень дисперсности порошка и толщина слоя порошка при напылении выбирают из условия обеспечения требуемой проводимости для защиты диэлектрического покрытия 3 от прожога. Например, толщиной 0,05-0,06 мм для топливного бака вертолета Ми-8. Для более плотного внедрения порошка в верхний слой эмали рекомендуется во время напыления подвергать топливный бак вибрации.

При монтаже топливного бака 1 на фюзеляж 5 вертолета неприклеенные участки плетеной сетчатой ленты 4 пропускают под крепежные ленты, которыми бак 1 крепится к фюзеляжу 5, соединяя таким образом наружный токопроводящий слой 7 зоны молниезащиты 2 с металлическим фюзеляжем 5 для отвода тока молнии.

На поверхность топливного бака 1 вне зоны молниезащиты 2 наносят лакокрасочное покрытие 8.

В применяемых материалах клеях, тканях, лаках и красках не должно содержаться токопроводящих наполнителей.

Проведенные испытания показали высокую устойчивость электропроводящего слоя, полученного напылением металла, к термическому воздействию тока молнии. Особенно эффективным является напыленный слой никеля, который показал более высокую в сравнении с алюминием и другими металлами устойчивость к прожогу током молнии. Кроме того, испытания показали достаточность молниезащиты только упомянутой зоны на поверхности топливного бака. Это снижает вес конструкции и расход материалов.

Формула изобретения

1. Способ защиты топливных баков вертолета от термического воздействия тока молнии, включающий нанесение на поверхность топливного бака диэлектрического покрытия и электропроводящего поверхностного слоя, отличающийся тем, что на диэлектрическое покрытие наносят слои нетокопроводящей эмали, а затем на ее последний слой перед отвердением наносят напылением металлический порошок для образования электропроводящего поверхностного слоя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напыление металлического порошка осуществляют при воздействии на топливный бак вибраций.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электропроводящий поверхностный слой выполнен из порошка никеля или другого вещества, имеющего низкое сопротивление электрическому току.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для топливных баков вертолета Ми-8 диэлектрическое покрытие и электропроводящий поверхностный слой располагают на нижней части баков до высоты h= 0,35÷0,45 Н, где Н - высота топливного бака; h - высота нанесения диэлектрического покрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4