用于修补外部受损部的快速修复补片及快速修复方法

摘要

本发明涉及用于修补外部受损部的快速修复补片及快速修复方法。为了改进对飞行器构件(26)中的局部的并且在力学结构上不相关的受损部(28)的快速修复，提出了一种快速修复补片(36)。快速修复补片(36)具有层结构(38)，该层结构具有塑料箔片(40)以及粘合剂层(48)，在该塑料箔片上施加有防雷层(42)，该粘合剂层至少被布置在塑料箔片(40)上。快速修复补片(36)能够被粘贴到受损部(28)上，从而使防雷层(42)与构件(26)的防雷层处于电接触。快速修复补片(36)可以具有借以能够存储或调取关于快速修复补片(36)或借助于快速修复补片(36)所实施的快速修复的信息的QR码或RFID标签。

说明书

技术领域

本发明涉及一种优选用于飞行器的快速修复补片以及一种快速修复方法。本发明还涉及一种修复组件以及快速修复补片的用途。

背景技术

民用和军用飞行器、直升机和无人机以及机动车辆、船舶和风力涡轮机(或其旋翼叶片)通常由金属或复合材料制成。在发生雷击的情况下，可能需要进行修复。在雷击时最常见的损坏类型只是表面破损，即油漆或可能一些较深的层的破损。在此，一般来说不会产生可能会影响结构的显著的材料破损。

在发生这样的事件后，由于时间上的限制以及有限的修复可能性，这种局部的并且在力学结构上不相关的受损部(划痕、油漆剥落、簇绒等)到目前为止都是使用所谓的高速胶带(HST，自粘性铝箔)进行临时修复。HST便宜而且在很多机场都能获得。

发明内容

本发明的目的在于，改进对局部的并且在力学结构上不相关的受损部的快速修复，从而尤其不仅能够建立可操作性，而且还能够建立功能性。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

本发明提供一种快速修复补片，所述快速修复补片用于修补构件、优选飞行器构件的局部的并且在力学结构上不相关的受损部，所述构件包含覆盖层和位于所述覆盖层下方的雷击表面保护部，其中所述快速修复补片具有层结构，并且所述层结构包括：

-塑料箔片层，所述塑料箔片层能够与所述覆盖层材料配合地连接，并且当所述快速修复补片被紧固在所述构件上时，所述塑料箔片层背离所述受损部；

-被适配成用于防雷功能或防电磁干扰功能的导电的防雷层，所述导电的防雷层被布置在所述塑料箔片层上，并且当所述快速修复补片被紧固在所述构件上时，所述导电的防雷层与所述雷击表面保护部进行导电接触；

-紧固层，所述紧固层被适配成用于将所述快速修复补片材料配合地紧固在所述构件上，并且所述紧固层至少在所述塑料箔片层上与所述导电的防雷层布置在同一侧。

优选的是，塑料箔片层包含增强纤维。优选的是，塑料箔片层包含减弱雷达辐射的、优选吸收雷达辐射的材料。优选的是，塑料箔片层包含导电材料。优选的是，塑料箔片层包含减弱、优选吸收UV光或电离辐射的材料。

优选的是，塑料箔片层与防雷层电绝缘。

优选的是，塑料箔片层在面积方面被设计成大于防雷层，其中该塑料箔片层所具有的边缘区域被布置在该塑料箔片层的外轮廓与该防雷层的外轮廓之间。

优选的是，紧固层被施加在边缘区域上或者被布置在边缘区域处。

优选的是，层结构具有功能层。优选的是，功能层被布置在塑料箔片层的背离防雷层的一侧上。优选的是，功能层具有加固功能、伪装功能、静电放电保护功能和/或针对辐射(尤其是UV辐射和/或电离辐射)的防护功能。

优选的是，层结构包括加固层，该加固层包含增强纤维并且被布置在塑料箔片层上。优选的是，层结构包括伪装层，该伪装层包含减弱雷达辐射的、优选吸收雷达辐射的材料。优选的是，层结构包括静电放电保护层，该静电放电保护层包含导电材料。优选的是，层结构具有连接层，该连接层被布置在塑料箔片层与防雷层之间并且将塑料箔片层和防雷层材料配合地相互连接。优选的是，层结构具有辐射防护层，该辐射防护层包含减弱、优选吸收UV光或电离辐射的材料。

优选的是，加固层、伪装层、放电保护层和/或辐射防护层被组合在共用的功能层中。优选的是，加固层、伪装层、放电保护层、辐射防护层和/或功能层被布置在塑料箔片层的背离防雷层的一侧。

