一種新型機組空中應急艙門的製作方法

2023-05-02 13:43:56 6

專利名稱：一種新型機組空中應急艙門的製作方法
技術領域：
本發明屬於飛機應急艙門設計技術，提出了一種全新的中跳傘應急艙門設計方案。
背景技術：
對於機組成員高速(時速大於400公裡)空中跳傘國內外目前均採用的是以飛機主液壓系統驅動艙門作動筒迎風開啟艙門作為擋風裝置的方法，屬電控液壓操縱方式，典型的有伊爾76-MD、空警2000飛機，此種應急艙門對於空中跳傘限制條件嚴格，首先要求系統不允許失效，不能滿足高可靠性救生要求；其次在系統沒有失效的前提下，救生的範圍有限，必須保持飛機直線飛行，也就是說，基本上限定飛機在失火無法撲滅的情況下使用。

發明內容
本發明的目的設計一種全速度包線內使用的飛機機身側壁機組空中應急跳傘艙門，該艙門不使用外部能源系統，純機械人工操作；在正常飛行情況下，艙門必須可靠鎖定， 防止意外打開，應急情況下必須在不大於IOs內順利打開不佔用撤離通道，且能有效阻止氣流吹襲機組人員，同時，手動機械操作手柄力要符合相關標準、規範要求。本發明的技術方案是一種新型機組空中應急艙門，其特徵在於，在機身外側設置一個通道門，通道門包括一個通道門口蓋，通道門口蓋兩側各設置兩個插銷鎖鎖孔1，2，3，4，通道門口蓋兩側對應的機身門框處各設置兩個彈簧插銷鎖5，6，7，8，彈簧插銷鎖5，6，7，8與鎖孔1，2，3，4對應配合安裝將通道門口蓋固定在機身上；在彈簧插銷鎖5，6，7，8尾端上連接四根鋼索9，10， 11，12，四根鋼索9，10，11，12，分別與一個固定在機身上的扇形輪13，14，15，16 一端連接， 四個扇形輪另一端再連接鋼索17，18，19，20與兩個滑輪組21，22連接，滑輪組21由三個滑輪23，24，25組成，滑輪組22由滑輪26，27，28,29,30組成，鋼索17，18連接在滑輪23，24 上，鋼索19，20連接在滑輪沈，27上，從滑輪25連接一根鋼索31，鋼索31與滑輪28連接， 從滑輪四連接一根鋼索32，鋼索32固定連接在手柄33上。在所述機身外側通道門的前面設置一個擋風門，擋風門口蓋通過靠近通道門一側的鉸鏈與機身門框連接，在擋風門口蓋另一側設置兩個插銷鎖鎖孔34，35，在擋風門口蓋對應的門框處設置兩個彈簧插銷鎖36，37，彈簧插銷鎖36，37與插銷鎖鎖孔34，35對應配合安裝將擋風門口蓋固定在機身上；在彈簧插銷鎖36，37尾端上連接兩根鋼索38，39，兩根鋼索38，39分別與一個固定在機身上的扇形輪40，41 一端連接，兩個扇形輪另一端再連接鋼索42，43與一個滑輪組44 連接，滑輪組44由三個滑輪45，46，47組成，鋼索42，43連接在滑輪45，46上，從滑輪47連接一根鋼索48，鋼索48連接在滑輪49上。所述鋼索17，18，19，20，31分別繞過轉向滑輪50，51，52，53，M。所述鋼索42，43分別繞過轉向滑輪55，56。
在機身上安裝擋風門初始開啟機構，該初始開啟機構包括拉簧、頂杆，拉簧一端固定在機身上，另一端固定在頂杆一端，頂杆另一端頂在擋風門口蓋內表面。所述頂杆另一端安裝一個滾輪。所述初始開啟機構數量為一套或多套。在通道門上門楣處安裝一個或多個彈簧銷，該彈簧銷穿過門楣並固定在門楣上。所述擋風門口蓋內表面與機身之間連接有一根或多根鋼索。所述鋼索中間根據實際情況可設置一個或多個鬆緊螺套或張力調節器。