民用飛機(jī)艙門傳感器設(shè)計(jì)分析

嚴(yán)立浩

摘 要：艙門傳感器目的是監(jiān)視艙門關(guān)閉、上閂、上鎖、滑梯預(yù)位等狀態(tài)信息。當(dāng)艙門處在關(guān)閉位置時(shí)，必須有措施防止艙門在未完全關(guān)閉和鎖定的情況下，將飛機(jī)增壓到不安全的水平。艙門告警系統(tǒng)完成了這些狀態(tài)信息的采集并及時(shí)反饋給機(jī)組人員。另外，艙門信號系統(tǒng)還集成了對飛行鎖、貨艙門供電等的控制功能。本文通過對作動器的工作模式，條款要求等進(jìn)行分析，對相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：艙門；傳感器；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.096

0 引言

艙門傳感器目的是監(jiān)視艙門關(guān)閉、上閂、上鎖、滑梯預(yù)位等狀態(tài)信息。當(dāng)艙門處在關(guān)閉位置時(shí)，必須有措施防止艙門在未完全關(guān)閉和鎖定的情況下，將飛機(jī)增壓到不安全的水平。艙門告警系統(tǒng)完成了這些狀態(tài)信息的采集并及時(shí)反饋給機(jī)組人員。

由于門的告警系統(tǒng)是以高精度的接近傳感器為基礎(chǔ)，將艙門運(yùn)動機(jī)構(gòu)的物理位置信息，通過傳感器的電磁感應(yīng)，轉(zhuǎn)化為電氣信號，達(dá)到顯示艙門鎖閂等系統(tǒng)狀態(tài)的目的。系統(tǒng)包括接近傳感器、感應(yīng)標(biāo)靶、艙門系統(tǒng)運(yùn)動構(gòu)件、指示標(biāo)牌和支架等。接近傳感器的設(shè)計(jì)必須考慮到指示位置、安裝調(diào)節(jié)、接近方式、在危險(xiǎn)點(diǎn)前及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號、避免產(chǎn)生虛報(bào)警等方面因素?；诎踩钥紤]和各項(xiàng)適航條款，艙門告警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常重要。

1 適航與設(shè)計(jì)要求

對于艙門告警系統(tǒng)，相關(guān)適航要求條款如下：

a）滿足25.783（e）（1）：艙門的關(guān)閉、鎖閂等位置應(yīng)設(shè)計(jì)有接近傳感器，以監(jiān)控艙門的狀態(tài)信息，并將信號顯示在操作人員可以直接觀察到的位置；

b）滿足25.783（e）（2）：對于艙門沒有關(guān)閉或鎖閂未完成的狀況下，設(shè)計(jì)的接近傳感器應(yīng)及時(shí)反映出未完成信號，并顯示在操作人員可以直接觀察到的位置；

c）滿足25.783（e）（3）：對于初始運(yùn)動非向內(nèi)的門或未鎖閂可能有危險(xiǎn)的門，如果門沒有完全關(guān)閉、鎖閂和鎖定則給駕駛員發(fā)出信號，該信號在駕駛艙內(nèi)是直接可見的；

d）滿足25.783（e）（4）：艙門告警系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成，在起飛滑跑最初階段之前或者在起飛滑跑最初階段中，如果未完成關(guān)閉、上閂上鎖等狀態(tài)，必須要向駕駛艙發(fā)出聲學(xué)警告；

e）滿足25.783（f）：在最直接反映鎖閂等狀態(tài)的位置，艙門告警系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)有直接的物理指示，并且在運(yùn)行照明條件下或者通過手電筒或同等光源的手段，該措施必須是永久的和清晰可辨的。

2 傳感器選用

接近傳感器是飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的一種傳感器，大多用在需要檢測關(guān)閉狀態(tài)的口蓋，機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中。他的作用是用來探測機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)，反應(yīng)給駕駛艙和機(jī)組操作人員。確保艙門在起飛前處于安全的狀態(tài)。

常用接近傳感器有兩種，圓柱形傳感器由于感應(yīng)曲線較為容易控制，普遍應(yīng)用于現(xiàn)代航空領(lǐng)域。方形傳感器用于感應(yīng)距離較長，結(jié)構(gòu)變形量較大的感應(yīng)位置，比如艙門與機(jī)身之間的關(guān)閉傳感器安裝位置。

現(xiàn)代接近傳感器分為需要連接器和尾線夾連接的傳感器和直接出線式傳感器，需要連接器的傳感器優(yōu)勢在于拆卸更換方便，維護(hù)性好。但需要的尾部安裝空間較大，在空間有限的情況下不適宜選用。直接出線式傳感器最大優(yōu)勢在于尾部安裝空間需求小，利于結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)布置。同時(shí)直接出線沒有信號干擾，可靠性好。在艙門內(nèi)部空間狹小的區(qū)域，推薦選用直接出線式傳感器，尾部空間足夠時(shí)，推薦選用連接器式傳感器。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳感器的設(shè)計(jì)，需要考慮以下幾點(diǎn)：

a）安裝位置要盡量直接指示機(jī)構(gòu)狀態(tài)；

b）傳感器和標(biāo)靶要注意安裝的調(diào)節(jié)問題；

c）傳感器安裝的準(zhǔn)確定位；

d）傳感器尾部的空間考慮；

e）接近方式的考慮；

f）指示功能的考慮；

g）傳感器標(biāo)靶設(shè)計(jì)；

h）避免產(chǎn)生虛報(bào)警。

接近傳感器的設(shè)計(jì)最關(guān)鍵點(diǎn)是滿足感應(yīng)曲線的情況下，發(fā)出正確的信號。如圖1所示為圓形傳感器的接近、遠(yuǎn)離曲線，紅色區(qū)域?yàn)橹圃臁⒀b配公差區(qū)域。

此外，物理指示需布置在在最直接反映鎖閂等狀態(tài)的位置。為防止電子信號系統(tǒng)的誤示和故障情況發(fā)生，艙門告警系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)有直接的物理指示，并且物理指示要可靠、穩(wěn)定。故采取將物理指示標(biāo)牌與機(jī)構(gòu)零件做成一體的方式，保證最直接、直觀顯示機(jī)構(gòu)狀態(tài)。

在運(yùn)行照明條件下或者通過手電筒或同等光源的手段，該措施必須是永久的和清晰可辨的。為方便觀察，物理指示一般采用涂漆的方式。

4 結(jié)論

本文描述了艙門傳感器的功能需求、工作原理，同時(shí)根據(jù)門體結(jié)構(gòu)和周邊系統(tǒng)要求等給出了系統(tǒng)輸入條件，確保產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]CCAR-25-R4，中國民用航空規(guī)章第25部一運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].2009.endprint