浅谈飞机舱门的密封

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【摘 要】飞机上有各种各样的口盖以及舱门，它们的密封是飞机设计当中一个很重要的方面。随着航空工业在国内的不断发展，飞机上出现了各种各样的口盖和舱门，它们的密封设计变的越来越重要。

【关键词】舱门；口盖；密封件

飞机上有各种各样的口盖以及舱门，它们的密封是飞机设计当中一个很重要的方面。

在进行舱门密封设计当中，密封件的设计和密封形式的选取很关键的。随着现代航空的发展，出现了各种形式和材质的密封件。这些舱门密封件按其形状划分为：管状或空心管形密封带、扁平密封带、瓣形或爪形密封带、隔膜密封件、充气管或气胎式密封带和垫条密封带。

舱门的密封通常按舱门的形式和作用进行设计，大概分为三种类型，即：非压力舱门、向内开启的增压舱门、向外开启的增压舱门。

1 非压力舱门

非压力舱门开启压差较低。对密封件的选择取决于门的尺寸和门的开启频度。开启频繁的比较大的门，一般来说固定点是比较少的，不利于控制舱门的初始配合公差。因此，一般要选择空心管形密封带，例如原苏联的A-12飞机机身中段的登机门和应急门采用的就是空心管型材5860-JXC-202。而对于较小的门或开启不太频繁的门，可采用薄海绵或扁平锯齿密封带，例如各种维护口盖等。扁平密封带广泛用机机体密封。

2 向内开启的增压舱门

这种形式的舱门普遍用于A-12飞机上，也是舱门密封的重点。

向内开启的增压舱门密封件的选择较多，其中空心管形密封带在A-12系列飞机上用的最多，因为它从连接、材料组合和制造观点来看是最通用的密封件。但其越来越难于满足增压舱的舱门的密封要求，这是因为管形密封带的压合载荷较大，初始配合公差要求很严，而且使门同结构的变形相一致的能力有限；另一方面，舱门的固定点和锁仅有3个点，对于大尺寸虽然它的连接安装比较简单，但是比较容易出现密封不好的问题。原因是通用舱门的尺寸较大，且选用的空心管型材5860-JXC-202压合载荷较大，对初始配合公差要求很严，工艺上对门四周的间隙比较难控制，因此会出现漏气的情况，解决办法通常是采用压胶硫化来弥补工艺上的不足。

另一方面，随着密封材料的不断发展，空心管形密封带也在不断改进。因为空心管形密封带的密封功能取决于橡胶化合物的弹性，所以可从空心管形密封带的材料上进行改进，如选取硅橡胶、乙丙橡胶等，它们的压合载荷比空心管型材5860-JXC-202要小的多。这种材质的橡胶管表面容易产生变形，使管直径变化量可达10%-40%，从而可以补偿密封表面的变化。例如上应急口盖的密封设计改进就采用了乙丙橡胶的空心管形密封带，从而解决了其开启频繁而容易漏雨的问题。

还可以采用带海绵充填物的空心管形密封带，这种组合可改善密封带的压缩性，并获得更好的全面密封性能。海绵充填物通常为乙基丙烯橡胶（EPR）。对每一件单独密封带，其压合载荷的变形特性是唯一的，可通过外径的增加或减少，海绵充填物的刚度等，从而设计出更好的密封件。

向内开启的增压舱门密封件还可选用爪形密封带，这种密封带通常用简单挤压方法成形，它容易安装，并要求压合载荷低，在工作状态外界气压实际上有助于密封。这种密封带的缺点是：爪相当容易出现边缘损坏，密封带虽可与比较大的结构变化或变形相一致，但密封带泄露较大，当用在一个闭合的压力舱时爪可能翻转或被吹开，引起突然的压力泄露。这些缺点通过控制结构容差和防护设计而改善。例如机身前段下应急门的密封件原为空心管型材5860-JXC-202，由于这种密封带的压合载荷较大，装机后导致应急门上锁压力过大、不易关紧。针对这种情况，在改进过程中首先考虑的是降低密封带的压合载荷，因此选用了爪形密封带，改进后下应急门的上锁压力正常并且满足密封要求。

将管形和爪形组合密封是向内开起的增压舱门密封的最简单和最佳的选择，它可弥补管形和爪形密封带各自的缺点。有增大门内外压差所形成的力使管形和爪形密封件更紧密贴靠在结构上。由此提供了管形密封件所需的压合载荷，并使得管形密封件起着支持作用，以防止爪形密封件在压力作用下翻转或被吹开。

如果舱门不是经常开启或尺寸较小，那么采用海绵或扁平锯齿带为宜。

3 向外开启的增压舱门

向外开启的增压舱门需用压合载荷低的密封件，并要求该密封件可以补偿由于舱和密封件内外形成压差而产生的一定量的向外移动。选择主要取决于开口的形状和尺寸、结构容差、有效空气压力、关闭方式和实际应用的其他情况。

4 结论

综上所述，在飞机舱门的密封设计上，仍有很大的改进空间且完全能够满足对舱门的密封要求。将来，随着新材料和新的密封形式的不断发展，舱门的密封会变的更简单、更方便。

【参考文献】

[1]飞机设计手册（10）[M].航空工业出版社.