本發明的工作原理其工作原理是正常飛行情況下，通道門和擋風門由彈簧插銷鎖機構鎖定在機身側壁上，其中通道門在門前後兩側上下各布置1把插銷鎖，擋風門在前側上下各布置1把彈簧插銷鎖，門後部上下安裝2個鉸鏈，與門框鉸鏈座連接。兩個門實際為非氣密不承力口蓋。機組應急跳傘使用時，飛行員操作駕駛艙內的應急開啟手柄，手柄動作帶動滑輪鋼索機構同步將通道門和擋風門的6處彈簧插銷鎖機構的鎖銷從通道門和擋風門鎖孔中拔出，通道門就完全解除了約束，空中飛掉，期間會有布置在通道門上門楣處的2個彈簧銷機構彈簧嚮往施力幫助通道門脫離飛機；擋風門彈簧插銷鎖鎖銷拔出以後，擋風門初始開啟機構的拉簧動作拉動頂杆繞機身轉軸支座轉動，推動擋風門繞主鉸鏈向外轉動約6°，氣流進入擋風門區域，在迎面風力的作用下將門掀開，擋風門打開約90°後由布置在擋風門內表面和門框之間的兩根鋼索將門保持在打開位擋風。這樣，通道門將飛離飛機，擋風門在風阻作用下迎風逆航向打開起到擋風保護裝置的作用，機組人員可以從通道中跳出逃離飛機。本發明有益效果是擋風門與機身外部逃生通道門分置，互不影響，幾乎滿足高低速各種飛行姿態艙門應急開啟；純機械手動式操作，安全可靠，無需另外能源系統；機構原理簡潔明了，技術成熟，正常飛行條件下能夠保證艙門牢靠鎖閉；方案具有很強的擴展性， 對於低速空中應急跳傘需求，取消前部的擋風門即可形成新的方案。


圖1 機組應急艙門機身表面分布示意2 擋風門打開位示意3 艙門機構概貌圖4:擋風門前部圖5:擋風門滑輪組圖6:通道門前部圖7 通道門後部圖8:通道門滑輪組圖9:中間滑輪組圖10 通道門助力開啟機構示意11 擋風門初始開啟機構示意12 滑輪鋼索及彈簧插銷鎖機構典型示意圖其中，100 機身下側壁101 擋風門102 通道門103 通道門開口 104 上鉸鏈105 上鋼索106 下鉸鏈107 擋風門開口 108 下鋼索109 擋風門110 助理開門機構111 壓簧112 通道門113 支座114 頂杆115 拉簧座116 拉簧掛點117 頂杆轉軸支座118 擋風門119 滾輪120 頂杆121 拉簧122 插銷123 壓簧124 鎖座125 鋼索接頭126 鋼索127 扇形輪支座128 扇形輪129 轉向滑輪130 滑輪座34 上部插銷鎖鎖孔35 :下部插銷鎖鎖孔5，6，7，8，36，37 彈簧插銷鎖；13，14，15，16，40，41 扇形輪；33 手柄機構；19， 20,31,32,42,43,48 鋼索；21, 22,44 滑輪組；54 轉向滑輪38,39 鋼索；55, 56 轉向滑輪 45,46,47 滑輪3，4 鎖孔；11,12,19,20 鋼索；52, 53 轉向滑輪1，2 彈簧插銷鎖鎖孔；9， 10 鋼索；50，51 轉向滑輪 23，24，25 滑輪 26，27，28 ，29，30 滑輪
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發明作進一步的說明本發明所述飛機機組成員空中應急艙門，由位於機身一側下壁上的一個逃生通道門和一個前部擋風門及其操縱機構、鎖閉機構等構成，機構為滑輪鋼索和彈簧插銷鎖為主組成的軟式操縱機構，艙門空中純手動打開，通道門獨立設置在擋風門之後，通道門開鎖後將脫離飛機，擋風門開鎖後將在逆風氣流作用下朝飛機尾部繞轉動鉸鏈向外打開。通道門包含一個通道門口蓋，通道門口蓋由鋁合金材料蒙皮和衝壓件骨架組成， 在口蓋前後兩側上下位置一共固定連接4個支座，支座上分別開有一個通孔1，2，3，4，通孔分別與彈簧插銷鎖5，6，7，8的插銷配合。