洪增輝

【摘 要】貨艙門(mén)及其大開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是民用飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。根據(jù)民機(jī)不同區(qū)域貨艙的特點(diǎn)，介紹了機(jī)身上兩種不同的貨艙門(mén)與門(mén)框結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，闡述了兩者的典型結(jié)構(gòu)形式，可供結(jié)構(gòu)工程師在貨艙門(mén)與門(mén)框結(jié)構(gòu)方案選型提供一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】貨艙門(mén)；門(mén)框；開(kāi)口加強(qiáng)

中圖分類(lèi)號(hào)： V242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）19-0240-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.109

Introduction of Cargo Door and Door Surrounding Structures of the Civil Aircraft

HONG Zeng-hui

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】The cargo door and door surrounding structures design is one of the key points and difficulties in the design of the fuselage structures of civil aircraft.According to the characteristics of the cargo compartments in different areas of the civil aircraft，the design ideas of two different cargo door and door surrounding structures on the fuselage are introduced.The typical structural forms of the two are described，which provides structure engineers reference and guidance in the selection of cargo door and door surrounding structures design.

【Key words】Cargo door；Door surrounding structures；Structure strengthen

0 引言

為滿(mǎn)足旅客隨身貨物運(yùn)輸需求，大型民用飛機(jī)機(jī)身不同部位分別設(shè)置有集裝箱貨艙和散貨艙。因此機(jī)身上有不同大小、形狀、功能和承載方式的貨艙門(mén)及開(kāi)口，一般在前機(jī)身布置有大型貨艙門(mén)，中后機(jī)身往往布置有大型貨艙門(mén)和散貨艙門(mén)。

機(jī)身大開(kāi)口后導(dǎo)致機(jī)體結(jié)構(gòu)的不連續(xù)，破壞結(jié)構(gòu)的完整性，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中、參差彎曲等問(wèn)題。在民機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，貨艙門(mén)及其機(jī)身開(kāi)口加強(qiáng)的設(shè)計(jì)一直是重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。下面介紹兩種典型的貨艙門(mén)/門(mén)框設(shè)計(jì)思路與結(jié)構(gòu)形式。

1 剪力式貨艙門(mén)/門(mén)框設(shè)計(jì)

該類(lèi)型貨艙門(mén)優(yōu)先布置于機(jī)身等直段，機(jī)身開(kāi)口較大，以滿(mǎn)足集裝箱裝載要求。為充分利用艙內(nèi)空間同時(shí)減少裝載過(guò)程中碰撞損傷，艙門(mén)選用外開(kāi)式，但因貨艙門(mén)較大無(wú)法僅靠人力實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)，故需采用一套復(fù)雜的輔助機(jī)構(gòu)。

門(mén)上緣與門(mén)框上檻梁采用琴鍵鉸鏈連接，門(mén)下緣與門(mén)框下檻梁采用鎖勾接頭連接。當(dāng)艙門(mén)開(kāi)啟時(shí)，利用液壓系統(tǒng)輔助機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)貨艙門(mén)繞著琴鍵鉸鏈內(nèi)部的軸銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)外翻實(shí)現(xiàn)向外打開(kāi)到指定位置并固定。當(dāng)艙門(mén)關(guān)閉時(shí)，門(mén)上的鎖勾咬緊門(mén)框的鎖勾接頭，并通過(guò)艙門(mén)信號(hào)指示器檢測(cè)到上鎖到位以確保安全。

門(mén)框采用“井”字型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，開(kāi)口四周由加強(qiáng)邊框與上下組合檻梁組成，通過(guò)邊框傳遞開(kāi)口截?cái)嗟沫h(huán)向載荷，由上下檻梁傳遞開(kāi)口截?cái)嗟目v向載荷，蒙皮開(kāi)口區(qū)域附近在適當(dāng)加厚，尤其是開(kāi)口的四個(gè)角部區(qū)域，以減少局部應(yīng)力集中。在飛行過(guò)程中，增壓艙氣密載荷作用下使得貨艙門(mén)參與部分全機(jī)環(huán)向傳載，門(mén)框上部需采用加強(qiáng)短框，貨艙門(mén)采用橫梁較弱而環(huán)向框較強(qiáng)，以綜合利用提升結(jié)構(gòu)效率。

