有許多不同的解決方案的復(fù)合防雷已經(jīng)使用了相當(dāng)一段時間。這些包括膨脹金屬箔，交織線，導(dǎo)電涂料和涂層，以及鍍纖維。在本文中，我們可以了解四種防雷方案。

那么，我們?nèi)绾螢轱w機和風(fēng)力渦輪機的復(fù)合結(jié)構(gòu)提供保護(hù)，使其免受雷擊損害呢？

有四種方法主要的防雷設(shè)計方案來保護(hù)進(jìn)行復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以免受雷擊損壞：延展性金屬箔；交織線；導(dǎo)電油漆和涂料；電鍍碳纖維；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析通常指的是碳纖維，玻璃纖維和Kevlar板。

碳纖維已被證明是一種非常輕巧而堅固的材料，從重量強度比的角度來看，玻璃纖維遠(yuǎn)不那么理想。

復(fù)合飛機雷電解決方案1: 延性金屬箔

韌性金屬箔被切片并拉伸成菱形或其他圖案，在飛機防護(hù)應(yīng)用中，其厚度通常在0.05-0.25毫米之間。

延展的形狀可以允許金屬網(wǎng)拉伸以適應(yīng)環(huán)境復(fù)雜的輪廓加工表面。

常用的金屬網(wǎng)種類

延性金屬箔在飛機進(jìn)行復(fù)合結(jié)構(gòu)材料主要部件上拉伸，然后通過使用一種粘合劑粘合到位。常用的金屬有：銅、鋁、磷青銅取決于市場需求的其它一些金屬，金屬箔本身安全防護(hù)工作效果也是非常重要有效，但需要一個頂部的油漆為薄層。“薄“是這里的關(guān)鍵：理想的油漆層厚是0.13-0.25毫米，因為較厚的油漆會降低企業(yè)下面這些金屬箔的性能。

復(fù)合材料飛機防雷解決方案2：交織線

第二種最常見的復(fù)合材料飛機防雷類型是交織線材（IWWF）。

碳纖維織物制造商將金屬絲交織成碳纖維層（有時也采用玻璃纖維）。金屬絲通常使用0.1毫米直徑的電線。這種工藝的好處是它增加的重量非常小，因為與延性金屬箔不同，粘合劑不是將電線粘合到碳纖維上所必需的。

交織的金屬絲織物通常由鋁或磷青銅制成，兩者在防雷方面都非常有效。當(dāng)涂覆在頂部的涂料和油漆厚度為0.13-0.25毫米時，這種解決方案效果最佳。與延性金屬箔一樣，較厚的油漆層不適合交織線應(yīng)用。

交織線的工作原理

雷電電流被傳導(dǎo)成碳纖維或玻璃纖維結(jié)構(gòu)上，這導(dǎo)致細(xì)金屬線膨脹并基本上從表面爆炸，產(chǎn)生更大的區(qū)域使雷電附著從而使得電流傳導(dǎo)到更大的區(qū)域。

這樣就降低了流向復(fù)合結(jié)構(gòu)的雷電能量密度。當(dāng)然，復(fù)合材料更少的能量密度意味著更小的損傷。     

復(fù)合材料飛機防雷解決方案3：導(dǎo)電涂料和薄膜

導(dǎo)電涂料已經(jīng)存在了很長時間，從多年前的銅漆開始。由于銅非常重，最近，銀漆使用越來越多。

鍍銀涂料和充銀薄膜導(dǎo)電性非常好，在許多應(yīng)用中都取得了較好的效果。

雖然導(dǎo)電涂料和薄膜是有效的，并且確實為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)提供了合理水平的防雷保護(hù)，但它們被認(rèn)為是額外的保護(hù)層，而不是唯一的一層。 

復(fù)合材料飛機防雷解決方案4：電鍍光纖

復(fù)合材料飛機防雷中最早的技術(shù)之一是電鍍光纖。

鍍鎳可應(yīng)用于碳纖維或玻璃纖維。玻璃纖維版本稱為Thorstrand，偶爾可以在討論防雷的舊論文中找到。今天，也使用鍍鎳碳纖維。

電鍍纖維基本上是通過增加碳纖維的導(dǎo)電性來提供防雷保護(hù)，碳纖維具有中間的電阻性。電鍍就為閃電提供了一條可行的導(dǎo)電路徑。鎳涂層在被閃電擊中時往往會蒸發(fā)，因為能量對于這種薄涂層來說是顯著的。

然而，這正是工程師想要的 - 閃電能量在結(jié)構(gòu)中更薄地分布以防止穿透。由于涂層，碳纖維的能量密度降低。

雖然電鍍纖維今天沒有那么頻繁地使用，但它仍然會偶爾出現(xiàn)在特定的應(yīng)用中。            

進(jìn)一步考慮：油漆應(yīng)用和損壞修復(fù)

處理復(fù)合結(jié)構(gòu)時的一個主要問題是，如果損壞（或者是否可以修復(fù)），它們有多容易修復(fù)。另一個問題是油漆和剝離油漆（在維修的情況下）。

在鋁合金飛機上，如果要剝離飛機油漆并重新粉刷，這是一個相對簡單的過程，化學(xué)剝離劑或磨料都可用于去除飛機表皮上的油漆。

但是在一塊碳纖維或一塊帶有非常薄的金屬箔或涂層的玻璃纖維上，技術(shù)人員必須小心，因為磨損會損壞這些薄而精致的保護(hù)件。溶劑和磨料很容易損壞延性金屬箔，交織線的碳纖維和破壞導(dǎo)電涂層。

復(fù)合材料防雷總結(jié)

延性金屬箔如何保護(hù)碳纖維？

延性金屬箔用于分散雷擊能量，使碳纖維在雷擊的確切位置產(chǎn)生較低的能量密度，以幫助保護(hù)金屬絲網(wǎng)下面的結(jié)構(gòu)。閃電通常在20kA 到200kA 之間，因此分散這種巨大的熱量和電流是很重要的。箔可以由銅和其他常見的航空航天金屬制成。

哪些不同類型的導(dǎo)電涂料能提供一個最佳的防雷系統(tǒng)保護(hù)？

目前出色的導(dǎo)電涂料和薄膜，添加劑可能是銀。銀漆和薄膜具有很強的導(dǎo)電性，并為復(fù)合材料飛機部件提供額外的有效防雷層。

什么是交織的線，它如何保護(hù)平面？

交織是一種減輕重量的技術(shù)，其中小直徑的金屬絲被編織到碳纖維本身中。這消除了對粘合劑的需求，從而減輕了重量。延展性金屬箔是有效的，但是它們需要一種粘合系統(tǒng)來將它們粘合到飛機結(jié)構(gòu)上。交織在一起的金屬絲被嵌入碳纖維織物中。當(dāng)閃電擊中這些交織導(dǎo)線的組件時，導(dǎo)線會蒸發(fā)，閃電能量會更均勻地分布在組件上。

什么是電鍍碳纖維？

因為中國碳纖維是中性的電阻，可以鍍鎳。這種薄涂層技術(shù)有助于將雷電能進(jìn)行擴散到復(fù)合結(jié)構(gòu)材料主要部件上，在被雷擊時降低系統(tǒng)能量密度。