[发明专利]复合材料、飞机部件及防冰除冰方法

说明书

本发明涉及一种复合材料、飞机部件以及防冰除冰方法。复合材料由主结构层、上绝缘层和下绝缘层组成。主结构层由碳纤维复合材料制成，而且被构造为能够导电并在导电状态下发热；上绝缘层设置在主结构层的上侧，下绝缘层设置在主结构层的下侧，上绝缘层和下绝缘层均采用与碳纤维相兼容的复合材料制成。根据本发明，主结构层既能起到结构承载作用，又能够通电发热，与传统复合材料相比，省略了加工电加热膜的步骤，生产工艺简化，并且避免了在反复使用中的分层、气泡和剥离等问题的发生。并且将结构承载部分和发热部分集成为一体，能够使得复合材料更加轻质。

技术领域

本发明涉及飞行器维修与制造领域，具体涉及一种用于防冰除冰的复合材料、飞机部件及防冰除冰方法。

背景技术

随着现代民用飞机结构越来越多的采用复合材料，同时伴随着飞机多电技术的应用和电防冰技术的发展，飞机电防冰除冰已经成为未来防冰领域的发展趋势。飞机电防除冰系统关键部件为电加热功能单元，其是一种结构功能件，其具备结构承载、通电发热、内部绝缘、防雷电、雨水等侵蚀四项基本要素。

复合材料电防除冰功能单元是在复合材料内部引入金属加热元件，从而形成的结构功能件，其自外向内的基本结构形式为“防护层 4-绝缘层2-电加热膜3-绝缘层2-复合材料层1-绝缘层2”，具体如图 1所示。其中复合材料层起到结构承载和定型作用；电加热膜层能够通电后发热；绝缘层用于将加热层与其它结构层之间绝缘；防护层用于防止雷电、雨水侵蚀等。

这种复合材料电防除冰功能单元多层结构的设计和加工工艺流程相对复杂，且由于电加热膜金属材料与其它复合材料层的材料属性差异，如粘接性、热膨胀系数等差异，在反复的加热循环使用过程中，很容易出现分层、起泡和剥离等现象。

因而需要提供一种复合材料、飞机部件及防冰除冰方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于飞行器的复合材料、飞机部件及使用其的方法。复合材料的主结构层既能起到结构承载作用，又能够通电发热，与传统复合材料相比，省略了加工电加热膜的步骤，生产工艺简化，并且避免了在反复使用中的分层、气泡和剥离等问题的发生。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于飞行器的复合材料，所述复合材料由以下结构组成：

主结构层，所述主结构层由碳纤维复合材料制成，而且被构造为能够导电并在导电状态下发热；

上绝缘层和下绝缘层，所述上绝缘层设置在所述主结构层的上侧，所述下绝缘层设置在所述主结构层的下侧，所述上绝缘层和所述下绝缘层均采用与碳纤维相兼容的复合材料制成。

在一种实施方式中，所述主结构层为一体式均质结构，且所述主结构层用作所述复合材料的结构承载单元。

在一种实施方式中，所述上绝缘层的材质不同于所述下绝缘层的材质。

在一种实施方式中，所述下绝缘层的导热系数低于所述上绝缘层的导热系数，所述下绝缘层的厚度大于所述上绝缘层的厚度。

在一种实施方式中，所述主结构层的厚度为与所述复合材料的厚度的1/5。

根据本发明的另一方面，提供了一种利用上述任意一项方案所述的复合材料制作的飞机部件，所述飞机部件还包括接电部件，所述接电部件的一端嵌埋在所述复合材料的主结构层内部，另一端用于与电源相连。

在一种实施方式中，所述接电部件形成为T形结构，所述T形结构包括输出部分和引脚部分，所述输出部分呈条状结构并埋置在所述主结构层内部，所述输出部分的相对的端点分别与所述电源的正极和负极电连接，所述引脚部分垂直于所述输出部分而向外延伸。

在一种实施方式中，所述飞机部件还包括防护层，所述防护层设置在所述复合材料的上绝缘层的上侧。