彈簧插銷鎖5，6，7，8如附圖12所示由插銷、壓縮彈簧、鎖座、彈簧擋圈組成，其中鎖座與通道門口蓋上的支座位置對應，固定連接在機身結構上，為鋁合金中空盒形結構，插銷穿過鎖座前後端面上的安裝孔，壓縮彈簧套在插銷上， 彈簧擋圈位於鎖座前端面與壓縮彈簧之間固定安裝在插銷上。彈簧插銷鎖5，6，7，8的插銷尾端通過鋼索接頭連接鋼索9，10，11，12，鋼索9，10，11，12另一端同樣通過鋼索接頭與安裝在機身結構上的扇形輪13，14，15，16 —端連接，扇形輪兩個圓弧段半徑不同，上圓弧段半徑2倍於下圓弧段半徑，四個扇形輪另一端通過鋼索接頭再連接鋼索17，18，19，20，這四根鋼索分別通過固定在機身結構上的滑輪50,51,52 個)，53進行轉向，轉向後與兩個滑輪組21，22連接。滑輪組21由三個滑輪23，24，25組成，安裝在固定在機身上的滑輪組支座上，滑輪23，24，25固定在穿過滑輪組支座的滑輪軸上，滑輪軸為組合式臺階軸，滑輪固定安裝在各個臺階之間以避免鋼索幹涉。滑輪組22由滑輪沈，27，觀、29、30組成，滑輪組形式與滑輪組21類似。鋼索17，18通過鋼索接頭連接在滑輪23，24上，鋼索19，20通過鋼索接頭連接在滑輪沈，27上，從滑輪25連接一根鋼索31，鋼索31與滑輪28連接，從滑輪 29連接一根鋼索32，鋼索32通過滑輪M轉向後與手柄機構33連接。滑輪M安裝在固定在駕駛艙地板上的滑輪座裡。在通道門上門楣處安裝2把彈簧銷，彈簧銷穿過門楣並固定在門楣上。如圖10所示，彈簧銷穿在固定在機身上的雙耳式支座裡，為階梯棒狀。一根壓縮彈簧套在彈簧銷上， 位於彈簧銷前端和支座前耳片之間。當通道門關閉時，門體擠壓彈簧銷克服壓縮彈簧阻力向裡運動，儲備能量，當通道門四把彈簧插銷鎖5，6，7，8的插銷被拔出開鎖後，通道門失去約束在2把彈簧銷的反彈力作用下幫助儘快脫離門框，從而讓出逃生通道使飛行員及時空中跳傘。
同時，上述機身外側通道門的前面(朝機頭方向)設置一個擋風門，擋風門包含一個擋風門口蓋，擋風門口蓋由鋁合金外蒙皮和整體機加件組成，通過靠近通道門一側的上下兩個鉸鏈與機身門框連接，在擋風門口蓋另一側端面上設置兩個插銷鎖鎖孔34，35，在擋風門口蓋對應的門框處設置兩個彈簧插銷鎖36，37，彈簧插銷鎖36，37與插銷鎖鎖孔34，35 對應配合安裝將擋風門口蓋固定在機身上；在彈簧插銷鎖36，37尾端上連接兩根鋼索38， 39，兩根鋼索38，39分別與一個固定在機身上的扇形輪40，41 一端連接，兩個扇形輪另一端再連接鋼索42，43各自通過滑輪55，56轉向後與一個滑輪組44連接，滑輪組44由三個滑輪45，46，47組成，鋼索42，43連接在滑輪45，46上，從滑輪47連接一根鋼索48，鋼索48連接在滑輪組22的滑輪四上。上述彈簧插銷鎖36，37、扇形輪40，41、滑輪組44的運動原理、尺寸關係、安裝關係等與前述通道門口蓋彈簧插銷鎖、扇形輪、滑輪組完全相同。在機身上安裝兩套擋風門初始開啟機構，如圖11所示，該初始開啟機構包括拉簧、頂杆，拉簧一端鉤環連接在機身掛鈎座上，另一端連接在頂杆上的掛鈎上，頂杆安裝在機身支座轉軸孔裡，轉軸孔位於拉簧掛鈎內側，頂杆轉軸孔距拉簧掛鈎孔距離成倍於距頂杆前端的距離，頂杆前端安裝一個滾輪頂在擋風門口蓋內表面上。這樣利用槓桿原理，拉簧產生的力距數倍於擋風門關閉時對頂杆的力矩，當擋風門口蓋插銷鎖解鎖後，即使氣動載荷將擋風門口蓋壓緊，經過仔細分析計算完全可以確定合適的槓桿力臂關係和拉簧剛度克服氣動載荷將擋風門打開一個合適的角度從而讓氣流作用在口蓋內表面上將門繞鉸鏈轉動向外完全打開。