有許多不同的解決方案的復合防雷已經使用了相當一段時間。這些包括膨脹金屬箔，交織線，導電涂料和涂層，以及鍍纖維。在本文中，我們可以了解四種防雷方案。

那么，我們如何為飛機和風力渦輪機的復合結構提供保護，使其免受雷擊損害呢？

有四種方法主要的防雷設計方案來保護進行復合系統結構可以免受雷擊損壞：延展性金屬箔；交織線；導電油漆和涂料；電鍍碳纖維；復合材料結構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，玻璃纖維遠不那么理想。

復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，在飛機防護應用中，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拉伸以適應環境復雜的輪廓加工表面。

常用的金屬網種類

延性金屬箔在飛機進行復合結構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下面這些金屬箔的性能。

復合材料飛機防雷解決方案2：交織線

第二種最常見的復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用。

交織線的工作原理

雷電電流被傳導成碳纖維或玻璃纖維結構上，這導致細金屬線膨脹并基本上從表面爆炸，產生更大的區域使雷電附著從而使得電流傳導到更大的區域。

這樣就降低了流向復合結構的雷電能量密度。當然，復合材料更少的能量密度意味著更小的損傷。     

復合材料飛機防雷解決方案3：導電涂料和薄膜

導電涂料已經存在了很長時間，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電性非常好，在許多應用中都取得了較好的效果。

雖然導電涂料和薄膜是有效的，并且確實為復合材料結構提供了合理水平的防雷保護，但它們被認為是額外的保護層，而不是唯一的一層。 

復合材料飛機防雷解決方案4：電鍍光纖

復合材料飛機防雷中最早的技術之一是電鍍光纖。

鍍鎳可應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電性來提供防雷保護，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電路徑。鎳涂層在被閃電擊中時往往會蒸發，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 - 閃電能量在結構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在特定的應用中。            

進一步考慮：油漆應用和損壞修復

處理復合結構時的一個主要問題是，如果損壞（或者是否可以修復），它們有多容易修復。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，技術人員必須小心，因為磨損會損壞這些薄而精致的保護件。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電涂層。

復合材料防雷總結

延性金屬箔如何保護碳纖維？

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生較低的能量密度，以幫助保護金屬絲網下面的結構。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。

哪些不同類型的導電涂料能提供一個最佳的防雷系統保護？

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

什么是交織的線，它如何保護平面？

交織是一種減輕重量的技術，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來將它們粘合到飛機結構上。交織在一起的金屬絲被嵌入碳纖維織物中。當閃電擊中這些交織導線的組件時，導線會蒸發，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。這種薄涂層技術有助于將雷電能進行擴散到復合結構材料主要部件上，在被雷擊時降低系統能量密度。