优选的是，层结构按照塑料箔片层、防雷层、紧固层的顺序形成。优选的是，层结构按照塑料箔片层、连接层、防雷层、紧固层的顺序形成。

优选的是，层结构按照加固层或伪装层或放电保护层或辐射防护层、塑料箔片层、防雷层、紧固层的顺序形成。优选的是，层结构按照加固层或伪装层或放电保护层或辐射防护层、塑料箔片层、连接层、防雷层、紧固层的顺序形成。

优选的是，层结构按照功能层、塑料箔片层、防雷层、紧固层的顺序形成。优选的是，层结构按照功能层、塑料箔片层、连接层、防雷层、紧固层的顺序形成。

优选的是，层结构仅由所提到的层构成。

优选地，快速修复补片包括信息装置，优选为QR码和/或RFID标签，通过该信息装置能够存储或调取关于借助于快速修复补片所实施的快速修复的信息。优选的是，这些信息被存储在RFID标签中或者能够从RFID标签中调取。优选的是，这些信息是能够借助于计算机在使用QR码的情况下来存储或调取的。

优选的是，信息装置被包含在塑料箔片层中或者被安置在塑料箔片层上。

本发明提供一种快速修复补片，所述快速修复补片用于修补构件、优选飞行器构件的局部的并且在力学结构上不相关的受损部，所述构件包含覆盖层和位于所述覆盖层下方的雷击表面保护部，其中所述快速修复补片具有层结构，并且所述层结构包括：

-塑料箔片层，所述塑料箔片层能够与所述覆盖层材料配合地连接，并且当所述快速修复补片被紧固在所述构件上时，所述塑料箔片层背离所述受损部；

-被适配成用于防雷功能或防电磁干扰功能的导电的防雷层，所述导电的防雷层被布置在所述塑料箔片层上，并且当所述快速修复补片被紧固在所述构件上时，所述导电的防雷层与所述雷击表面保护部进行导电接触；

-紧固层，所述紧固层被适配成用于将所述快速修复补片材料配合地紧固在所述构件上，并且所述紧固层至少在所述塑料箔片层上与所述导电的防雷层布置在同一侧；

-(可选的)连接层，所述连接层被布置在所述塑料箔片层与所述防雷层之间并且将所述塑料箔片层和所述防雷层材料配合地相互连接；

-(可选的)功能层，所述功能层被布置在所述塑料箔片层的背离所述防雷层的一侧。

优选的是，功能层包括：包含增强纤维的加固层，和/或包含减弱雷达辐射的、优选吸收雷达辐射的材料的伪装层，和/或包含导电材料的静电放电保护层。

优选的是，塑料箔片层包含增强纤维。优选的是，塑料箔片层包含减弱雷达辐射的、优选吸收雷达辐射的材料。优选的是，塑料箔片层包含导电材料。

优选的是，塑料箔片层与防雷层电绝缘。

本发明提供一种修复组件，所述修复组件包括构件、优选飞行器构件以及上述快速修复补片，其中所述构件具有覆盖层和位于所述覆盖层下方的雷击表面保护部以及局部的并且在力学结构上不相关的受损部，其中所述快速修复补片覆盖所述受损部并且借助于所述紧固层与所述构件材料配合地连接，其中所述塑料箔片层与所述覆盖层材料配合地连接并且背离所述受损部，其中所述导电的防雷层被布置在所述塑料箔片层与所述雷击表面保护部之间。

优选的是，防雷层与雷击表面保护部导电地相连接。

本发明提供一种包括上述快速修复补片和/或上述修复组件的飞行器，其中优选地，所述构件选自高升力装置、翻板、前翼、控制面、升降舵、方向舵、副翼、机身部件、旋翼叶片、翼面、发动机吊舱、水平尾翼和/或垂直尾翼。

本发明提供一种快速修复方法，所述快速修复方法用于修补构件、优选飞行器构件的局部的并且在力学结构上不相关的受损部，所述构件包含覆盖层以及位于所述覆盖层下方的雷击表面保护部，其中所述方法包括：

