民用飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

索瑞

摘 要 本文針對(duì)民用飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)做出了進(jìn)一步探究，詳細(xì)分析了飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)影響因素，提出了飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議，有益于民用飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)性能的提升。

關(guān)鍵詞 民用飛機(jī);艙門;密封結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，對(duì)于飛機(jī)的制造，密封艙設(shè)計(jì)為主要方式，其質(zhì)量對(duì)飛機(jī)的綜合性能有著非常大的影響作用，如新舟系列飛機(jī)登機(jī)門密封質(zhì)量直接影響艙門手柄打開力值，應(yīng)急門密封質(zhì)量直接影響艙門階差，間接影響安裝工藝性等?，F(xiàn)代民用飛機(jī)的設(shè)計(jì)，引入了更多的先進(jìn)技術(shù)以及構(gòu)件，需要?dú)饷芘撻T在密封性方面有相應(yīng)的優(yōu)化以及提升。其中，針對(duì)密封結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量保障，屬于理論以及實(shí)踐探究當(dāng)中的關(guān)鍵性問題，要對(duì)其中存在的各項(xiàng)影響因素盡可能把控，并在此前提下，構(gòu)建密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，以便實(shí)現(xiàn)提高密封結(jié)構(gòu)性能的要求和目標(biāo)。因此，本文針對(duì)民用飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了如下分析。

1飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)影響因素分析

1.1 密封結(jié)構(gòu)會(huì)受到結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生影響

針對(duì)密封結(jié)構(gòu)具備的性能，對(duì)其產(chǎn)生的影響因素會(huì)在密封形式、鉸鏈布置以及結(jié)構(gòu)剛度等方面有集中表現(xiàn)。例如：在結(jié)構(gòu)剛度層面，會(huì)引起密封結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重變形，所以影響其中的密封性能。站在整體結(jié)構(gòu)角度進(jìn)行分析，門區(qū)屬于關(guān)鍵的應(yīng)力區(qū)域，大量壓力荷載會(huì)在這一區(qū)域產(chǎn)生作用，如對(duì)機(jī)身扭矩等。一旦艙門的狀態(tài)為增壓，那么門框會(huì)承受相應(yīng)的壓力荷載作用，如果艙門沒有較為理想的承重性能，便會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形問題。所以，在控制結(jié)構(gòu)剛度當(dāng)中，需要針對(duì)門區(qū)以及艙門結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開展一系列的剛度探究分析，對(duì)承受結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形問題進(jìn)行判斷，并明確具體的變形量，以便對(duì)密封性的提升給予更高的保障[1]。

1.2 密封件對(duì)艙門密封性產(chǎn)生的影響

密封件的有效、正確應(yīng)用，會(huì)對(duì)艙門密封性產(chǎn)生非常關(guān)鍵的影響。針對(duì)密封結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)變形匹配、密封件具體的截面形狀進(jìn)行充分考量，如果沒有對(duì)存在的因素進(jìn)行良好的控制，產(chǎn)生的弊端問題會(huì)非常多。例如：使用的密封帶沒有較為理想的剛性，所以結(jié)構(gòu)間隙會(huì)非常小，以至于艙門關(guān)閉時(shí)，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)堆積以及夾帶情況。此外，密封帶產(chǎn)生的變形量并不會(huì)非常大，所以門區(qū)以及艙門發(fā)生的變形補(bǔ)償，并不能將自身的作用效果發(fā)生出來。結(jié)合事實(shí)進(jìn)行分析，由于密封件的種類各有不同，對(duì)密封結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響會(huì)存在一定的差異，如將截面形狀當(dāng)作劃分依據(jù)，可以將其分為：氣胎式密封帶、墊條密封帶以及隔膜密封件[2]。在本次探究當(dāng)中，對(duì)三種密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，詳細(xì)分析了優(yōu)勢(shì)以及存在的不足：①隔膜密封。這一結(jié)構(gòu)，需要針對(duì)密封件前后壓差開展具體應(yīng)用，利用隔膜實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化密封性的要求。需要關(guān)注的問題是，這一方法的使用，使得隔膜密封帶并不會(huì)產(chǎn)生非常理想的承載力，且有著非常復(fù)雜的安裝過程。飛機(jī)在運(yùn)行時(shí)，空氣針對(duì)密封帶會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的破壞效果。②爪型密封。這一結(jié)構(gòu)需要針對(duì)密封表面，對(duì)密封帶爪型部分進(jìn)行安裝，以便將密封過程完成。存在的缺點(diǎn)便是，密封帶會(huì)有非常嚴(yán)重的受損，特別是邊緣區(qū)域極為突出，所以滲漏問題非常容易發(fā)生。③管狀密封件。這一結(jié)構(gòu)需要對(duì)座艙壓力進(jìn)行使用，以便門框以及密封帶，能夠?qū)崿F(xiàn)擠壓密封的目標(biāo)。對(duì)于該項(xiàng)方式的應(yīng)用，又可以將其詳細(xì)劃分為壓密帶以及擠密封。壓密帶對(duì)壓縮量的控制給予了高度的強(qiáng)調(diào)，而擠密封對(duì)門框密封產(chǎn)生的摩擦作用給予了強(qiáng)調(diào)。

