飞机舱门管理论文
飞机的舱门是保障乘客安全的一大关键。下面是小编整理了飞机舱门管理论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
飞机舱门管理论文篇一
浅谈民用飞机舱门密封结构的气密可靠性
【摘 要】采用可靠性思想分析飞机舱门密封结构参数对密封性能的影响。对两种型号的舱门密封带进行整体规格的压缩实验，将关门行程、装配尺寸、挡件尺寸等视为随机变量，采用有限元软件对两种密封带的气密可靠性进行比较，得到了密封结构参数的均值灵敏度和方差灵敏度，对舱门密封带选型与结构的优化设计提供参考。
【关键词】舱门密封结构;密封带;气密可靠性;灵敏度
0.引言
飞机舱门的密封是防止舱内漏气或失压的重要保障，气密性能与密封结构的设计密切相关。飞机舱门组合密封结构主要由p型密封带、密封压条、z型挡件、门体和门框组成。d1为门体与门框间隙;d2为挡件纵向距离;d3为z型挡件横向尺寸;d4为关门行程;r为档件导角半径。但是，由于制造误差、安装同轴度以及使用过程中的磨损等因素，将导致密封结构的实际位置与设计值存在随机偏差，这种离散性威胁着舱门的气密可靠性。
密封带是一种能够发生大变形的高弹性橡胶材料，其压缩变形特性对舱门整体的气密刚度起主导作用，是选型的重要依据之一。已经有很多学者利用有限元分析方法分析了 实心橡胶圈 的压缩应 力特性，研究对象涉及指尖密封、o型密封，球型密封等。在密封材料性能、仿真以及结构参数对密封性能的影响分析方面进行了十分有益的尝试。本工作选取目前飞机舱门中应用较为广泛的p型密封带组合密封结构，考虑了密封结构参数的随机性，基于密封带压缩实验结合有限元仿真，采用有限元软件抽样分析了密封结构气密可靠性和参数灵敏度。
1.确定性分析
1.1有限元模型
相比飞机舱门门体、门框和挡件材料(e=70gpa)，密封圈材料的模量很小(e=0.0075gpa)，密封带作为大柔度 结构直接 决定着门体的 气 密 刚度，需要着重关注密封带的变形。因此，将门体、门框、密封压条和挡件近似为刚体，只考虑密封带的变形。建立舱门密封结构的有限元模型，单元类型选择四节点平面应变herrmann单元，单元总数为650。
飞机舱门密封带一般设计有小孔，飞行过程中舱内压力能够通过这些眼孔渗透进入密封圈内，不但起到了加强密封的作用，还能够延长密封圈使用寿命。
圈内气压的作用效果可以采用有限元软件中特有的气囊空穴模型单元来模拟。正常飞行条件下，舱内保压恒压值设定为0.076mpa。摩擦模型为库仑模型，硬铝与橡胶的摩擦因数取0.25。
1.2密封带材料模型
利用msc.marc软件中的“evaluate material”功能分别采用上述两种模型对密封圈压缩实验数据进行拟合，发现与实验数据基本吻合，能够较好地适应非常数的剪切模量情形和材料的轻微压缩行为，已被成功地应用于密封圈产品分析。
2.可靠性分析
2.1随机变量与极限状态函数
由于制造误差、安装偏差或者使用过程中门轴等的磨损，均将导致实际装配尺寸与设计理想值发生随机偏差，使密封圈的压缩接触力不能够达到密封要求。
这里着重评估上述变量对舱门密封带密封性，根据概率论中心极限定理，一般可认为结构尺寸服从3σ(σ为标准差)的均值正态分布，且相互独立。
密封失效是可靠性评估中的一项重要失效模式。
