【经验】Parker Chomerics为航空航天工业应用提供EMI屏蔽和雷击防护方案

时间： 2019-12-28 来源：Parker Chomerics

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为了减轻重量，提高燃油经济性并降低成本，复合材料已经在整个航空工业中取代了金属结构。但是，与过去的传统金属机身相比，这些材料缺乏导电性是一个缺点。传统的金属机身使设计人员可以利用其形成的天然法拉第笼，以保护设备免受干扰。通过直接连接到方便的地面上，可以可靠地将设备接地。

如今，典型的机身由大约50％的复合材料组成，主要结构包括机身和机翼整流罩，以及很大一部分机翼，鳍和水平稳定器。

电气干扰的产生

飞机内部有许多能够产生EMI的电气系统，这些系统可能会干扰关键系统的运行。其中包括荧光灯，电灯开关，调光电路，交流供电的窗口加热器，电动机和发电机，数据和电源线以及诸如无线电和雷达的发射器。

外部风暴也是潜在的破坏性电干扰的主要来源，并可能会因雷击而对飞机造成物理损坏。

恢复导电性

用复合材料代替金属结构意味着损害了飞机的EMI屏蔽和雷击防护，因为复合材料本身不导电。为了克服这个问题，可以将编织的或非编织的铜铝网或膨胀的铝箔嵌入复合结构中，以恢复失去的屏蔽功能和接地特性。嵌入金属提供了电导率，重量和耐腐蚀性的最佳组合，可以在天线罩区域中使用固体金属条来处理非常高的闪电能量。

但是，嵌入式导体并不能解决复合材料使用量增加带来的所有技术难题。组装好机身后，要确保各个复合面板之间的可靠电连续性非常困难，并且仍然会促进雷电的传导。

电气组件通常直接粘结或接地到机身，由于诸如振动和温度变化之类的环境变化，这些组件之间的连接常常不能满足非常低的阻抗要求。在接地或粘接模块的位置暴露的网格可能容易受到环境（温度、湿度、氧化）的影响，从而增加电阻抗。

应用性能增强

为了克服这一挑战，可以使用轻质涂料（例如PARKER CHOMERICS CHO-SHIELD技术）来优化这些区域的导电性。CHO-SHIELD ® 4994是一个高度导电的，填充银的聚氨酯涂料，具有优异的EMI屏蔽性能，设计用于航空航天领域。这种涂层具有出色的附着力和耐磨性，能够应对大多数操作和环境流体，与许多底漆和面漆体系都可兼容。

在需要高腐蚀防护的区域，可以使用铜基聚氨酯涂层，如Parker Chomerics CHO-SHIELD®2002。当用于复合材料时，CHO-SHIELD 2002可提供实现出色屏蔽效果所必需的导电性，同时在恶劣环境中保持其电气和机械稳定性。CHO-SHIELD 2002设计用于Chomerics CHO-SHIELD®1091的底漆，以确保正确粘合。

飞机天线也需要屏蔽并接地以防雷击，这可以通过使用膨胀编织金属膨胀垫圈材料来实现。可在接地连接处涂抹导电润滑脂，以保障在温度和振动下的电气连接。在为航空航天应用配制润滑脂时，必须注意粘度和表面润湿性。Parker Chomerics CHO-LUBE®4220的电阻率小于100mΩ-cm，是航空级润滑脂的一个典型产品。它可支持电互连，改善金属与金属的连接，并为暴露的网状物或电端子提供长期的氧化保护。

导电密封剂如Parker Chomerics CHO-BOND®2165或CHO-BOND ®1019可以用于需要连续性导电和环境防护的位置。应用的典型机身区域包括螺丝孔，紧固件，天线连接点和外部区域上的裸露导体。如果使用导电垫圈来促进复合材料组件之间的电气连续性，则可以使用导电密封剂来改善连续性，通常包括轮舱，发动机支架，机翼和尾部附近等会发生剧烈震荡的区域。

除了这些可以改善整个机身电磁干扰性能的方法外，还可以使用Parker Chomerics CHO-SHRINK®1061等轻质导热热缩管来屏蔽飞机电缆受到电磁干扰的影响，与传统方法相比，可节省高达60%的重量。

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