2飛機(jī)艙門密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議

2.1 詳細(xì)計(jì)算分析密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)結(jié)構(gòu)開展的設(shè)計(jì)工作，需要對(duì)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)發(fā)生的變形問題充分考量，并對(duì)各種氣動(dòng)荷載作用中，艙門出現(xiàn)的位移變化情況進(jìn)行判斷。采用的分析過程為：先需要對(duì)有限元模型的構(gòu)建進(jìn)行考慮，以便在荷載當(dāng)中直接對(duì)結(jié)構(gòu)承重力表現(xiàn)進(jìn)行模擬，具體的步驟可詳細(xì)分為：①先明確艙門的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)、實(shí)際的布置形式，之后對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)變形發(fā)生指數(shù)給予判斷。②應(yīng)用HyperWorks或Nastran等相關(guān)軟件，將有限元模型的建立完成，并以此作為前提，判斷艙門發(fā)生的縱向位移、門區(qū)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的變形、艙門結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以及極限荷載條件中的具體表現(xiàn)，這樣能夠?qū)ψ冃尾课坏脑敿?xì)情況進(jìn)行獲取，進(jìn)而強(qiáng)化控制相應(yīng)的變形量。③詳細(xì)驗(yàn)證艙門結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形問題，對(duì)密封帶是否將自身的補(bǔ)償能力發(fā)揮出來給予分析[3]。

2.2 建立三維模型以及驗(yàn)證方法

建立出三維模型，從本質(zhì)上來說，可以有效判斷工藝可達(dá)性以及結(jié)構(gòu)裝配之間的協(xié)調(diào)性，以至于完成仿真模擬艙門具體的運(yùn)動(dòng)，使得模型的構(gòu)建更加精準(zhǔn)，能夠確定容差性過程。其中需要關(guān)注的問題為，應(yīng)用三維模型可以分析出裝配制造當(dāng)中存在的各項(xiàng)精度問題，仿真模型完成后，要將具體的驗(yàn)證方式引入其中，例如開展氣密和疲勞測(cè)試，檢測(cè)功能等等，以便對(duì)結(jié)構(gòu)具備的協(xié)調(diào)性以及相應(yīng)的高密封性給予保障。最后才可以將編制的方案在具體設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。

3結(jié)束語

總之，艙門密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)飛機(jī)綜合性能產(chǎn)生非常大的影響，是不可忽視的一項(xiàng)關(guān)鍵性因素。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其中存在的每一項(xiàng)影響因素認(rèn)真分析，充分考量，例如密封帶、結(jié)構(gòu)剛度等等。在此前提下，編制相應(yīng)的控制措施，并利用正確的計(jì)算以及驗(yàn)證方法，對(duì)結(jié)構(gòu)密封性、具備的協(xié)調(diào)性等給予保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬超.組合機(jī)構(gòu)在民用飛機(jī)艙門設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2015（8）：57-59.

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