Recubrimiento de desviación de área amplia frente a rayos.

Un recubrimiento (710) que comprende:

una hoja (718) metálica con patrón;

una película de polímero (720) que subyace con respecto a la hoja (718) metálica con patrón; y un revestimiento superior de polímero (712) que subyace con respecto a la hoja metálica con patrón (718),

que se caracteriza por que la hoja (718) metálica con patrón comprende una pluralidad de secciones (750) de hoja metálica separadas físicamente unas de otras por medio de una pluralidad de zonas (752), presentando la pluralidad de zonas (752) una resistencia de lámina de 100 a 1.000.000 ohms por cuadrado o más.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06254833.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-1596 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: Rawlings,Diane C, Keough,Bruce K.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B32B15/04 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B32 PRODUCTOS ESTRATIFICADOS.B32B PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS CAPAS DE FORMA PLANA O NO PLANA, p. ej. CELULAR O EN NIDO DE ABEJA. › B32B 15/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de metal. › que tienen un metal como único componente o como componente principal de una capa adyacente a otra capa de una sustancia específica.
  • B32B15/08 B32B 15/00 […] › de resina sintética.
  • B32B15/20 B32B 15/00 […] › que tiene aluminio o cobre.
  • B32B27/40 B32B […] › B32B 27/00 Productos estratificados compuestos esencialmente de resina sintética. › teniendo poliuretanos.
  • B32B27/42 B32B 27/00 […] › con resinas de condensación de aldehídos, p.ej. con fenoles, ureas o melaminas.
  • B64C1/12 B […] › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 1/00 Fuselajes; Características estructurales comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares (características aerodinámicas comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares B64C 23/00; instalaciones de la cabina de vuelo B64D). › Estructura o fijación de paneles de revestimiento.
  • B64C3/26 B64C […] › B64C 3/00 Alas (superficies estabilizadoras B64C 5/00; alas de ornitópteros B64C 33/02). › Estructura, forma o fijación de revestimientos independientes, p. ej. paneles.
  • B64D45/02 B64 […] › B64D EQUIPAMIENTO INTERIOR O ACOPLABLE A AERONAVES; TRAJES DE VUELO; PARACAIDAS; DISPOSICIONES O MONTAJE DE GRUPOS MOTORES O DE TRANSMISIONES DE PROPULSION EN AERONAVES.B64D 45/00 Indicadores o dispositivos de protección de aeronaves no previstos en otro lugar (camuflaje F41H 3/00). › protecciones contra rayos (pararrayos H01C 7/12, H01C 8/04, H01G 9/18, H01T; disposiciones de circuitos a este efecto H02H ); Descargadores de electricidad estática (en general H05F 3/00).
  • H05F3/02 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05F ELECTRICIDAD ESTATICA; ELECTRICIDAD DE ORIGEN NATURAL.H05F 3/00 Eliminación de las cargas electrostáticas (de los seres vivientes A61N 1/14). › por medio de conexiones a tierra.

PDF original: ES-2382784_T3.pdf

 

Recubrimiento de desviación de área amplia frente a rayos.

Fragmento de la descripción:

Recubrimiento de desviación de área amplia frente a rayos

Campo de la invención

La presente invención se refiere de manera general a accesorios y, de manera general, a accesorios para la protección frente a rayos.

Antecedentes de la invención

La pintura ha sido durante mucho tiempo el proceso elegido par aplicar revestimientos a las superficies, especialmente a aquellas que tienen curvatura compleja. De manera general, la pintura es un proceso versátil, sencillo, fiable y que se puede controlar. La pintura puede incorporar aditivos para proporcionar a la superficie las propiedades físicas deseadas, tales como brillo, color, reflectancia o sus combinaciones. El proceso de pintura se comprende bien y produce revestimientos de calidad que presentan propiedades uniformes incluso cuando la superficie incluye una curvatura compleja. No obstante, al pintura está siendo objeto de un estricto control ambiental debido que a se emplean disolventes volátiles para transportar el aglutinante y pigmentos o debido a los propios pigmentos y precursores de aglutinante. Por tanto, resulta necesario sustituir el proceso de pintura por un proceso que presente un menor impacto ambiental. Además, al tiempo que la pintura se encuentra bien definida, se comprende bien, y resulta común, todavía existe una "´técnica" en la que los maestros generan mejores productos que los aprendices o los novatos sin ser capaces de explicar porqué lo hacen o como lo hacen.

En ocasiones, las superficies pintadas pierden la durabilidad que demandan los clientes obsesionados con la calidad. Es preciso tratar la superficie y limpiarla antes de aplicar la pintura. Es preciso controlar el entorno que rodea a la parte durante la aplicación del revestimiento, y que con frecuencia requiere una zona de pulverización. Los revestimientos pintados también son vulnerables al daño tal como fisuras o arañazos. El daño aislado puede precisar la reparación de una gran zona, tal como el caso de verse forzado a repintar un panel entero.