1在所述构件上制造用于快速修复补片的连接面并且必要时使所述雷击表面保护部露出；

2将上述快速修复补片定位在所述受损部处；以及

3通过压紧将所述快速修复补片紧固在步骤1中制造的连接面上，由此将所述塑料箔片层与所述覆盖层材料配合地连接。

优选的是，在步骤1中通过研磨来实现连接面的制造和/或雷击表面保护部的露出。

优选的是，在步骤1中，制造包含对构件表面区域进行清洁、烘干和/或去油脂，以便提供连接面。

优选的是，在步骤2中这样对快速修复补片进行定位，使得防雷层能够接触雷击表面保护部。

优选的是，在步骤3中使防雷层与雷击表面保护部进行导电接触。

本发明提供上述快速修复补片用来修复飞行器构件的局部的并且在力学结构上不相关的受损部的用途。

利用在此所描述的构思，能够提高快速修复的大约2个月的典型使用寿命。因此，可以延长直至根据维修手册要进行完全修复的时间。通过对塑料箔片进行相对应的调整，可以使补片与待修复的位置相适配，使得总体上快速修复的痕迹不那么明显。

军用飞行器在大多数情况下具有减少雷达特征信号的涂层。借助于快速修复补片能够避免所谓的热点，这些热点会影响雷达特征信号。

在此提出的智能快速修复补片(英文：smart quick surface repair patch，SQSRpatch)是预先限定尺寸的多层补片并且一般具有三个层至四个层。

层1为塑料箔片层。该层可以是有色的。塑料箔片层例如是聚氨酯箔片。塑料箔片可以包含作为信息装置的标记，例如以QR码或RFID标签的形式。在信息装置中能够存储关于补片或快速修复的各种信息(例如类型、制造日期、安装日期以及个体编号)。可选地，塑料箔片层可以包含由增强纤维(例如玻璃纤维、凯夫拉)构成的加固部。这些增强纤维特别适用于修复燃料箱或战斗损坏。可选地，塑料箔片也可以设有改进伪装的特性(例如通过适合的雷达辐射吸收或减弱的物质)。也可以施加无色的覆盖层。

层2包含导电材料。作为导电材料，例如可以使用金属延展箔片、穿孔金属箔片、延展金属网格、石墨烯等。该层用作雷击表面保护部(英文：lightning strike surfaceprotection，LSSP)或电磁干扰屏蔽部(英文：EMI shielding)。根据材料，可以在层1与层2之间设有额外的粘合层作为连接层。

层3为例如由粘合膜构成的紧固层。该层可以仅被施加到层1上。该层也可以额外地布置在层2上，其中为此优选使用导电的粘合剂。

此外，在层1上可以布置有被称为层1

这些层的顺序可以与对应的应用相适配。补片的赋形同样可以与不同的情况相适配。因此补片能够被设计为方形、矩形、正圆形或椭圆形。同样的内容适用于层2的形状。层2的形状可以不同于整体形状。

有利的是，可以借助于与HST类似的方法来安置快速修复补片。通过设计补片能够更好地避免剥离。不同于HST，补片还是水密的并且因此提升了耐腐蚀性。即使飞行器上的标识或标记受损，也可以用较少的成本来修复。

与HST相比，补片允许将对较小的受损部的维护推迟到定期的D级检修(D-Check)。在个别情况下，补片甚至可以被允许作为永久性修复件。

对应地，在此提出的构思允许操作者对表面损坏进行更简单、更耐用以及更安全的修复。修复补片能够实现持久的保护，这减少、降低甚至避免了与雷击有关的表面损坏。

附图说明

借助示意性的附图来更详细地阐述实施例。在附图中：

图1示出了飞行器的实施例；

图2示出了快速修复补片的实施例；

图3示出了快速修复补片的俯视图；

图4示出了具有图2的快速修复补片的修复组件的实施例；以及

图5示出了补片条的实施例。

具体实施方式

首先参考图1，该图示出了飞行器10。飞行器10以本身已知的方式包括机身12，在该机身上布置有一对机翼14。在机身12后端布置有垂直尾翼16以及水平尾翼18。每个机翼14都包括翼面20与高升力装置22。此外，机翼14、垂直尾翼16以及水平尾翼18都具有控制面24。

上述构件26可以具有例如由雷击引起的局部的并且在力学结构上不相关的受损部28。构件26包括基体30。基体30可以由金属或纤维增强塑料构成。此外，构件26包括雷击表面保护部32。雷击表面保护部32还可以由基体30自身构成。此外，构件26包括布置在雷击表面保护部32上的覆盖层34。

图2至图4示意性地示出了快速修复补片36，其可以在修复组件37(图4)中使用以便修复受损部28。快速修复补片的厚度大约为0.1mm至0.2mm。

快速修复补片36包括层结构38。层结构38具有塑料箔片层40。塑料箔片层40优选地由聚氨酯箔片构成。塑料箔片层40可以是有色的。塑料箔片层40在此被设计为矩形的。然而，塑料箔片层40也可以有其它形状，例如圆形、椭圆形或方形。

