[发明专利]集成的可分离的防弹防护罩

说明书

本发明提供一种用于保护飞行器抵抗高能量撞击的威胁的轻质防护罩，其包括，具有第一侧面和第二侧面的结构层，其中第一侧面旨在用于接收撞击；以及用于吸收高能量撞击的防弹材料层，防弹材料层具有第一侧面和第二侧面，其中防弹材料层的第一侧面面向结构层的第二侧面并且通过可逐渐分离的交界面连接到所述结构层，且防弹材料层的第二侧面是自由表面。

技术领域

本发明属于飞行器结构和保护飞行器抵抗高能量撞击的威胁的领域，更具体地，属于用于保护飞行器结构抵抗高能量撞击的轻质防弹防护罩的领域。

背景技术

存在已知的装备有例如开式转子(OR)或涡轮风扇发动机边界层吸入(BLI)的发动机配置的飞行器。在这些飞行器中，发生例如螺旋桨叶片释放(PBR)事件或非包容式发动机转子故障(UERF)事件的潜在的危险事件可能在机身上以及在相反的发动机中产生较大的损坏，螺旋桨叶片释放(PBR)事件即为涡轮螺旋桨发动机的外部叶片脱落并碰撞机身的事件，非包容式发动机转子故障(UERF)事件即为发动机的内部转子的一部分折断、释放并碰撞机身的事件。

虽然发动机制造商正在努力降低所述故障事件的概率，但经验表明可能导致灾难性的事件的PBR和UERF事件不断发生。

在螺旋桨叶片释放事件的案例中，目前的飞行器中没有采用特殊的保护，然而，为了评估机身在潜在的撞击区域中所需要的碳纤维复合材料厚度以抵抗这样的事件，已经进行了一些研究。

在对于UERF事件的保护方面，为了尽量减少发动机或辅助动力装置(APU)发生转子故障的危险，采取了一些保护。另外，如果燃料罐位于撞击区域，则在燃料罐上应用特定的保护，以尽量减少燃料单元损坏的可能性。铝或钛的防护通常用于这些事件。

众所周知，重量是航空工业中的基本面，因此即使对于例如机身的主要结构也具有使用复合材料代替金属材料的结构的趋势。然而，与常规轻质金属材料相比，由碳纤维制成的常见的复合材料表现出较低的抗撞击性和耐损伤能力。此外，复合材料中不存在与金属材料相似的可塑性表现，并且它们在变形时不能吸收高应变能量总额。

根据威胁，最广泛传播的防弹复合材料装甲通常由不同材料(例如金属，织物和陶瓷)的层组成或由具有良好防弹性能的材料的单独的织物(也称为“干”织物)组成。

因此，具有能够满足安全要求和防弹性能的机身结构(特别是当它们由复合材料制成时)的需要。

发明内容

对于上述问题，本发明通过根据权利要求1的用于保护抵抗高能量撞击的威胁的轻质防护罩以及根据权利要求13的飞行器提供了选择性的解决方案。在从属权利要求中，本发明的优选实施例被限定。

在第一发明方面中，本发明提供一种用于保护飞行器抵抗高能量撞击的威胁的轻质防护罩，其包括，

具有第一侧面和第二侧面的结构层，其中第一侧面旨在用于接收撞击，

用于吸收高能量撞击的防弹材料层，防弹材料层具有第一侧面和第二侧面，

其中防弹材料层的第一侧面面向结构层的第二侧面并且通过可逐渐分离的交界面连接到所述结构层，且防弹材料层的第二侧面是自由表面。

在这整个文档中，“自由表面”将被理解为不与元件，即固定机构或任何其它非防弹层，接触的表面。

有利的是，防弹材料的在结构层上的施用提供了用于保护的轻质且耐用的防护罩。此外，防弹材料提供了高的热稳定性，这也避免了火灾蔓延。

此外，结构层和防弹材料层之间的通过可逐渐分离的交界面的连接有利地允许防弹材料层易于从结构层分离。因此，当撞击发生在结构层上时，防弹材料层的被分离的部分尽可能多地表现为在张力上起作用的膜。