De manera inherente, la pulverización desperdicia pintura y resulta impredecible debido a la "técnica" implicada en la aplicación. La aplicación impropia no se puede detectar hasta que se ha completado la pulverización, de forma que la realización del trabajo de nuevo para corregir el defecto normalmente afecta a una zona grande incluso en el caso de un fallo de pequeño tamaño. Además, en la industria aeroespacial, la pintura requiere equipamiento especializado e instalaciones que son costosas de construir y operar. La pintura provoca que la aeronave se encuentre fuera del servicio que genera beneficios. La pintura solo se puede llevar a cabo en aquellos casos en los exista un hangar disponible, y resulta relativamente lenta e inflexible.

En el contexto de la aeronaves, la patente de EE.UU. Nº. 4.986.496 describe un producto de reducción de la resistencia aerodinámica en forma de material de lámina apto para conformación (un autoadhesivo) con texturización superficial para la aplicación a superficies de control de flujo en aeronaves con el fin de reducir la resistencia aerodinámica de la aeronave. El material se encaja en superficies curvas sin fisuras, burbujas o efecto de aguas debido a las propiedades de tipo pintura de la película de vehículo básico. Los autoadhesivos se fabrican planos y se estiran para encajar en la curvatura deseada. Si la deformación del accesorio no es plástica, este estiramiento puede resultar problemático con el tiempo si el material estirado se contrae para exponer un espacio entre autoadhesivos adyacentes en el que se puede producir el ataque de los agentes meteorológicos sobre la interfase de la superficie del autoadhesivo. Los accesorios o los autoadhesivos deben ser deformables desde el punto de vista plástico o se encuentran limitados a superficies de curvatura que cambia lentamente.

Los accesorios (por ejemplo, autoadhesivos) también se describen en la patente de EE.UU. Nº. 5.660.667. Cuando presenta curvatura compleja, los accesorios forman cubrimientos completos, sin burbujas y sin aguas sobre superficies de curvatura compleja sin estiramiento excesivo. De manera general, el solapado de accesorios se describe en la solicitud de patente europea Nº. 1093409.

Con frecuencia, es proceso proteger las superficies frente a la corrosión. De manera común, dicha protección implica tratamientos superficiales o imprimaciones (es decir, imprimaciones cromadas o revestimientos de conversión) que resultan relativamente costosos debido a las sustancias químicas implicadas y al tiempo asociado a su aplicación. Estos revestimientos tradicionales son relativamente pesados, especialmente cuando se acoplan con otros revestimientos superficiales que se deben aplicar sobre el revestimiento de protección contra la corrosión para proporcionar color, brillo, una mejor durabilidad superficial, protección frente a al abrasión, una combinación de estos u otros atributos. Las sustancias químicas usadas en los revestimientos convencionales de protección frente a la corrosión con frecuencia son materiales peligrosos.

Los accesorios son de interés considerable en la actualidad para aplicaciones aeroespaciales comerciales y militares. Se han llevado a cabo ensayos de vuelo sobre tecnologías de aeronave que no usan pintura, tales como los accesorios. Estos accesorios ahorran coste, requerimientos de soporte y peso a la aeronave, al tiempo que proporcionan importantes ventajas ambientales. Algunas de estos accesorios se describen con más detalle en la patente de EE.UU. Nº. 6.177.189 y en el artículo que lleva por título "Paintless aircraft technology", Aero, Eng´g, noviembre de 1997, p.1 7. Además, algunas aerolíneas comerciales, tal como Western Pacific, usan accesorios para convertir sus transportes en paneles publicitarios volantes.

Además de las ventajas anteriores, los accesorios que incorporan capas de metal también pueden proporcionar protección frente a rayos. La patente de EE.UU. Nº. 4.352.142 describe un accesorio que proporciona protección frente a rayos. Los rayos pueden provocar daños potenciales a la aeronave -especialmente a la aeronave compuesta. Un rayo típico sobre una aeronave inicialmente se fija en un punto tal como el borde anterior de la tobera de entrada del motor o el morro del fuselaje, denominado de forma colectiva como Zona 1. El rayo en la Zona 1 inicial puede ser una chispa rápida de corriente eléctrica con una amplitud pico del orden de aproximadamente 200 kA, que puede durar aproximadamente 500 !s o similar (denominado como longitud de onda "A") .

