民用飛機(jī)貨艙地板設(shè)計(jì)研究

印春偉

【摘 要】貨艙是飛機(jī)上裝載貨物的主要艙體。貨艙地板結(jié)構(gòu)是構(gòu)成貨艙的主要部件，它和貨艙門、貨艙內(nèi)飾共同構(gòu)成了貨艙包絡(luò)面。本文以某型飛機(jī)貨艙地板為例，介紹民用飛機(jī)貨艙地板設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵因素。

【關(guān)鍵詞】貨艙;地板;防腐蝕;防火

中圖分類號(hào)： V223.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）03-0207-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.086

Structure Design of Cargo Floor in Commercial Aircraft

YIN Chun-wei

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

【Abstract】Cargo compartment is the space in aircraft that carries cargo. Cargo compartment floor is the main part of cargo compartment， which makes up the cargo envelope together with cargo door and cargo interior. This thesis introduces the key factors of cargo compartment floor design in commercial aircraft with a case study.

【Key words】Cargo Compartment; Floor; Corrosion Protection; Fire Protection

1 貨艙地板的功用

在現(xiàn)代民用機(jī)型中，貨艙按貨物裝載形式可分為兩種構(gòu)型：集裝箱貨艙和散裝貨艙。相應(yīng)的貨艙地板就必須滿足這兩種貨物裝載要求。對(duì)于集裝箱貨艙，貨艙地板的主要功用是隔離貨物與貨艙底部結(jié)構(gòu)、提供維護(hù)人員踩踏;對(duì)于散裝貨艙，除了上述兩點(diǎn)之外，貨艙地板還承受貨物載荷，并將載荷傳遞至機(jī)身結(jié)構(gòu)。

2 貨艙地板設(shè)計(jì)目標(biāo)

貨艙地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是：應(yīng)能在保證裝載貨物功能前提下，滿足強(qiáng)度、剛度等各項(xiàng)要求，滿足防腐蝕要求，保持高壽命和高可靠性，易于拆裝維護(hù)，力求使結(jié)構(gòu)重量最輕。

3 貨艙地板設(shè)計(jì)要求

貨艙地板在全壽命使用中必須滿足以下要求：

a）強(qiáng)度、剛度要求：貨艙地板結(jié)構(gòu)必須滿足靜強(qiáng)度、動(dòng)強(qiáng)度、剛度等要求;

b）維修性要求：貨艙地板要易于拆裝維護(hù)，應(yīng)具備單面拆裝功能，還需具備完全互換性;

c）防腐蝕要求：貨艙地板應(yīng)具備防腐蝕能力，確保地板以下結(jié)構(gòu)與設(shè)備免受艙內(nèi)液體侵蝕。

d）防火設(shè)計(jì)要求：構(gòu)成貨艙地板的所有材料必須滿足25.855（d）[1]條的阻燃要求。

4 某型飛機(jī)貨艙地板設(shè)計(jì)

4.1 貨艙方案選擇

設(shè)計(jì)初期通過對(duì)國內(nèi)多家航空公司的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，客戶對(duì)貨艙構(gòu)型的需求主要為散貨艙構(gòu)型。而考慮到今后的發(fā)展趨勢，有很大一部分客戶希望貨艙構(gòu)型可以方便地在散貨艙和集裝箱式貨艙之間切換。因此某型飛機(jī)貨艙基本構(gòu)型設(shè)計(jì)為散貨艙構(gòu)型，按CCAR25部第25.857條規(guī)定為C級(jí)貨艙，其截面可裝載LD3-45型集裝箱，方便后續(xù)按需改裝。

4.2 地板面板選材

常用的復(fù)材地板蜂窩芯材有鋁蜂窩、玻璃布蜂窩、芳綸紙蜂窩。性能比較見表1：

地板選用的復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)用芯材不僅要有足夠的強(qiáng)度和剛度，較好的工藝性、較輕的重量，還要考慮芯材與復(fù)合材料面板間的相互匹配，包括與面板間的膠接性、熱應(yīng)力等。某型飛機(jī)貨艙地板面板選用芳綸紙蜂窩芯材，從表1可看出，性能參數(shù)較其他材料均具備較高水平，可滿足貨艙地板相關(guān)要求。

4.3 地板面板維修性

地板面板在航線維護(hù)期間，需要用備件方便、及時(shí)地進(jìn)行更換，而不需要額外的機(jī)械加工，故在地板面板生產(chǎn)要求上提出更高的要求。地板面板還需具有單面拆卸裝配要求。貨艙地板采用固定在橫梁和縱向件上的彈簧夾螺母與螺釘配合的方式實(shí)現(xiàn)面板單面拆裝。另一個(gè)滿足的易于維護(hù)的設(shè)計(jì)是地板的尺寸大小足以讓一個(gè)人就可以搬走。貨艙面板的螺釘孔內(nèi)安裝了鑲嵌件，選用帶灌封孔的雙平頭貫穿型插入件，鑲嵌件與面板開孔之間使用灌封劑膠接，如圖1所示。

4.4 防腐蝕密封

受到貨物的影響，貨艙地板上很容易出現(xiàn)各種液體的浸染。為防止地板以下結(jié)構(gòu)件受到這些液體的腐蝕損傷，地板防腐蝕密封顯得尤為重要。下列為貨艙地板典型密封措施：

a）地板面板對(duì)縫防腐密封

地板面板對(duì)縫存在2-3mm的設(shè)計(jì)間隙。間隙使用尼龍繩與低密度通用密封化合物配合密封，維護(hù)拆卸時(shí)只需將尼龍繩一端拉起就可輕易將整條縫隙中的密封劑去除。

b）地板面板與骨架結(jié)構(gòu)貼面防腐密封

地板面板與骨架結(jié)構(gòu)之間采用膨化聚四氟乙烯密封帶進(jìn)行防腐密封，如圖2。此密封帶不僅具有防腐蝕密封效果，還有可壓縮性，在一定程度上起到了地板減震的作用。安裝地板面板的釘，采用濕鉚接或加密封墊圈，防止貨艙液體與骨架結(jié)構(gòu)接觸產(chǎn)生腐蝕。

4.5 貨艙地板防火試驗(yàn)

根據(jù)25.855（d）條，構(gòu)成貨艙的所有材料必須是阻燃的。貨艙地板需進(jìn)行12s垂直燃燒試驗(yàn)和45°30s燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)程序按照CCAR25部附錄F第I部分（a）（1）（ii）的規(guī)定進(jìn)行，試驗(yàn)指標(biāo)包括移除火源以后的平均焰燃時(shí)間、陰然時(shí)間、燒焦長度等。經(jīng)驗(yàn)證，某型飛機(jī)貨艙地板面板各方面指標(biāo)皆滿足要求。

5 總結(jié)

本文通過對(duì)某型飛機(jī)貨艙地板的簡介，闡明了貨艙地板設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。合理的貨艙地板設(shè)計(jì)，可以有效減少飛機(jī)底部結(jié)構(gòu)的腐蝕問題，并在貨艙存在火災(zāi)隱患時(shí)保證安全性。

【參考文獻(xiàn)】

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