林方彬

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī);機(jī)身;客艙地板;結(jié)構(gòu)布置;載荷傳遞

客艙地板是機(jī)身結(jié)構(gòu)的重要組成部分，為客艙內(nèi)主要設(shè)備（包括座椅、廚房、盥洗室等）提供支持，為旅客及乘務(wù)員提供活動(dòng)平臺(tái)，主要承受載荷是客艙內(nèi)設(shè)備及旅客的慣性載荷，同時(shí)地板橫梁在增壓載荷時(shí)為機(jī)身壁板提供支撐，地板橫梁通過接頭與框相連，使其上部和下部成為一個(gè)整體，平衡機(jī)身增壓時(shí)在橫梁接頭處產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力，同時(shí)將機(jī)身分為上下兩個(gè)艙[1]。典型機(jī)身客艙地板截面如圖1所示。

本文介紹了典型的客艙地板結(jié)構(gòu)方案以及飛機(jī)地板的傳力分析，并綜合比較了國內(nèi)外民機(jī)客艙地板的典型結(jié)構(gòu)，能夠?qū)鴥?nèi)民用飛機(jī)客艙地板的研制提供支持和借鑒。

一、典型民機(jī)客艙地板結(jié)構(gòu)

客艙地板一般由橫梁、縱梁（含滑軌）、立柱和面板組成。橫梁兩端一般固定于機(jī)身框，縱梁搭接在橫梁上（根據(jù)總體布置，部分縱梁為座椅滑軌），面板安裝在縱、橫梁組成的支撐結(jié)構(gòu)上，立柱在豎直方向連接橫梁和框，為橫梁提供豎直方向的支持。圖2為地板典型結(jié)構(gòu)示意圖。

（一）地板橫梁

地板橫梁主要承受剪力及其引起的彎矩，常用地板橫截面有“工”、“J”、“C”形等，在參數(shù)一致的條件下，慣性矩依次遞減，因此截面建議優(yōu)先選“工”形;在相同截面積的條件下，橫梁高度越高，抗彎能力越強(qiáng)，即承載能力一定條件下，橫梁高度越大，面積越小，重量越輕，故在不超出總體要求的前提下，地板橫梁應(yīng)盡量高。地板橫梁立柱位置示意如圖3。

（二）座椅滑軌

座椅滑軌用于安裝旅客座椅，一般兩根滑軌為一組，同組滑軌之間的距離需考慮旅客座椅的要求?；壣隙送咕壧幱邪疾?，并制出孔用于座椅的安裝。圖4為國內(nèi)外不同機(jī)型的座椅滑軌截面示意圖。

（三）地板面板

地板面板選材為：碳纖維和玻璃布面板、芳綸蜂窩芯夾層結(jié)構(gòu)板材。主要考慮的是強(qiáng)度、剛度、重量和耐腐蝕性能。地板面板應(yīng)具有維護(hù)性要求，同時(shí)地板作為航線可更換單元（LRU，Line Replaceable Unit）部件，具備單面拆卸要求，尺寸大小分塊足以讓一個(gè)人就可以搬走。面板考慮了零件制造（鑲嵌件制孔公差、螺栓與鑲嵌件內(nèi)孔間隙配合、彈簧夾螺母凸臺(tái)公差）和地板安裝的極限偏差以保證面板完全互換。

二、載荷傳遞

對(duì)于客艙地板的縱向載荷傳遞有兩條路徑：（1）通過座椅滑軌軸向傳遞;（2）通過面板剪切傳遞至邊梁，再由斜拉桿或剪切板傳遞至機(jī)身長桁;對(duì)于客艙地板的垂向載荷的傳遞：座椅帶來的垂向載荷經(jīng)由滑軌直接傳遞給地板橫梁，由地板彎曲承受，橫梁將部分垂向載荷由立柱傳遞給下半框，同時(shí)橫梁兩端與框的連接將剩余垂向載荷傳遞給側(cè)邊框，同時(shí)對(duì)框產(chǎn)生彎矩;對(duì)于客艙地板的側(cè)向載荷的傳遞：座椅帶來的側(cè)向載荷主要由滑軌傳至地板橫梁，由地板橫梁傳遞給側(cè)邊框。

三、結(jié)論

客艙地板的設(shè)計(jì)除考慮傳統(tǒng)商載以外，應(yīng)結(jié)合機(jī)身外形特點(diǎn)，選取合理的布置位置和布置形式，從而對(duì)自身變形和機(jī)身維形起到幫助的作用?？团摰匕逶O(shè)計(jì)應(yīng)選用適合受力形式的材料設(shè)計(jì)理念，分析材料性能并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終達(dá)到減重的目的。了解和熟悉民機(jī)客艙地板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用性，采用成熟有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，能夠降低設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)。本文的研究能夠?qū)鴥?nèi)民用飛機(jī)客艙地板的設(shè)計(jì)具有借鑒意義。