[实用新型]一种飞机机翼静电消除与振动控制的装置

说明书

本实用新型涉及一种消除静电的装置，尤其是在飞机机翼内部嵌入电流变液的一种飞机机翼静电消除与振动控制的装置。

早在本世纪20年代，人们就发现，飞机在空中飞行时，由于同空间粒子碰撞等原因，在飞机上要积累静电荷。这些静电荷可以使飞机电位迅速升高，在飞机的尖锐部位产生放电，放电所产生的无线电干扰甚至可以引起飞机的迷航。另外，带静电的飞机在飞行过程中，还有电击的危险；在云中飞行时，也大大增加了雷击的可能性。目前，防止飞机静电危害，保证飞行安全业已成为世界各国军用及民用航空界人士普遍关注和重视的问题^[1]。为了防止飞机外部介质表面上电荷的积累及产生流光放电，目前普遍采用防静电涂层的方法。可是介质的天线罩涂上导电涂层后，虽然静电可以很快泄放掉，但是天线罩的透波性能可能降低。

本实用新型的目的是提供一种飞机机翼静电消除与振动控制的装置，它不仅能消除飞机机翼的静电荷，而且同时能减小机翼振动。

本装置所使用的电流变流体(简称ER流体)是由尺寸在0.1～100μm的高介电常数的颗粒(如SiO₂等)分散在低绝缘油(如硅油)中形成的一种悬浮液体，没有电场时，电流变液呈液体状态，可象水或液压油那样自由流动；政治有电场(场强为1～3kV/mm)作用时，电极之间的ER流体的粘度会发生几个数量级的增加。这种固液之间的转变仅仅在毫秒之间就可实现，而且这种转变是可逆的，施加电场的电流变液用足够的力改变时，可以发生流变，但是当外加剪切力低于临界值时，胶体表现出固体特性，具有可测量的刚度。

本实用新型的目的是这样实现的：我们在机翼中嵌入ER装置。其中ER装置的外极板通过导线与机翼相连接。当有静电荷产生时，ER装置的外极板上就布满了静电荷。用外极板与内极板之间产生的高电压来激活ER流体，使之粘度增加或转变为固态。ER流体消除静电的机理：首先，用导线把静电荷引到ER装置的极板上。ER装置由于具有两个极板，故可以近似地看作是一个电容，它的电阻是无穷大。其次，由于连续相之中加入了弥散相的颗粒。当有电场存在时，弥散相粒子会发生极化，互相交织成链状，从而使电流变液工作。在此过程中，由于粒子从无规分布到有序状态，就会耗散能量；电流变液体中有微弱的漏电流通过及发热等，ER装置就把静电能转化为ER流体的内能；由于机翼的振动，所产生的剪切力不断破坏电流变液体的固化，ER流体要维持固态或粘度增加状态，这样就消耗了静电能。

由于ER装置放在机翼内部，故可以通过ER流体的电流变效应来减小机翼振动。而且此装置不需要外加电场而直接用具有潜在危险的静电荷做激励源，从而不但消除了静电，而且增加了飞机飞行的平稳性。

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是机翼的示意图。

图2是ER装置的剖视图。

图3是ER装置的单元块。

图中1.机翼2.导线3.ER装置4.内极板5.外极板6.ER流体。

在图中，在机翼(1)中嵌入ER装置(3)，ER装置(3)的外极板(5)通过导线(2)与机翼(1)相连接，两极板之间充入ER流体(6)。当飞机在空中飞行时，机翼(1)同空间粒子摩擦产生大量的静电荷，机翼(1)上的静电荷转移到ER装置(3)的外极板(5)上，内极板(4)与外极板(5)之间的高电压激活了ER流体(6)，使之产生电流变效应，ER流体(6)的粘度增加或固化。由于ER装置(3)嵌于机翼(1)内部，故不但消除了静电荷，而且同时减小了机翼(1)振动，增加了飞机飞行的平稳性。

                参考文献

[1]孙可平，宋广成主编，《工业静电》，中国石化出版社，北

京，1994，8：255～303