民用飛機貨艙門與門框方案綜述

洪增輝

【摘 要】貨艙門及其大開口補強設計是民用飛機機身結構設計的重點和難點之一。根據(jù)民機不同區(qū)域貨艙的特點，介紹了機身上兩種不同的貨艙門與門框結構的設計思路，闡述了兩者的典型結構形式，可供結構工程師在貨艙門與門框結構方案選型提供一定的借鑒意義。

【關鍵詞】貨艙門；門框；開口加強

中圖分類號： V242 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）19-0240-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.109

Introduction of Cargo Door and Door Surrounding Structures of the Civil Aircraft

HONG Zeng-hui

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

【Abstract】The cargo door and door surrounding structures design is one of the key points and difficulties in the design of the fuselage structures of civil aircraft.According to the characteristics of the cargo compartments in different areas of the civil aircraft，the design ideas of two different cargo door and door surrounding structures on the fuselage are introduced.The typical structural forms of the two are described，which provides structure engineers reference and guidance in the selection of cargo door and door surrounding structures design.

【Key words】Cargo door；Door surrounding structures；Structure strengthen

0 引言

為滿足旅客隨身貨物運輸需求，大型民用飛機機身不同部位分別設置有集裝箱貨艙和散貨艙。因此機身上有不同大小、形狀、功能和承載方式的貨艙門及開口，一般在前機身布置有大型貨艙門，中后機身往往布置有大型貨艙門和散貨艙門。

機身大開口后導致機體結構的不連續(xù)，破壞結構的完整性，從而導致應力集中、參差彎曲等問題。在民機結構設計中，貨艙門及其機身開口加強的設計一直是重點和難點之一。下面介紹兩種典型的貨艙門/門框設計思路與結構形式。

1 剪力式貨艙門/門框設計

該類型貨艙門優(yōu)先布置于機身等直段，機身開口較大，以滿足集裝箱裝載要求。為充分利用艙內空間同時減少裝載過程中碰撞損傷，艙門選用外開式，但因貨艙門較大無法僅靠人力實現(xiàn)開關，故需采用一套復雜的輔助機構。

門上緣與門框上檻梁采用琴鍵鉸鏈連接，門下緣與門框下檻梁采用鎖勾接頭連接。當艙門開啟時，利用液壓系統(tǒng)輔助機構驅動貨艙門繞著琴鍵鉸鏈內部的軸銷轉動外翻實現(xiàn)向外打開到指定位置并固定。當艙門關閉時，門上的鎖勾咬緊門框的鎖勾接頭，并通過艙門信號指示器檢測到上鎖到位以確保安全。

門框采用“井”字型加強結構，開口四周由加強邊框與上下組合檻梁組成，通過邊框傳遞開口截斷的環(huán)向載荷，由上下檻梁傳遞開口截斷的縱向載荷，蒙皮開口區(qū)域附近在適當加厚，尤其是開口的四個角部區(qū)域，以減少局部應力集中。在飛行過程中，增壓艙氣密載荷作用下使得貨艙門參與部分全機環(huán)向傳載，門框上部需采用加強短框，貨艙門采用橫梁較弱而環(huán)向框較強，以綜合利用提升結構效率。

2 堵塞式貨艙門/門框設計

散貨艙門位于機身后部收縮段，該區(qū)域用于散件貨物的存放和運輸。不同于集裝箱裝載區(qū)的貨艙門，其機身開口相對較小。機身收縮段外形曲面較為復雜，為避免結構復雜性和減少成本考慮，散貨艙門選用內開式，故難免占用部分存儲空間，但結構形式相對簡單，一般無需設置復雜的輔助機構，僅靠人力就能實現(xiàn)正常開關。

艙門邊框上布置有一定數(shù)量的觸塊，同時在門框開口兩側邊框上相應設置有相同數(shù)量的止動塊。貨艙門上部通過兩根鉸鏈臂與門框連接，同時在客艙地板橫梁上布置有兩個掛鉤輔助點。當門開啟時，貨艙門由鉸鏈臂帶動向艙內上翻轉至指定位置時觸動門上掛鉤將門鎖止固定。當門關閉時，門上多個止動釘和門框對應的止動塊接觸，對貨艙門限位以防止艙門在增壓時向外打開。

門框也采用“井”字型加強結構，門框開口四周由加強邊框與上下檻梁組成，通過邊框傳遞開口截斷的環(huán)向載荷，由上下檻梁傳遞開口截斷的縱向載荷，蒙皮開口區(qū)域附近在適當加厚，尤其是開口的四個角部區(qū)域，以減少局部應力集中。飛行過程中氣密壓差載荷作用于艙門上，門通過止動塊傳載使得機身開口處邊框受彎嚴重，同時由于止動塊相對于邊框存在一定偏心，引起邊框局部受扭，設計時門框兩側可設置輔助加強框，同蒙皮一起形成盒裝結構以承扭，散貨艙門橫梁設計較強而環(huán)向框較弱。

3 結論

針對民用飛機機身不同區(qū)域貨艙的功能需求和設計要求，分別介紹了機身上剪力式與堵塞式兩種不同形式的貨艙門與門框的設計思路，闡述了其各自典型的結構形式和設計特點，可供結構工程師在民機貨艙門與門框概念設計與結構方案選型權衡分析時參考。

【參考文獻】

[1]飛機設計手冊總編委會.飛機設計手冊第10冊[M].北京：航空工業(yè)出版社.2000.

[2]牛春勻.實用飛機結構工程設計[M].北京：航空工業(yè)出版社.2008.