民用飛機登機門觀察窗設(shè)計

摘 要：觀察窗為機組/乘客人員提供向下大視角，能夠觀察到應急撤離時滑梯可能到達的地面情況。當飛機處于飛行狀態(tài)時，不需操作。

關(guān)鍵詞：觀察窗；機組/乘客人員；應急撤離；滑梯

引言

在登機門最適宜人機操縱終端位置布置觀察窗組件。

1 觀察窗設(shè)計

1.1 設(shè)計要求

當艙門關(guān)閉時，從飛機外面能使下面部分看見：（1）客艙已經(jīng)增壓。（2）撤離滑梯已經(jīng)待命。

從飛機內(nèi)側(cè)應當能夠滿足下列外部視野觀察要求：（1）正常情況下滑梯可能到達地面的位置。（2）當起落架折斷引起的機身傾斜情況下應能觀察到滑梯末端位置。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.2.1 總體結(jié)構(gòu)介紹

觀察窗結(jié)構(gòu)采用內(nèi)外擋件夾持安裝控制玻璃件位置，中間填充橡膠件墊圈。外擋件與登機門外蒙皮、縱橫梁連接固定，內(nèi)擋件通過4個Z字型接頭與外擋件連接固定。為保證觀察窗中間部位的密封件壓縮到位要求，在結(jié)構(gòu)2側(cè)中間各加一卡夾固定。觀察窗結(jié)構(gòu)示意圖見圖1、2。

觀察窗結(jié)構(gòu)選用破損安全結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，玻璃透明件由內(nèi)外兩層組成，外層玻璃承受氣密艙的增壓載荷，內(nèi)層玻璃只有當外層玻璃損壞后作為備用的受力構(gòu)件來承受壓力載荷。為保證密封性，兩塊玻璃之間用整體橡膠件密封。外層玻璃件外形為機身外形，內(nèi)層玻璃的上部中心處有孔，使在二塊玻璃組件間壓力保持與客艙中的壓力相同。

1.2.2 內(nèi)層玻璃設(shè)計

為增加在飛機艙內(nèi)向外的視覺范圍，將內(nèi)層玻璃下端設(shè)計成三角形棱鏡結(jié)構(gòu)。

1.2.3 觀察窗的安裝

（1）調(diào)節(jié)墊片默認用2檔規(guī)格（見表1），按圖3所示對角線順序?qū)β菟ㄊ┘?.5N·m-2N·m的預緊扭矩后，檢查是否滿足：

a.內(nèi)擋件壓緊外密封件。b.螺栓貼緊墊片，見圖4。

（2）如不滿足應參照表2進行相應處理，再次按照圖3順序?qū)β菟ㄟM行1.5N·m-2N·m的預緊扭矩加載，再次檢查，重復過程（1）-（2）至完成。

（3）按照圖3順序?qū)β菟ㄟM行最終3N·m-4N·m的預緊扭矩加載，四個螺栓預緊扭矩的加載應當均勻進行，以保證密封墊圈均勻貼緊擋件。

1.3 強度分析

觀察窗實際受氣壓面積為0.0514m2，在增壓狀態(tài)下，氣密載荷作用在外層玻璃上并經(jīng)密封件傳遞到外擋板。此外，由于增壓狀態(tài)下，觀察窗隨結(jié)構(gòu)整體外凸。根據(jù)《結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》B3.2.0章節(jié)中公式，計算出外層玻璃上承受的最大應力和應變。

a=330mm（外層玻璃板長度）

b=167mm（外層玻璃板寬度）

W=0.062×2=0.124MPa（垂直均布載荷）

L=a；t=9mm（外層玻璃厚度）

K1和K值根據(jù)a/b=1.98數(shù)值從《結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》圖B3.2.0-1查出K1=0.6，K=0.11。

1.4 密封設(shè)計

標準大氣壓下，通過觀察窗周圍四個“Z”字型支架上螺栓及中間兩把卡夾預緊，保證淋雨狀態(tài)不出現(xiàn)滲水。外層玻璃與蒙皮之間階差為-0.5mm，此為預變形設(shè)計。

按照目前密封件經(jīng)驗值，密封件壓縮量在30%左右其密封性能最佳，本次設(shè)計中密封件最大壓縮率控制在35%。與外層玻璃之間采用波紋設(shè)計，以提高氣密性，如圖2所示。

2 結(jié)束語

以上所訴，觀察窗設(shè)計主要考慮三點：視角要求、密封要求和強度要求。

參考文獻

[1]CCAR-25-R4.運輸類飛機適航標準[S].

[2]結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[Z].

作者簡介：張潔，工作單位：上海飛機設(shè)計研究院，結(jié)構(gòu)部艙門室。