CN113371176A - 用于飞行器增压区舱门的密封件和配备有该密封件的飞行器增压区舱门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器增压区舱门的密封件(1)，密封件(1)通过贴合舱门的顶侧、底侧和两侧的舱门蒙皮(10)而配装到舱门，并且设置有第一腔体(11)，第一腔体(11)为气密腔并且与飞行器的机舱连通。密封件(1)还设置有第二腔体(12)，第二腔体(12)为非气密腔并且与外界环境连通，第二腔体(12)仅形成在密封件(1)的位于舱门的顶侧上方的区域内，第二腔体(12)位于第一腔体(11)的上方并且与第一腔体(11)彼此隔绝。该密封件安装方便、成本低廉、通用性强，能够有效减少舱门提升时受到的阻力。此外，本发明还涉及一种配备有如上所述的密封件(1)的飞行器增压区舱门。

Description

用于飞行器增压区舱门的密封件和配备有该密封件的飞行器 增压区舱门

技术领域

本发明涉及飞机舱门密封设计领域，具体地说涉及一种用于飞行器舱门的密封件，更具体地说涉及一种用于能向上提升并外开的飞行器增压区舱门的密封件。此外，本发明还涉及一种配备有如上所述的密封件的飞行器增压区舱门。

背景技术

飞行器增压区使用需要能向上提升并外开的舱门。在机身设计时，需要在该类舱门的上部与机身上槛梁之间留出空间，以避免舱门提升时上部蒙皮与机身出现干涉。为了保证飞行器的气动表面光顺，该空间需要进行密封设计，确保不影响气动效率且不产生啸叫声。但是，使用在普通舱门上的单腔体密封件仅能在增压时通过腔体膨胀保证飞行器的气密性，而无法起到维持气动外形的作用，因此无法适用于上述舱门。

业内目前采用单独设置气动密封板的方式对舱门上部与机身上槛梁之间的空间进行密封。例如，在由LATECOERE公司于2005年1月7日提交的法国专利申请FR2880614A1中公开了一种气动密封板，该气动密封板设置在舱门的外蒙皮上部，并且通过紧固件与舱门的外蒙皮固定连接。当舱门关闭时，气动密封板与机身蒙皮紧密贴合并具有一定的预紧力，以保证在飞行过程中气动密封板在气动吸力的作用下仍与机身贴合且不产生缝隙。这样，既可以保证飞行器的气密性又能够起到维持气动外形的作用。空客系列飞机目前均采用该种技术方案。

然而，采用单独的气动密封板设计，对于气动密封板的刚度设计要求较高。具体地说，在增压后，舱门受到增压载荷的作用而向外变形。当飞机巡航时，气动密封板仍需要紧贴机身蒙皮，确保没有气流进入舱门上部与机身之间的腔体。否则，仍然会出现啸叫声及气动密封板的振动声。另一方面，气动密封板的刚度不能设计得过大，否则在关门时，气动密封板与机身蒙皮接触会产生较大的阻力，并增加舱门的手柄力。

为此，波音777型飞机采用了另外的技术方案，例如在同样由LATECOERE公司于2012年5月29日申请的加拿大专利申请CA2837712A1中所描述的方案，其中，密封件的截面形式为片状，并且安装在机身门框处。当舱门关闭时，机身上的密封件紧贴舱门的外蒙皮。这样，片状密封件既可以保证舱门增压的气密性，又兼有气动维形的效果。

然而，对于如上所述的片状密封件，其结构型式决定了其很难维持舱门上部的气动外形。当舱门关闭时，片状密封件受到挤压。在增压时，密封件需要承受增压载荷。片状密封件既要保证气密性，又要维持气动外形，对密封件设计难度很大，需要根据每种机型的舱门和机身的刚度匹配和运动关系做专门的设计，因此其通用性较差。

因此，目前亟需为能向上提升并外开的舱门设计一种密封件，该密封件不仅既可以保证飞行器的气密性又能够起到维持气动外形的作用，而且安装方便、成本低廉、通用性强，能够有效减少舱门提升时受到的阻力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于飞行器增压区舱门的密封件，该密封件安装方便、成本低廉、通用性强，能够有效减少舱门提升时受到的阻力。

本发明的第一方面涉及一种用于飞行器增压区舱门的密封件，密封件通过贴合舱门的顶侧、底侧和两侧的舱门蒙皮而配装到舱门，并且设置有第一腔体，第一腔体为气密腔并且与飞行器的机舱连通，其中，密封件还设置有第二腔体，第二腔体为非气密腔并且与外界环境连通，第二腔体仅形成在密封件的位于舱门的顶侧上方的区域内，第二腔体位于第一腔体的上方并且与第一腔体彼此隔绝。