這樣，擋風門擋在通道門開口前面起到阻擋氣流的作用，當飛機以高速 (空速超過400Km/h)飛行時，飛行員從通道跳傘時，不會受高速氣流吹襲受傷。為了將擋風門保持在打開位，在擋風門口蓋內表面與機身之間連接有2根拉緊鋼索，相應地，在擋風門口蓋內表面和機身上固定有鋼索支座，鋼索的長度根據擋風門打開角度來確定，鋼索在擋風門口蓋內表面固定在偏外外置，上下分列兩根。上述各根鋼索中間根據實際需要可設置一個或多個鬆緊螺套或張力調節器以調節鋼索鬆緊程度減小鋼索彈性變形帶來的運動傳遞誤差。為了消除多跟鋼索運動的不同步性，必須按照彈簧插銷鎖插銷往回拔出的長度須大於實際插入通道門口蓋或者擋風門口蓋的長度至少15mm。當沒有高速跳傘需要時，取消擋風門及其鉸鏈、插銷鎖機構、初始開啟機構、拉緊鋼索即可，只保留通道門口蓋及其相關機構即可滿足機組空中跳傘救生通道需求。本發明所述飛機機組成員空中應急艙門，當機組應急跳傘使用時其操作過程是 飛行員操作駕駛艙內的手柄機構，手柄動作帶動滑輪鋼索機構同步將通道門和擋風門的6 處彈簧插銷鎖機構的插銷從通道門和擋風門鎖孔中拔出，通道門就完全解除了約束，空中飛掉，期間布置在通道門上門楣處的2個彈簧銷機構彈簧嚮往施力幫助通道門脫離飛機； 擋風門彈簧插銷鎖鎖銷拔出以後，擋風門初始開啟機構的拉簧動作拉動頂杆繞機身轉軸支座轉動，推動擋風門繞主鉸鏈向外轉動約6°，氣流進入擋風門區域，在迎面風力的作用下將門掀開，擋風門打開約108°後由布置在擋風門內表面和門框之間的兩根拉緊鋼索將門保持在打開位擋風。這樣，通道門將飛離飛機，擋風門在風阻作用下迎風逆航向打開起到擋風保護裝置的作用，機組人員可以從通道中跳出逃離飛機。
權利要求
1.一種新型機組空中應急艙門，其特徵在於，在機身外側設置一個通道門，通道門包括一個通道門口蓋，通道門口蓋兩側各設置兩個插銷鎖鎖孔(1)、(2)、(3)、，通道門口蓋兩側對應的機身門框處各設置兩個彈簧插銷鎖(5)、(6)、(7)、(8)，彈簧插銷鎖(5)、(6)、(7)、 (8)與鎖孔(1)、(2), (3)、(4)對應配合安裝將通道門口蓋固定在機身上；在彈簧插銷鎖 (5)、(6)、(7)、(8)尾端上連接四根鋼索(9)、(10)、(11)、(12)，四根鋼索(9)、(10)、(11)、 (12)，分別與一個固定在機身上的扇形輪(13)、(14)、(15)、(16) 一端連接，四個扇形輪另一端再連接鋼索(17)、(18)、(19)、(20)與兩個滑輪組(21)、(22)連接，滑輪組(21)由三個滑輪(23), (24), (25)組成，滑輪組(22)由滑輪(26), (27)、(28), (29), (30)組成，鋼索(17)、(18)連接在滑輪(23), (24)上，鋼索(19)、(20)連接在滑輪(26), (27)上，從滑輪(25)連接一根鋼索(31)，鋼索(31)與滑輪(28)連接，從滑輪(29)連接一根鋼索(32)， 鋼索(32)固定連接在手柄(33)上。