Debido a que la aeronave vuela a través del campo de plasma del rayo, éste puede experimentar refijación posterior del destello en Zona 1 en puntos tales como la salida de gases del motor (denominado Zona 2) o sobre la superficie del ala (denominado como Zona 2 ó 3 dependiendo de la ubicación) . La refijación en Zona 2 puede experimentar una transferencia de carga de corriente continua de hasta 10 culombios durante un período de tiempo del orden de aproximadamente 5 miliseg o similar (denominado como longitud de onda "B") . La refijación en la Zona 3 puede experimentar una transferencia de carga de corriente continua de hasta aproximadamente 200 culombios durante un período de tiempo de entre aproximadamente 0, 25 s y aproximadamente 1 s o similar (denominado como longitud de onda "C") .

Puede tener lugar un re-destello en cualquier Zona y es denominado longitud de onda "D". El re-destello de longitud de onda "D" puede ser una chispa rápida de corriente eléctrica con una amplitud pico del orden de aproximadamente 100 kA que puede durar aproximadamente 500 !s o similar.

Una preocupación principal consiste en proteger frente al re-destello en las Zonas 2 ó 3 - especialmente en la proximidad del fijador que se extiende hacia el interior de la caja del ala que se puede mojar con combustible. Otra preocupación consiste en mitigar el peligro de los materiales compuestos que puede estar provocado por las corrientes continuas de longitudes de onda "B" y "C".

Por ejemplo, la solicitud de patente de EE.UU. Nº. 2002/0081921 de Vargo et al. describe un accesorio que incluye un material de lámina polimérico, tal como un tejido halopolímerico, que se adhiere o se une a un capa metálica, tal como una malla metálica o una hoja de metal expandido. La capa de metal se adhiere directamente con un adhesivo a un substrato no metálico, tal como un material compuesto empleado en la estructura de la aeronave. En caso de rayo, se dispersa la energía procedente del mismo a lo largo de una gran área, mitigando... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un recubrimiento (710) que comprende:

una hoja (718) metálica con patrón; una película de polímero (720) que subyace con respecto a la hoja (718) metálica con patrón; y un revestimiento superior de polímero (712) que subyace con respecto a la hoja metálica con patrón (718) ,

que se caracteriza por que la hoja (718) metálica con patrón comprende una pluralidad de secciones (750) de hoja metálica separadas físicamente unas de otras por medio de una pluralidad de zonas (752) , presentando la pluralidad de zonas (752) una resistencia de lámina de 100 a 1.000.000 ohms por cuadrado o más.

2. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de secciones (750) de la hoja metálica presenta un primer espesor que no es nulo y la pluralidad de zonas (752) presenta un segundo espesor que es menor que el primer espesor.

3. El recubrimiento de la reivindicación 2, en el que el segundo espesor es mayor que cero.

4. El recubrimiento de la reivindicación 2, en el que el segundo espesor es cero.

5. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que el revestimiento (712) superior de polímero incluye partículas de semiconductor dispersadas en el mismo.

6. El recubrimiento de la reivindicación 1, que además comprende un adhesivo (724) que subyace con respecto a la película de polímero (720) .

7. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de secciones (750) de la hoja metálica presenta longitudes dentro del intervalo de 0, 7 mm a 1, 3 mm.

8. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de secciones (750) de la hoja metálica presenta espesores de 25 a 51 !m.

9. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de zonas (752) comprende un polímero dieléctrico.

10. El recubrimiento de la reivindicación 1, en el que la pluralidad de zonas (752) se encuentra provista de huecos que rodean a la pluralidad de secciones (750) de la hoja metálica.

11. El recubrimiento de la reivindicación 1, 9 ó 10, en el que la pluralidad de zonas (752) presenta anchuras dentro del intervalo de 13 a 38 !m.

12. Un método de conformación de un recubrimiento (710) para un substrato (22) , comprendiendo el método:

proporcionar una hoja metálica (718) ; proporcionar una primera película de polímero (720) que subyace con respecto a la hoja (718) metálica con patrón; y proporcionar un revestimiento (712) superior de polímero que subyace con respecto a la hoja (718) metálica con patrón,

que se caracteriza por que la hoja (718) metálica presenta un patrón para formar una pluralidad de secciones (750) de hoja metálica separadas físicamente unas de otras por medio de una pluralidad de zonas (752) , presentando la pluralidad de zonas (752) una resistencia de lámina de 100 a 1.000.000 ohms por cuadrado o más.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que proporcionar el revestimiento de polímero (712) incluye dispersar partículas de semiconductor en el mismo.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la pluralidad de secciones (750) de la hoja metálica presenta un primer espesor que no es cero y la pluralidad de zonas (752) presenta un segundo espesor que es menor que el primer espesor.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la formación del patrón de la hoja metálica se lleva a cabo por medio de grabado con láser, electro-conformación, deposición sin corriente eléctrica o electrodeposición, grabado químico, pulido químico-mecánico y litografía.

 

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