此处术语“顶侧”和“底侧”是基于飞行器飞行期间各部件的每个部位所处高度的水平面来定义的。具体来说，舱门的顶侧就是飞行期间所处位置最高的那一侧，舱门的底侧就是飞行期间所处位置最低的那一侧。类似地，术语“上方”和“下方”也是基于上述原则来定义的。

在一个较佳实施例中，第一腔体可以经由第一通气孔与飞行器的机舱连通。

更佳的是，密封件中的第一腔体可以借助预埋在密封件内的第一螺母与第一螺钉之间的连接配合固定到飞行器的第一支撑件。

在另一个较佳实施例中，第二腔体可以经由第二通气孔与外界环境连通。

更佳的是，密封件中的第二腔体可以借助预埋在密封件内的第二螺母与第二螺钉之间的连接配合固定到飞行器的第一支撑件。

在上述实施例中，密封件可以包括贴合舱门的顶侧的顶部区段、贴合舱门的底侧的底部区段以及贴合舱门的两侧的第一侧区段和第二侧区段，其中，第二腔体仅形成在顶部区段内。

较佳的是，第一腔体在顶部区段和底部区段中可以具有大致为O形的截面形状。

此处术语“大致”表明第一腔体的截面形状在本领域的普通技术人员可接受的限度内类似于字母O的形状，并不要求两者的形状完全一致或相同。

在又一较佳实施例中，第一侧区段和第二侧区段可以贴合到安装有角材的、位于舱门的两侧的舱门蒙皮。

更佳的是，第一腔体在第一侧区段和第二侧区段中可以具有大致为心形的截面形状。

尤佳的是，底部区段、第一侧区段和第二侧区段中的第一腔体还借助预埋在密封件内的至少一个第三螺母与至少一个第三螺钉之间的连接配合固定到飞行器的第二支撑件。

本发明的第二方面涉及一种飞行器增压区舱门，该舱门配装有如第一方面所述的密封件。

根据本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件具有以下优点：

1、一体化设计：

密封件的双腔体设计兼具增压密封和气动密封作用，可减少装配工作量，两个独立腔体的设计对气动表面的维形效果好。

2、安装方便：

密封件上固定有螺母，只需通过螺钉拧紧，即可将密封件固定在机身框的支架上，单面连接方便操作。此外，机械连接方式可靠性高，拆装方便。

3、密封件对舱门提升时的阻力较小，对舱门手柄力的影响小：

舱门提升时上部舱门蒙皮会挤压密封件，致使第一腔体被挤压变形。该种形式的密封件对舱门提升的阻力较小。

4、利用不同的截面形状增强密封效果：

(a)第一腔体在顶部区段和底部区段中具有大致为O形的截面形状，使得顶部区段和底部区段可直接与舱门蒙皮相贴合。在舱门关闭下落时，密封件与舱门蒙皮为面接触，这样的密封形式使得密封件与舱门蒙皮的贴合性较好，不会出现密封件的非正常扭曲。

(b)第一腔体在第一侧区段和第二侧区段中具有大致为心形的截面形状。这样，角材从舱门蒙皮向外凸出的部分恰好与第一腔体的心形截面中的凹部相贴合，从而得到更好的气密性。

附图说明

为了进一步说明根据本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件的结构及其技术效果，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，其中：

图1示出了根据本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件；

图2是沿图1中的线A-A剖切的截面图，其中示出了根据本发明的密封件的顶部区段的构造；以及

图3是沿图1中的线B-B剖切的截面图，其中示出了根据本发明的密封件的侧区段之一的构造。

附图标记

1 密封件

1A 顶部区段

1B 底部区段

1C 第一侧区段

1D 第二侧区段

10 舱门蒙皮

11 第一腔体

12 第二腔体

13 第一通气孔

14 第一螺母

15 第一螺钉

16 第二通气孔

17 第二螺母

18 第二螺钉

19 第一支撑件

20 密封件表面

21 第三螺母

22 第三螺钉

23 第二支撑件

24 角材

具体实施方式

下面结合附图说明根据本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件的结构及其技术效果，其中，相同的部件由相同的附图标记进行标示。

应当明确，本说明书所描述的实施例仅仅涵盖本发明的一部分实施例，而非全部实施例。基于说明书中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，并不是旨在于限制本发明。

例如，本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含关系。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

基于相同的方位理解，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

类似地，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

请参见图1，该图示出了根据本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件1。

对于本领域的普通技术人员来说易于理解的是，密封件1的形状与飞行器的增压区舱门的形状大体相同，以利于密封件1通过贴合舱门的顶侧、底侧和两侧的舱门蒙皮10而配装到舱门上。

具体来说，密封件1基本上包括贴合到舱门顶侧的顶部区段1A、贴合到舱门底侧的底部区段1B、贴合到舱门左侧的左侧区段或称第一侧区段1C以及贴合到舱门右侧的右侧区段或称第二侧区段1D。顶部区段1A、底部区段1B、第一侧区段1C和第二侧区段1D基本上呈直线段的形式，各区段的两端渐成弧形段以便适应舱门的转角部并与相邻的区段构成平滑连接段。