2.根據權利要求1所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，在所述機身外側通道門的前面設置一個擋風門，擋風門口蓋通過靠近通道門一側的鉸鏈與機身門框連接，在擋風門口蓋另一側設置兩個插銷鎖鎖孔(34)，(35)，在擋風門口蓋對應的門框處設置兩個彈簧插銷鎖(36)，(37)，彈簧插銷鎖(36)，(37)與插銷鎖鎖孔(34)，(35)對應配合安裝將擋風門口蓋固定在機身上；在彈簧插銷鎖(36)，(37)尾端上連接兩根鋼索(38)，(39)，兩根鋼索(38)，(39)分別與一個固定在機身上的扇形輪00)，(41) 一端連接，兩個扇形輪另一端再連接鋼索(42), (43)與一個滑輪組(44)連接，滑輪組(44)由三個滑輪(45), (46), (47) 組成，鋼索(42)，(43)連接在滑輪(45)，(46)上，從滑輪(47)連接一根鋼索(48)，鋼索(48) 連接在滑輪G9)上。
3.根據權利要求1所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述鋼索(17)，(18)， (19)，(20)，(31)分別繞過轉向滑輪(50)，(51)，(52)，(53)，(54)。
4.根據權利要求2所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述鋼索02)「43)分別繞過轉向滑輪(55), (56)。
5.根據權利要求2所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，在機身上安裝擋風門初始開啟機構，該初始開啟機構包括拉簧、頂杆，拉簧一端固定在機身上，另一端固定在頂杆一端，頂杆另一端頂在擋風門口蓋內表面。
6.根據權利要求5所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述頂杆另一端安裝一個滾輪。
7.根據權利要求5所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述初始開啟機構數量為一套或多套。
8.根據權利要求1所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，在通道門上門楣處安裝一個或多個彈簧銷，該彈簧銷穿過門楣並固定在門楣上。
9.根據權利要求2所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述擋風門口蓋內表面與機身之間連接有一根或多根鋼索。
10.根據權利要求1和2所述的新型機組空中應急艙門，其特徵在於，所述鋼索中間根據實際情況可設置一個或多個鬆緊螺套或張力調節器。
全文摘要
本發明屬於飛機應急艙門設計技術，提出了一種全新的中跳傘應急艙門設計方案，其特徵在於，在機身外側設置一個通道門，通道門包括一個通道門口蓋，通道門口蓋兩側各設置兩個插銷鎖鎖孔，通道門口蓋兩側對應的機身門框處各設置兩個彈簧插銷鎖，彈簧插銷鎖與鎖孔對應配合安裝將通道門口蓋固定在機身上；在四個彈簧插銷鎖尾端上連接四根鋼索，四根鋼索分別與一個固定在機身上的扇形輪一端連接，四個扇形輪另一端再連接四根鋼索且與兩個滑輪組連接，滑輪組分別由三個滑輪和五個滑輪組成，並通過鋼索連接在手柄上。本發明幾乎滿足高低速各種飛行姿態艙門應急開啟；純機械手動式操作，安全可靠；機構原理簡潔明了；且方案具有很強的擴展性。
文檔編號B64C1/14GK102390519SQ20111027276
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者馮軍, 劉小飛, 張宇龍, 王乾平 申請人:中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所