密封带通过发生弹性变形填满相互接触的门体、门框表面之间的间隙，并维持一定的接触压力，从而达到气密效果。泄露率是定量评估舱门密封效果的重要指标，泄露经常是由于密封压缩力不足导致的，因此接触力常常作为密封结构气密性的评判指标，舱门设计要求能够承受3倍设计压差载荷的内外压差，折算到单位接触面积上的压缩力要求大于0.25n。
2.2可靠性分析方法及过程
采用有限元软件进行可靠性计算，主要基于以下3点：
(1)密封结构计算涉及接触问题，其压缩响应具有非线性隐式关系，对于隐式极限状态方程的可靠性分析，法计算思路简单且易于编程实现;(2)由上述确定性分析可知，密封圈与门框属于二次接触问题，结构参数不但决定了接触力的大小，还决定了能否发生接触，不发生接触时接触力恒为零，因此，密封圈与门框之间接触力与结构参数之间的响应关系是一个接触点位置随机变化并且与密封圈与挡件的第一次接触相关，会导致难以拟合合适的响应面和计算收敛性问题;(3)结果可信度要高于其他方法，常常作为校核其他方法的依据。本密封圈单次确定性仿真的时长较短，因计算成本仍然在可接受的范围。
结合自编程实现数据指定分布的随机化处理与抽样，同时调用marc软件进行上述确定性计算，计算完成后提取密封带与门体的接触力进行失效统计并代入可靠度计算公式和灵敏度公式，获得舱门密封结构的失效概率和各个随机参数的灵敏度。
2.3可靠性分析结果
采用随机样本进行抽样5000次，分别计算得到两种密封圈的失效概率对比，pr为抽样计算获得的可靠度。两者敏度分析结果大致一致，织物增强型密封带由于较好的压缩比具有更高的密封可靠度。
织物型密封带的密封组件主要结构变量的均值灵敏度和方差灵敏度分析结果，可见合理减小门框间距d1，挡件纵向距离d2和挡件导角半径r，增大z型挡件横向尺寸d3和关门压缩量d4，均有助于提高气密可靠性。这些变量中，d1，d2，d4的均值和r的方差对失效较为敏感，设计和生产、维修检验过程中需要严格这些尺寸的检查。
另外，设计过程中还应注意上述随机变量对舱门其他性能的双面影响，例如：
(1)d1太小会使密封带被挤出或“碰框磨框”影响关门便利性和增大磨损;(2)减小d2或增大d4虽然能够增大接触应力，但是会直接加重开关门手柄力度，在保证气密性的前提下设计合适的关门压缩率是至关重要的;(3)增大d3会减小舱门有效面积，甚至可能会与开关门连杆机构发生干涉;(4)增大r会导致密封带的应力集中，削弱其使用寿命。所以设计过程中还应在保证密封的基础上，综合考虑上述因素和性能指标要求，从而制定出合理的设计范围。
3.结论
(1)设计过程中在保证密封可靠性的基础上，须综合考虑参数的两面性，结合性能指标要求制定合理的设计范围。
(2)织物型密封带具有更高的压缩比，比非织物型密封带具有更高的气密可靠度，建议优先选用。
(3)装配尺寸(门框间距、挡件纵向间距)和关门行程量的均值和挡件导角半径的方差对失效较为敏感，设计和装配、维修检验过程中需要严格这些尺寸的检查。
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飞机舱门管理论文篇二
浅谈民用飞机起落架地面舱门的打开机构
摘 要：首先介绍了进行某民用飞机起落架地面舱门打开机构分析的背景和目的。然后从功能、组成、布置、工作原理、能源供给、安全装置和操作程序等方面对地面舱门打开机构进行详细分析。最后得出 8 个可供国内民用飞机起落架地面舱门打开机构设计参考的结论。
关键词：起落架; 地面舱门打开机构; 民用飞机