如图1所示，顶部区段1A的宽度明显大于底部区段1B、第一侧区段1C和第二侧区段1D的宽度。这是因为根据本发明的密封件1应用于向上提升且外开式舱门，因此与传统的单腔体密封件相比，在其顶部区段1A中不仅设置有用于保持舱门的气密性的第一腔体11，而且设置有用于维持舱门上部的气动外形的第二腔体12。下文将结合附图详细描述这种双腔体结构及其技术效果。

至于密封件1的材质、柔性、抗老化性、透水性、抗腐蚀性等指标，均与本领域常用的单腔体密封件相同。这些对于本领域的普通技术人员来说都是众所周知的，此处不再赘述。

图2和3分别是沿图1中的线A-A和B-B剖切的截面图，其中示出了根据本发明的密封件的顶部区段1A和侧区段1C或1D的构造。

密封件1的顶部区段1A设置有两个腔体、即第一腔体11和第二腔体12。

第一腔体11为气密腔，并且与飞行器的机舱连通。较佳的是，第一腔体11经由第一通气孔13与飞行器的机舱连通。第一通气孔13通常设置在第一腔体11的下方，并且可以具有一个或多个孔洞或至少一个狭槽的形式，以便在飞机增压时通过第一通气孔13保证第一腔体内的气压与飞行器的机舱内气压相一致

第二腔体12为非气密腔，并且与飞行器机体之外的外界环境连通。较佳的是，第二腔体12经由第二通气孔16与外界环境连通。第二通气孔16通常设置在第二腔体12的上方，并且与第一通气孔13类似，可以具有一个或多个孔洞或至少一个狭槽的形式，以便保证第二腔体内的气压与外界环境的气压相一致。

如先前所述，顶部区段1A中不仅设置有用于保持舱门的气密性的第一腔体11，而且设置有用于维持舱门上部的气动外形的第二腔体12。第二腔体12位于第一腔体11的上方并且与第一腔体11彼此隔绝。

第二腔体12仅形成在密封件1的位于舱门的顶侧上方的区域内，即，顶部区段1A中高于第一腔体11的部分内。在顶部区段1A的两端处、即顶部区段1A与第一侧区段1C和第二侧区段1D相接的转角部，第二腔体12逐渐减小直至消失。

第二腔体12由于只在密封件1中高于第一腔体11的部分内存在，其不受飞行器增压载荷的影响，内部气压因此能与飞行器机体之外的外界气压保持一致，从而确保第二腔体12外的密封件表面20保持一致的气动外形。

与仅形成在顶部区段1A内的第二腔体12不同，第一腔体11以贯通的方式形成在顶部区段1A、底部区段1B、第一侧区段1C和第二侧区段1D中。但是，第一腔体11的截面形状在各区段中彼此不同。具体来说，第一腔体11在顶部区段1A和底部区段1B中具有大致为O形的截面形状，第一腔体11在第一侧区段1C和第二侧区段1D中具有大致为心形的截面形状。

这样，当飞行器增压时，第一腔体11中的气体发生膨胀。

由于第一腔体11在顶部区段1A和底部区段1B中具有大致为O形的截面形状，密封件1的顶部区段1A和底部区段1B可直接与舱门蒙皮10相贴合。在舱门关闭下落时，密封件1与舱门蒙皮10为面接触，这样的密封形式使得密封件1与舱门蒙皮10的贴合性较好，不会出现密封件1的非正常扭曲。

另一方面，由于第一腔体11在第一侧区段1C和第二侧区段1D中具有大致为心形的截面形状，可将诸如角片之类的角材24固定到舱门蒙皮10上，角材24从舱门蒙皮10向外凸出的部分恰好与第一腔体11的心形截面中的凹部相贴合，从而得到更好的气密性。

由此，在各区段内的第一腔体11均能够保持较好的气密效果。

为了将密封件1稳固地固定到飞行器的机身，可以在密封件1内预埋有至少一个连接配合件，例如螺母。在本发明的一个较佳实施例中，在密封件1的顶部区段1A中预埋有第一螺母14和第二螺母17，其中第一螺母14位于第一腔体11的后方，而第二螺母17位于第二腔体12的后方。

如图2所示，密封件1中的第一腔体11借助预埋在密封件1内的第一螺母14与第一螺钉15之间的连接配合固定到飞行器的第一支撑件19，而密封件1中的第二腔体12借助预埋在密封件1内的第二螺母17与第二螺钉18之间的连接配合同样固定到飞行器的第一支撑件19。这样，在安装密封件1时，只要将第一螺钉15和第二螺钉18分别拧入到第一螺母14和第二螺母17中并拧紧，就可以将密封件1的顶部区段1A固定到机身上。