2 堵塞式貨艙門(mén)/門(mén)框設(shè)計(jì)

散貨艙門(mén)位于機(jī)身后部收縮段，該區(qū)域用于散件貨物的存放和運(yùn)輸。不同于集裝箱裝載區(qū)的貨艙門(mén)，其機(jī)身開(kāi)口相對(duì)較小。機(jī)身收縮段外形曲面較為復(fù)雜，為避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和減少成本考慮，散貨艙門(mén)選用內(nèi)開(kāi)式，故難免占用部分存儲(chǔ)空間，但結(jié)構(gòu)形式相對(duì)簡(jiǎn)單，一般無(wú)需設(shè)置復(fù)雜的輔助機(jī)構(gòu)，僅靠人力就能實(shí)現(xiàn)正常開(kāi)關(guān)。

艙門(mén)邊框上布置有一定數(shù)量的觸塊，同時(shí)在門(mén)框開(kāi)口兩側(cè)邊框上相應(yīng)設(shè)置有相同數(shù)量的止動(dòng)塊。貨艙門(mén)上部通過(guò)兩根鉸鏈臂與門(mén)框連接，同時(shí)在客艙地板橫梁上布置有兩個(gè)掛鉤輔助點(diǎn)。當(dāng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)，貨艙門(mén)由鉸鏈臂帶動(dòng)向艙內(nèi)上翻轉(zhuǎn)至指定位置時(shí)觸動(dòng)門(mén)上掛鉤將門(mén)鎖止固定。當(dāng)門(mén)關(guān)閉時(shí)，門(mén)上多個(gè)止動(dòng)釘和門(mén)框?qū)?yīng)的止動(dòng)塊接觸，對(duì)貨艙門(mén)限位以防止艙門(mén)在增壓時(shí)向外打開(kāi)。

門(mén)框也采用“井”字型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，門(mén)框開(kāi)口四周由加強(qiáng)邊框與上下檻梁組成，通過(guò)邊框傳遞開(kāi)口截?cái)嗟沫h(huán)向載荷，由上下檻梁傳遞開(kāi)口截?cái)嗟目v向載荷，蒙皮開(kāi)口區(qū)域附近在適當(dāng)加厚，尤其是開(kāi)口的四個(gè)角部區(qū)域，以減少局部應(yīng)力集中。飛行過(guò)程中氣密壓差載荷作用于艙門(mén)上，門(mén)通過(guò)止動(dòng)塊傳載使得機(jī)身開(kāi)口處邊框受彎嚴(yán)重，同時(shí)由于止動(dòng)塊相對(duì)于邊框存在一定偏心，引起邊框局部受扭，設(shè)計(jì)時(shí)門(mén)框兩側(cè)可設(shè)置輔助加強(qiáng)框，同蒙皮一起形成盒裝結(jié)構(gòu)以承扭，散貨艙門(mén)橫梁設(shè)計(jì)較強(qiáng)而環(huán)向框較弱。

3 結(jié)論

針對(duì)民用飛機(jī)機(jī)身不同區(qū)域貨艙的功能需求和設(shè)計(jì)要求，分別介紹了機(jī)身上剪力式與堵塞式兩種不同形式的貨艙門(mén)與門(mén)框的設(shè)計(jì)思路，闡述了其各自典型的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，可供結(jié)構(gòu)工程師在民機(jī)貨艙門(mén)與門(mén)框概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)方案選型權(quán)衡分析時(shí)參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)總編委會(huì).飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第10冊(cè)[M].北京：航空工業(yè)出版社.2000.

[2]牛春勻.實(shí)用飛機(jī)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)[M].北京：航空工業(yè)出版社.2008.