中图分类号：v214.1+3
起落架地面舱门打开机构作为飞机起落架系统的重要组成部分，目前，国内无论在研究上还是应用上都还处于空白状态，因此，很有必要对国外飞机的相应机构进行分析研究，从而掌握其基本架构和工作原理，以及在元件布置、安全操作、能源供给方面的特殊考虑，为国内民用飞机起落架地面舱门打开机构设计提供依据。本文对某民用飞机起落架地面舱门打开机构进行了详细分析。
1 地面舱门打开机构功能
每个起落架舱都有一个液压作动舱门，分别是前起落架前舱门和主起落架内舱门。由于起落架控制系统的主要液压控制和作动元件都安装在起落架舱内，这些元件包括安全隔离阀、起落架和舱门选择阀、旁通阀、上位锁和舱门作动器等，所以，为了便于对这些元件进行维护和保养，每个起落架舱门都有一套地面舱门打开机构。
2 地面舱门打开机构组成
2. 1 地面舱门打开手柄
地面舱门打开手柄，在手柄端头处通过螺栓与结构连接，该端头又通过螺栓与推拉钢索相连。在手柄末端处有一个按压按钮来控制自锁机构，该机构可以控制手柄使其保持在打开或关闭位置。在末端还有一个安全销，可以防止手柄被意外操作。
2. 2 旁通阀
旁通阀安装在舱门作动器的关闭管路上。在正常收放时，液压油直接通过旁通阀。当操作地面舱门打开机构打开舱门时，地面舱门打开手柄会拉动推拉钢索，推拉钢索随之会拉动控制杆进而旋转花键轴，花键轴驱动与之同轴的驱动轮，滑阀在驱动轮的驱动下向左运动，从而实现关闭(断开) 液压供给以及连通每个舱门作动器的两个腔。同时，可以防止液压锁效应，舱门在重力作用下打开。
旁通阀内有一个锁塞阻止手柄从打开位转动到关闭位。只有在端口的液压压力超过 1 000psi 时，锁塞才能够克服弹簧力回缩，这时才可以操纵手柄从打开位转动到关闭位。
2. 3 舱门上位锁开锁机构
主起落架舱门上位锁开锁机构，当地面舱门打开手柄旋转时，推拉钢索会操纵手动释放杆轴一起旋转，随之旋转释放杆下压锁闩组件，从而将滚轴从锁钩凸轮上脱离。锁钩会在拉簧和起落架锁销力的作用下打开，直至与止动螺栓接触为止。前起落架舱门上位锁开锁机构与主起落架类似。
2. 4 推拉钢索
推拉钢索的主要作用是将地面舱门打开手柄的操作指令分别传送到舱门上位锁上的释放杆轴以及旁通阀的花键轴，达到控制舱门上位锁开锁机构和旁通阀的目的。
3 能源供给
3. 1 液压能源
起落架收放系统由液压能源子系统提供液压源，并且地面舱门关闭由舱门作动器来完成，所以，为了关闭舱门首先需要给液压能源子系统供压，供压方式有两种，一种是利用地面维护面板的供压接口通过地面液压源供压，另一种是利用液压能源子系统的电动泵通过能源转化装置供压。
3. 2 电源
由于地面舱门是通过舱门作动器自动关闭的，所以在进行关闭舱门操作前首先需要给飞机供电，以保证起落架系统处于正常地面构型(此时起落架放下和舱门关闭管路都处于加压状态) ，同时，液压能源子系统电动泵可以开启以及液压起落架系统的驾驶舱指示正常工作。一般而言，其主要通过地面外部电源给飞机供电。
4 安全装置
为了防止起落架液压作动舱门打开后，舱门的意外关闭对地面维护人员造成伤害，专门配备了舱门安全装置，分别是地面安全锁套(针对主起落架内舱门) 和安全销(针对前起落架前舱门) 。地面安全锁套分为两半，安装时套在舱门作动器的活塞杆上，然后将两半合在一起，并插上销子; 安全销插在舱门和铰链孔内。
5 地面舱门打开机构操作程序
5. 1 地面舱门打开