由于第一螺母14和第二螺母17为预埋在密封件1内的螺母，在安装密封件1时，操作人员只要在舱门内侧就可以一次性将第一螺钉15和第二螺钉18一起拧入到第一螺母14和第二螺母17中。这种连接方式为机械连接，连接可靠性高同时又拆装方便。

在本发明的另一个较佳实施例中，在密封件1的底部区段1B、第一侧区段1C和第二侧区段1D中均预埋有至少一个第三螺母21，其中第三螺母21位于第一腔体11的后方。

如图3所示，密封件1中的第一腔体11借助预埋在密封件1内的第三螺母21与至少一个第三螺钉22之间的连接配合固定到飞行器的第二支撑件23。这样，在安装密封件1时，只要将至少一个第三螺钉22拧入到至少一个第三螺母21中并拧紧，就可以将密封件1的底部区段1B、第一侧区段1C和第二侧区段1D固定到机身上。

同样，第三螺母21和第三螺钉22具有如上所述的相同技术效果。

下面将具体介绍在开闭舱门时，根据本发明的密封件1所起到的技术效果：

在舱门处于关闭状态下，舱门蒙皮10与密封件1接触，并且对密封件1中的第一腔体11进行压缩。此时，密封件表面20与舱门蒙皮10的表面保持齐平，从而保持了良好的气动外形。

在打开并提升舱门时，舱门蒙皮10开始挤压密封件1，第一腔体11和第二腔体12被一起压缩。此时，密封件1对舱门提升运动的阻力较小，致使施加到开门手柄上的力也相应变小。因此，操作人员能够容易方便地实施舱门的打开作业。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的用于飞行器增压区舱门的密封件和配装有该密封件的飞行器增压区舱门进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。例如，不仅可以采用诸如螺栓、螺柱等其它紧固件来替代说明书中所述的螺母和螺钉，而且还可以采用焊接、熔接、铆接等紧固手段来替代说明书中所述的连接配合。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种用于飞行器增压区舱门的密封件(1)，所述密封件(1)通过贴合所述舱门的顶侧、底侧和两侧的舱门蒙皮(10)而配装到所述舱门，并且设置有第一腔体(11)，所述第一腔体(11)为气密腔并且与所述飞行器的机舱连通，其特征在于，所述密封件(1)还设置有第二腔体(12)，所述第二腔体(12)为非气密腔并且与外界环境连通，所述第二腔体(12)仅形成在所述密封件(1)的位于所述舱门的顶侧上方的区域内，所述第二腔体(12)位于所述第一腔体(11)的上方并且与所述第一腔体(11)彼此隔绝。

2.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，所述第一腔体(11)经由第一通气孔(13)与所述飞行器的机舱连通。

3.如权利要求2所述的密封件，其特征在于，所述密封件(1)中的所述第一腔体(11)借助预埋在所述密封件(1)内的第一螺母(14)与第一螺钉(15)之间的连接配合固定到所述飞行器的第一支撑件(19)。

4.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，所述第二腔体(12)经由第二通气孔(16)与外界环境连通。

5.如权利要求4所述的密封件，其特征在于，所述密封件(1)中的所述第二腔体(12)借助预埋在所述密封件(1)内的第二螺母(17)与第二螺钉(18)之间的连接配合固定到所述飞行器的第一支撑件(19)。

6.如权利要求1至5中任一项所述的密封件，其特征在于，所述密封件(1)包括贴合所述舱门的顶侧的顶部区段(1A)、贴合所述舱门的底侧的底部区段(1B)以及贴合所述舱门的两侧的第一侧区段(1C)和第二侧区段(1D)，其中，所述第二腔体(12)仅形成在所述顶部区段(1A)内。

7.如权利要求6所述的密封件，其特征在于，所述第一腔体(11)在所述顶部区段(1A)和所述底部区段(1B)中具有大致为O形的截面形状。

8.如权利要求6所述的密封件，其特征在于，所述第一侧区段(1C)和所述第二侧区段(1D)贴合到安装有角材(24)的、位于所述舱门的两侧的舱门蒙皮(10)。

9.如权利要求8所述的密封件，其特征在于，所述第一腔体(11)在所述第一侧区段(1C)和所述第二侧区段(1D)中具有大致为心形的截面形状。

10.如权利要求8所述的密封件，其特征在于，所述底部区段(1B)、所述第一侧区段(1C)和所述第二侧区段(1D)中的所述第一腔体(11)还借助预埋在所述密封件内的至少一个第三螺母(21)与至少一个第三螺钉(22)之间的连接配合固定到所述飞行器的第二支撑件(23)。

11.一种飞行器增压区舱门，其特征在于，所述舱门配装有如权利要求1至10中任一项所述的密封件(1)。

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