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        民用飛機(jī)登機(jī)門觀察窗設(shè)計

        2015-05-30 14:41:41張潔
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年25期

        摘 要:觀察窗為機(jī)組/乘客人員提供向下大視角,能夠觀察到應(yīng)急撤離時滑梯可能到達(dá)的地面情況。當(dāng)飛機(jī)處于飛行狀態(tài)時,不需操作。

        關(guān)鍵詞:觀察窗;機(jī)組/乘客人員;應(yīng)急撤離;滑梯

        引言

        在登機(jī)門最適宜人機(jī)操縱終端位置布置觀察窗組件。

        1 觀察窗設(shè)計

        1.1 設(shè)計要求

        當(dāng)艙門關(guān)閉時,從飛機(jī)外面能使下面部分看見:(1)客艙已經(jīng)增壓。(2)撤離滑梯已經(jīng)待命。

        從飛機(jī)內(nèi)側(cè)應(yīng)當(dāng)能夠滿足下列外部視野觀察要求:(1)正常情況下滑梯可能到達(dá)地面的位置。(2)當(dāng)起落架折斷引起的機(jī)身傾斜情況下應(yīng)能觀察到滑梯末端位置。

        1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

        1.2.1 總體結(jié)構(gòu)介紹

        觀察窗結(jié)構(gòu)采用內(nèi)外擋件夾持安裝控制玻璃件位置,中間填充橡膠件墊圈。外擋件與登機(jī)門外蒙皮、縱橫梁連接固定,內(nèi)擋件通過4個Z字型接頭與外擋件連接固定。為保證觀察窗中間部位的密封件壓縮到位要求,在結(jié)構(gòu)2側(cè)中間各加一卡夾固定。觀察窗結(jié)構(gòu)示意圖見圖1、2。

        觀察窗結(jié)構(gòu)選用破損安全結(jié)構(gòu)設(shè)計形式,玻璃透明件由內(nèi)外兩層組成,外層玻璃承受氣密艙的增壓載荷,內(nèi)層玻璃只有當(dāng)外層玻璃損壞后作為備用的受力構(gòu)件來承受壓力載荷。為保證密封性,兩塊玻璃之間用整體橡膠件密封。外層玻璃件外形為機(jī)身外形,內(nèi)層玻璃的上部中心處有孔,使在二塊玻璃組件間壓力保持與客艙中的壓力相同。

        1.2.2 內(nèi)層玻璃設(shè)計

        為增加在飛機(jī)艙內(nèi)向外的視覺范圍,將內(nèi)層玻璃下端設(shè)計成三角形棱鏡結(jié)構(gòu)。

        1.2.3 觀察窗的安裝

        (1)調(diào)節(jié)墊片默認(rèn)用2檔規(guī)格(見表1),按圖3所示對角線順序?qū)β菟ㄊ┘?.5N·m-2N·m的預(yù)緊扭矩后,檢查是否滿足:

        a.內(nèi)擋件壓緊外密封件。b.螺栓貼緊墊片,見圖4。

        (2)如不滿足應(yīng)參照表2進(jìn)行相應(yīng)處理,再次按照圖3順序?qū)β菟ㄟM(jìn)行1.5N·m-2N·m的預(yù)緊扭矩加載,再次檢查,重復(fù)過程(1)-(2)至完成。

        (3)按照圖3順序?qū)β菟ㄟM(jìn)行最終3N·m-4N·m的預(yù)緊扭矩加載,四個螺栓預(yù)緊扭矩的加載應(yīng)當(dāng)均勻進(jìn)行,以保證密封墊圈均勻貼緊擋件。

        1.3 強(qiáng)度分析

        觀察窗實際受氣壓面積為0.0514m2,在增壓狀態(tài)下,氣密載荷作用在外層玻璃上并經(jīng)密封件傳遞到外擋板。此外,由于增壓狀態(tài)下,觀察窗隨結(jié)構(gòu)整體外凸。根據(jù)《結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》B3.2.0章節(jié)中公式,計算出外層玻璃上承受的最大應(yīng)力和應(yīng)變。

        a=330mm(外層玻璃板長度)

        b=167mm(外層玻璃板寬度)

        W=0.062×2=0.124MPa(垂直均布載荷)

        L=a;t=9mm(外層玻璃厚度)

        K1和K值根據(jù)a/b=1.98數(shù)值從《結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》圖B3.2.0-1查出K1=0.6,K=0.11。

        1.4 密封設(shè)計

        標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,通過觀察窗周圍四個“Z”字型支架上螺栓及中間兩把卡夾預(yù)緊,保證淋雨狀態(tài)不出現(xiàn)滲水。外層玻璃與蒙皮之間階差為-0.5mm,此為預(yù)變形設(shè)計。

        按照目前密封件經(jīng)驗值,密封件壓縮量在30%左右其密封性能最佳,本次設(shè)計中密封件最大壓縮率控制在35%。與外層玻璃之間采用波紋設(shè)計,以提高氣密性,如圖2所示。

        2 結(jié)束語

        以上所訴,觀察窗設(shè)計主要考慮三點:視角要求、密封要求和強(qiáng)度要求。

        參考文獻(xiàn)

        [1]CCAR-25-R4.運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [2]結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[Z].

        作者簡介:張潔,工作單位:上海飛機(jī)設(shè)計研究院,結(jié)構(gòu)部艙門室。

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