[发明专利]单面紧固件、组件、燃料箱以及飞行器

说明书

本发明提供了单面紧固件、组件、燃料箱以及飞行器，该单面紧固件构造成安装在给定长度的孔中。单面紧固件包括：套筒构件，该套筒构件构造成在安装单面紧固件期间变形；螺栓构件，该螺栓构件至少部分地接纳在套筒构件内；以及绝缘构件，该绝缘构件固定地布置在套筒构件上。套筒构件具有预定外表面区域，该预定外表面区域设置成在安装单面紧固件之后被布置在孔内。绝缘构件与套筒构件相互构造成使得绝缘构件存在于预定外表面区域的第一子区域上并且不存在于预定外表面区域的第二子区域上。第一子区域和第二子区域中的每一者均包括套筒构件的整个圆周。

技术领域

本发明涉及单面紧固件、并且涉及包括这种单面紧固件的组件、燃料箱和飞行器。

背景技术

用复合材料制造飞行器结构件的趋势日益增长。在飞行器中，通常使用金属紧固件将复合结构件紧固至彼此和/或紧固至金属结构件。用于航空结构件的复合材料的传导性通常比金属低得多，至少在飞行器的正常运行条件下是这样。如果电流密度超过复合结构件与金属紧固件/结构件之间的接合部的载流能力，则在复合结构件上和在复合结构件中移动的电荷可以从复合结构件到邻近的金属紧固件或结构件形成电弧。

当闪电冲击这种飞行器时，较大电荷被置于复合结构件上。当电荷从复合结构件到金属紧固件或结构件形成电弧时，在短时间段内消耗了非常大量的能量。电弧周围的空气被该能量加热，复合结构件也被加热。对复合结构件的加热可能足以使复合材料的小的微粒瞬间蒸发。替代性地或另外地，复合材料和/或金属紧固件的微粒可能变得灼热并脱落。闪电冲击的能量常常足以将这些微粒以火花的形式喷射到距电弧位置一米或更远。

如果这种电弧放电发生在燃料箱中，则将存在火花可能点燃燃料或任何燃料蒸汽的风险。因此，其中燃料箱至少部分地由复合结构件形成的飞行器必须包括用于防止在闪电冲击的情况下点燃燃料的机构。

发明内容

本发明的第一方面提供了单面紧固件，该单面紧固件构造成安装在给定长度的孔中。单面紧固件包括：套筒构件，该套筒构件构造成在安装单面紧固件期间变形；螺栓构件，该螺栓构件至少部分地接纳在套筒构件内；以及绝缘构件，该绝缘构件固定地布置在套筒构件上。套筒构件具有预定外表面区域，该预定外表面区域设置成在安装单面紧固件之后被布置在孔内。绝缘构件与套筒构件相互构造呈使得绝缘构件存在于预定外表面区域的第一子区域上并且不存在于预定外表面区域的第二子区域上。第一子区域和第二子区域中的每一者均包括套筒构件的整个圆周。

可选地，第一子区域相对更接近单面紧固件的尾端部并且第二子区域相对更接近单面紧固件的头端部。

可选地，第一子区域的直径比第二子区域的直径小了基本上等于绝缘构件的厚度的量。

可选地，第二子区域的直径基本上等于绝缘构件的外径。

可选地，套筒构件具有可变形部段，该可变形部段构造成在安装单面紧固件期间变形。

可选地，可变形部段的外表面与预定外表面区域不交叠。

可选地，单面紧固件能够在预安装构型与安装后构型之间移动，在预安装构型中，套筒构件未变形并且套筒构件的尾端部相对于螺栓构件具有第一轴向位置；在安装后构型中，套筒构件变形并且套筒构件的尾端部相对于螺栓构件具有不同的第二轴向位置。

可选地，绝缘构件可弹性变形或者可塑性变形。

可选地，套筒构件的预定外表面区域包括表面特征部，该表面特征部定形状成与绝缘构件的布置在预定外表面区域上的边缘的形状相匹配。

可选的，表面特征部和边缘相互构造成在安装单面紧固件期间和安装单面紧固件之后保持表面特征部与边缘之间的紧密接触。

可选地，表面特征部和边缘包括下述各者中的一者或更多者：匹配的渐缩部分、匹配的阶梯部、互锁特征部，该互锁特征部构造成抵抗绝缘构件与套筒构件的相对轴向运动。