[发明专利]具有太阳能捕获能力的飞行器结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于飞行器的能量供给。更具体地，本发明涉及一种具有太阳能捕获能力的飞行器结构。

本发明提供了由复合材料制成的飞行器结构的特定优势。

背景技术

目前的飞行器包括旨在机载产生电能的嵌入式电源，机载产生的电能使得不管在地面上或在飞行中能够向消耗电能的不同系统提供电力。

这些系统一般彼此远离并且远离电源，分布于整个飞机，从驾驶舱穿过机翼到飞机的尾部。

在远离电源的需要电力供给的系统中，存在通过说明性示例的方式的位于机翼末端的闪光灯。

为了到达系统并且向系统中的每个单独提供电源，电缆束从电源延伸至每个系统。

这种电缆束的网络对于飞行器显然是一种弊端，不管是在成本还是重量方面。

另外，这种电缆束的网络的布置呈现出以下缺点：实施复杂，在安装和维护这些电缆束的操作方面复杂性增加。

另外，由于存在数量相对多的这些系统并且它们能耗很高，所以电源必须提供不少电力，这在成本和重量方面也是一种弊端。

发明内容

本发明的目的具体是限定具有能量捕获能力的飞行器结构，该飞行器结构的重量负担至多相当于现有方案的重量负担，并且其性能水平至少相当于现有方案的性能水平。

为此，本发明提出了利用具有导电性的涂料来涂覆飞行器结构，涂料沉积在飞行器结构的外表面上。外表面在此处被定义为面向飞行器外的环境的表面，换句话说是可能遭受雷击的表面。

更具体地，根据本发明，提出了一种具有太阳能捕获能力的飞行器结构，其中外表面的至少一部分涂覆有光伏膜。

光伏膜应当被理解为是指与其他两个维度(长度和宽度)相比厚度小的层。该光伏膜是柔性层，即非刚性层。该膜是由以独立的光伏模块的形式配置的光伏电池制成的，以当它们受到入射的太阳辐射时输送直流电流和/或电压作为输出。

光伏模块串联或并联连接在一起，并且逐个并排布置以形成光伏膜。

光伏电池由多个层构成，其中一个层是具有导电能力的电极。此电极有利地使得能够收集并传输电荷。

电极优选是银、铜或铝的层。

从环保角度来看，通过设置有这种光伏膜的飞行器结构来捕获太阳能并将太阳能转化成电能提供了不少贡献(input)。

因此，某些系统将有利地能够经由源于通过根据本发明布置成邻近于所述系统的飞行器结构捕获太阳能的能量源来提供电力。这种向这些系统例如离飞行器的电源最远的那些系统供电的方式，使得能够减少电力布线。

因此，飞行器结构上的光伏膜提供了满足飞行器需求的太阳能捕获能力，而没有产生关于重量或复杂实施的负担。

除了太阳能捕获能力之外，在飞行器结构上发生雷击的情况下，与当前方案相比，光伏膜提供了更迅速和有效地传输待消散的电荷的能力。

在飞行器结构的表面上使用光伏膜使得能够有效保护飞行器结构免受雷电影响，而不造成表面品质的任何劣化，其对于需要金属网格的现有飞行器结构亦是如此。实际上，与厚度断续的金属网格不同，光伏膜具有均匀且恒定的厚度。

在飞行器结构的表面上使用光伏膜的另一优点在于生产约束。

实际上，因为光伏膜的恒定厚度，所以与具有网格的表面的那些生产约束相比，与结构的表面品质相关联的生产约束在减少。

与用于保护免受雷电的现有技术所提供的常规方案相比，其结果是通过减少制造操作的数目和所需要的时间并简化维护的周期获益。

增加光伏膜的结构使得能够满足能源产生和防雷电的生产的要求。

这个非常有利的结果是在没有现有技术提出的常规金属网格的情况下获得的。

飞行器结构还有利地剥离掉特别是用于非定制区的如飞机机翼的装饰性漆层。

使用这样的光伏膜适合于任何飞行器结构，无论是由金属材料或复合材料制成的飞行器结构。

由复合材料制成的结构应当被理解为是由保持在例如环氧树脂的硬有机基体中的矿物纤维或有机纤维例如玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维制造的结构。

根据具体实施方案，本发明还涉及单独地或在每个其技术上可操作的组合实现的以下特征。这些特征中的至少一些针对的是本发明的另外的目的。具体地，本发明旨在使飞行器结构的面向外部环境的顶表面与在当前的飞行器中不存在标准的装饰层时一样光滑明亮。

在本发明的具体实施方案中，飞行器结构包括在外表面与光伏膜之间的柔性聚合物层。

柔性聚合物层是非刚性层，这使得能够保证在飞行器的结构的热机械应力条件下组件的变形。