首先拔掉手柄上的安全销，然后按下按压按钮并同时转动手柄至舱门打开位，然后松开按钮手柄自动锁定在该位置，插上安全销。在手柄转动过程中，手柄会拉动推拉钢索运动，推拉钢索同时会拉动旁通阀上的控制杆转动 85°。地面舱门打开手柄的初始运动会控制旁通阀隔离舱门作动器的关闭管路液压供给，以及连通舱门作动器的双腔。
同时，手柄更进一步的运动会带动舱门上位锁上的花键轴旋转，锁内的释放杆会随之打开上位锁锁钩，这样舱门就在重力和舱门作动器内气穴效应的作用下缓慢打开。舱门完全打开后将舱门安全装置安装在相应的舱门作动器活塞杆上(对主起落架内舱门而言) 或舱门和铰链孔内(对前起落架前舱门而言) 。
5. 2 地面舱门关闭
首先利用外部电源给飞机供电，然后按下液压能源子系统的电动泵开关给液压能源子系统供压。此时，能源转换装置同时会给液压能源子系统供压，通过驾驶舱内的发动机指示和机组告警系统监控液压系统的工作状态。取下相应的舱门安全装置，按照 5. 1 节的手柄操作方式将手柄转至舱门关闭位，并插上安全销。
在操作手柄的过程中，手柄会推动推拉钢索运动，推拉钢索进而推动旁通阀上的控制杆转动。旁通阀会隔离舱门作动器的双腔，并将其与液压供给连通。同时，上位锁内的开锁机构随之复位。然后起落架舱门作动器关闭舱门，最后舱门上位锁将舱门锁定在关闭位置。关闭液压能源子系统的电动泵开关卸掉液压能源子系统压力。通过起落架确认相应舱门是否关闭。
6 结论
根据本文对某民用飞机起落架地面舱门打开机构的分析可知：
(1) 液压作动的舱门打开机构的主要作用是便于维护保养起落架舱内的起落架系统元件，且每个液压作动舱门都有一套独立的打开机构;
(2) 地面舱门打开机构主要由地面舱门打开手柄、旁通阀、舱门上位锁释放机构和推拉钢索组成，并且都基本安装在相应的起落架舱内或邻近区域;
(3) 地面舱门打开机构主要元件都有安全保护机构，防止误操作造成维修人员伤害，其中不但手柄带有按压按钮和安全销，而且旁通阀也设有锁塞，更加保证维修操作的安全性;
(4) 为了防止维护期间舱门意外关闭而伤害地面工作人员，针对主起落架内舱门和前起落架前舱门分别配备不同的舱门安全装置;
(5) 舱门上位锁释放机构与上位锁应急放开锁机构工作原理一致，共用一个释放杆，不同之处在于使用不同且分别设在上位锁两侧的花键轴;
(6) 旁通阀安装在舱门作动器的关闭管路上，正常情况下油液直接通过旁通阀，只有在操作地面舱门打开机构打开舱门时才切断液压供给，同时连通舱门作动器的两个腔，舱门会在重力和气穴效应的作用下缓慢打开;
(7) 舱门关闭靠舱门作动器自动关闭，但前提是必须先给飞机供电，并给起落架系统的液压源加压，同时，起落架系统的正常地面构型必须是舱门作动器舱门关闭管路加压;
(8) 地面维护时，液压能源系统有两种加压方式： 地面液压源和电动泵(通过能源转换装置) 。
参考文献
[1] 严少波. 民用飞机铰链式襟翼运动机构运动误差分析 [j]. 民用飞机设计与研究. 2011 (03)
[2] 张大伟. 民用飞机电传操纵系统设计浅析 [j]. 科技创新导报. 2011 (30)
[3] 陈石卿. 有望用于下一代民机的若干新兴技术 [j]. 航空科学技术. 2012 (01)
[4] 谭玮. 某商用飞机起落架收放控制系统浅析 [j]. 科技资讯. 2011 (27)
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