层结构38包括布置在塑料箔片层40的一面上的导电的防雷层42。防雷层42包含由金属或石墨烯构成的导电材料。防雷层42相应地可以包括延展金属、穿孔金属箔片等。在此，防雷层42为椭圆形。然而，防雷层42也可以具有其它形状，例如圆形、矩形或方形。防雷层42具有比塑料箔片层40更小的面积。在俯视图中观察(图3)，塑料箔片层40具有布置在塑料箔片层40的轮廓与防雷层42之间的边缘区域44。

在塑料箔片层40与防雷层42之间沿厚度方向布置有较薄的连接层46，该连接层将这两个层材料配合地相互连接。

此外，层结构38包括布置在塑料箔片层40上的紧固层48。紧固层48包含粘合剂，以便将快速修复补片36与构件26材料配合地连接。在变体中，紧固层48可以通过焊接与构件26材料配合地连接。优选地，紧固层48仅被施加在边缘区域44上或者被布置在该边缘区域处。附加地，紧固层48也可以被施加在防雷层42上。在防雷层42的区域中，粘合剂优选地被设计成导电的。替代性地，使防雷层42的某一区域露出，以便能够在防雷层42与雷击表面保护部32之间实现电接触。

此外，层结构38可以具有功能层50。功能层50布置在塑料箔片层40的背离防雷层42的面上。

功能层50可以具有包含增强纤维的加固层52。将玻璃纤维或凯夫拉(Kevlar)用作增强纤维。

功能层50可以具有伪装层54，该伪装层包含一种或多种雷达吸收或减弱的添加物。

功能层50可以包含静电放电保护层56，该静电放电保护层包含导电材料。

功能层50优选被设计为单层，其中整合有加固层52、伪装层54以及放电保护层56。

替代性地，加固层52、伪装层54或放电保护层56的功能能够在塑料箔片层中以任意组合的形式实现。

快速修复补片36还可以具有信息装置58，借助于该信息装置能够存储或调取关于快速修复补片36和/或藉此实施的快速修复的信息。这些信息包括快速修复补片36的类型和制造日期、修复日期、修复地点以及任何其他信息(尤其是与快速修复补片36或修复本身相关的技术类型)。例如，信息装置58可以是QR码或RFID标签。QR码和RFID标签能够分别用作存储在计算机系统或计算机网络中的相应信息的参考。RFID标签还可以被设计成使得其直接包含这些信息。

下面将参考图4更详细地阐述快速修复。首先，对受损部28(例如通过研磨)进行处理，以便为快速修复补片36提供光滑、干净、干燥和无油脂的连接面60。

然后，挑选出适合的快速修复补片36并且将其放置在受损部28上，使得该受损部完全被覆盖。随后，将快速修复补片36压紧到构件26上。在此，使塑料箔片层40、尤其边缘区域44压靠覆盖层34并且通过紧固层48与该覆盖层材料配合地连接。此外，使防雷层42压靠雷击表面保护部32，使得产生电接触。如果防雷层42也涂覆有粘合剂，则防雷层42也与雷击表面保护部32材料配合地连接。

下面参考图5，该图示出了快速修复补片36作为补片条62的呈递形式(Darreichungsform)。在此，多个快速修复补片36在(例如借助于穿孔)可分离的边沿区域64处相互连接。补片条62可以被卷成卷。在使用前将期望的快速修复补片36与补片条62分离。

为了改进对飞行器构件26中的局部的并且在力学结构上不相关的受损部28的快速修复，提出了一种快速修复补片36。快速修复补片36具有层结构38，该层结构具有塑料箔片40以及粘合剂层48，在该塑料箔片上施加有防雷层42，该粘合剂层至少被布置在塑料箔片40上。快速修复补片36能够被粘贴到受损部28上，从而使防雷层42与构件26的防雷层处于电接触。快速修复补片36可以具有借以能够存储或调取关于快速修复补片36或借助于快速修复补片36所实施的快速修复的信息的QR码或RFID标签。

附图标记清单：

10 飞行器

12 机身

14 机翼

16 垂直尾翼

18 水平尾翼

20 翼面

22 高升力装置

24 控制面

26 构件

28 受损部

30 基体

32 雷击表面保护部

34 覆盖层

36 快速修复补片

37 修复组件

38 层结构

40 塑料箔片层

42 防雷层

44 边缘区域

46 连接层

48 紧固层

50 功能层

52 加固层

54 伪装层

56 放电保护层

58 信息装置

60 连接面

62 补片条

64 边沿区域