民用飛機艙門密封結構設計探討

索瑞

摘 要 本文針對民用飛機艙門密封結構做出了進一步探究，詳細分析了飛機艙門密封結構影響因素，提出了飛機艙門密封結構設計建議，有益于民用飛機艙門密封結構性能的提升。

關鍵詞 民用飛機;艙門;密封結構

當前，對于飛機的制造，密封艙設計為主要方式，其質量對飛機的綜合性能有著非常大的影響作用，如新舟系列飛機登機門密封質量直接影響艙門手柄打開力值，應急門密封質量直接影響艙門階差，間接影響安裝工藝性等?，F代民用飛機的設計，引入了更多的先進技術以及構件，需要氣密艙門在密封性方面有相應的優化以及提升。其中，針對密封結構的高質量保障，屬于理論以及實踐探究當中的關鍵性問題，要對其中存在的各項影響因素盡可能把控，并在此前提下，構建密封結構設計方法，以便實現提高密封結構性能的要求和目標。因此，本文針對民用飛機艙門密封結構進行了如下分析。

1飛機艙門密封結構影響因素分析

1.1 密封結構會受到結構剛度產生影響

針對密封結構具備的性能，對其產生的影響因素會在密封形式、鉸鏈布置以及結構剛度等方面有集中表現。例如：在結構剛度層面，會引起密封結構發生嚴重變形，所以影響其中的密封性能。站在整體結構角度進行分析，門區屬于關鍵的應力區域，大量壓力荷載會在這一區域產生作用，如對機身扭矩等。一旦艙門的狀態為增壓，那么門框會承受相應的壓力荷載作用，如果艙門沒有較為理想的承重性能，便會出現結構變形問題。所以，在控制結構剛度當中，需要針對門區以及艙門結構的設計，開展一系列的剛度探究分析，對承受結構產生的變形問題進行判斷，并明確具體的變形量，以便對密封性的提升給予更高的保障[1]。

1.2 密封件對艙門密封性產生的影響

密封件的有效、正確應用，會對艙門密封性產生非常關鍵的影響。針對密封結構的一般設計，需要對結構變形匹配、密封件具體的截面形狀進行充分考量，如果沒有對存在的因素進行良好的控制，產生的弊端問題會非常多。例如：使用的密封帶沒有較為理想的剛性，所以結構間隙會非常小，以至于艙門關閉時，時常會出現堆積以及夾帶情況。此外，密封帶產生的變形量并不會非常大，所以門區以及艙門發生的變形補償，并不能將自身的作用效果發生出來。結合事實進行分析，由于密封件的種類各有不同，對密封結構產生的影響會存在一定的差異，如將截面形狀當作劃分依據，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]。在本次探究當中，對三種密封結構進行了研究，詳細分析了優勢以及存在的不足：①隔膜密封。這一結構，需要針對密封件前后壓差開展具體應用，利用隔膜實現強化密封性的要求。需要關注的問題是，這一方法的使用，使得隔膜密封帶并不會產生非常理想的承載力，且有著非常復雜的安裝過程。飛機在運行時，空氣針對密封帶會產生相應的破壞效果。②爪型密封。這一結構需要針對密封表面，對密封帶爪型部分進行安裝，以便將密封過程完成。存在的缺點便是，密封帶會有非常嚴重的受損，特別是邊緣區域極為突出，所以滲漏問題非常容易發生。③管狀密封件。這一結構需要對座艙壓力進行使用，以便門框以及密封帶，能夠實現擠壓密封的目標。對于該項方式的應用，又可以將其詳細劃分為壓密帶以及擠密封。壓密帶對壓縮量的控制給予了高度的強調，而擠密封對門框密封產生的摩擦作用給予了強調。

2飛機艙門密封結構設計建議

2.1 詳細計算分析密封結構設計

針對結構開展的設計工作，需要對結構協調發生的變形問題充分考量，并對各種氣動荷載作用中，艙門出現的位移變化情況進行判斷。采用的分析過程為：先需要對有限元模型的構建進行考慮，以便在荷載當中直接對結構承重力表現進行模擬，具體的步驟可詳細分為：①先明確艙門的具體結構參數、實際的布置形式，之后對相應的結構變形發生指數給予判斷。②應用HyperWorks或Nastran等相關軟件，將有限元模型的建立完成，并以此作為前提，判斷艙門發生的縱向位移、門區結構出現的變形、艙門結構發生的變形以及極限荷載條件中的具體表現，這樣能夠對變形部位的詳細情況進行獲取，進而強化控制相應的變形量。③詳細驗證艙門結構發生的變形問題，對密封帶是否將自身的補償能力發揮出來給予分析[3]。

2.2 建立三維模型以及驗證方法

建立出三維模型，從本質上來說，可以有效判斷工藝可達性以及結構裝配之間的協調性，以至于完成仿真模擬艙門具體的運動，使得模型的構建更加精準，能夠確定容差性過程。其中需要關注的問題為，應用三維模型可以分析出裝配制造當中存在的各項精度問題，仿真模型完成后，要將具體的驗證方式引入其中，例如開展氣密和疲勞測試，檢測功能等等，以便對結構具備的協調性以及相應的高密封性給予保障。最后才可以將編制的方案在具體設計當中進行應用。

3結束語

總之，艙門密封結構設計會對飛機綜合性能產生非常大的影響，是不可忽視的一項關鍵性因素。在具體設計時，需要對其中存在的每一項影響因素認真分析，充分考量，例如密封帶、結構剛度等等。在此前提下，編制相應的控制措施，并利用正確的計算以及驗證方法，對結構密封性、具備的協調性等給予保障。

參考文獻

[1] 馬超.組合機構在民用飛機艙門設計中的應用[J].現代工業經濟和信息化，2015（8）：57-59.

[2] 王薇.淺談民用飛機艙門密封結構的氣密可靠性[J].科技致富向導，2014（17）：313.

[3] 張驥忠，雷海軍，翟廣陽，等.大規格民用飛機艙門硅橡膠密封帶減磨性能的研究[J].有機硅材料，2019，33（1）：42-45.