民用飞机客舱地板密封研究
2014-04-29高继
高继
【摘要】本文介绍了民用飞机客舱地板的主要密封方式,以及各方式的发展历程、优缺点,并对民用飞机地板密封的未来发展进行展望。
【关键词】民用飞机;防腐蚀;地板;密封
现代民用航空是一项非常复杂的系统工程,民用飞机在各个部件的精密配合下实现最初的设计功能。现代民用飞机一般设计寿命为20-30年或者60000-90000飞行小时,在如此之长的服役期限中有效地减少飞机的腐蚀,是飞机达到设计寿命、降低飞机维护及运营成本、确保飞行安全的重要途径。
民用飞机的客舱地板是分隔客舱与货舱、设备舱的界面,客舱地板的密封是飞机防腐蚀的重要组成部分,可以有效隔离飞机的客舱、货舱及设备舱,防止客舱厨房、盥洗室等产生的腐蚀性液体流入货舱、设备舱及客舱地板的支撑结构造成腐蚀破坏,进而影响飞机的安全及寿命。民用飞机的地板密封主要有如下几个组成部分。
首先是地板本身的密封,民用飞机的地板一般采用上下纤维面板夹蜂窝芯的形式,如图1所示,这样既可以保持足够的刚度,又可以大幅的降低重量,提高飞机的经济性。但是中间的蜂窝芯容易受潮腐蚀造成性能下降甚至破坏,故地板面板本身就需要密封,常见形式如图1所示,在地板周边去除一圈蜂窝芯材料,填充以密封胶以隔离蜂窝芯与空气,达到防止水蒸气等侵入蜂窝芯的效果。另外地板开孔及安装镶嵌件一般也用此方式密封避免蜂窝与空气接触。随着材料科技的进步,出现了一种新的密封材料及其形式,如图2所示,此类材料类似胶带的形式,直接包覆地板周边,在保证了密封效果的同时,大幅降低了操作时间,但此方式成本及重量控制尚需进一步实践验证。
图1
图2
其次是地板之间间隙以及地板与旅客座椅滑轨之间间隙的密封。传统做法是在间隙填充密封胶,并在间隙底部铺设一根尼龙绳,方便拆卸,如圖3所示。实践中有机型发现地板与金属结构的接触面出现腐蚀,进而改进完善,设计出了新的密封形式,如图4所示。在地板与支撑结构之间增加一条密封条带,为方便安装一般粘接在地板上,此材料具有一定的压缩性,安装后挤压后,既能有效密封防止水的通过,又可以隔离纤维面板与金属结构,避免两者之间产生电化学腐蚀,且操作简单易实施,此外此类条带还有部分减震的效果,可谓一举多得。
图3
图4
接着是地板的连接部分,民用飞机一般是在地板上安装镶嵌件,然后螺钉通过镶嵌件连接支撑结构,此处钉与孔是间隙配合的,为了避免液体沿钉孔流到地板下方,钉与孔之间也需要做相关处理,比如湿安装,安装时螺钉蘸胶,用胶液填充钉与孔的间隙,但是此方法操作不方便也不易维护,所以目前一般选用另一种方式,在螺钉头与钉孔支架加一个密封垫圈,如图5所示,即保证了密封,又易于安装维护。
图5
最后,民用飞机地板在某些区域,如服务区等无法避免的要被各种系统管路穿过,应对此类问题,有两种简易方法,一种是在开孔处装一个尺寸按需的自制镶嵌件,如图6所示,管路用专用的穿墙接头安装在镶嵌件上,完成密封,此方式适用于尺寸较小的管路;对于尺寸较大的管路,一般在地板开出相应大小的孔,然后系统管路增加一个法兰盘,法兰盘连接于地板且与地板的接触面做密封处理,以达到防止液体的目的。
图6
民用飞机地板密封方式的每一次改进都是随着材料科技的进步而进行的,新材料的不断出现给了航空工程师更多的选择及启发,同时考虑新材料新工艺的安全性、可靠性和经济性。随着现代民用飞机复合材料的使用率的快速上升,地板周边的环境也正在由金属材料向复合材料过度,相信密封形式很快会有新的发展和改进,具备更好的密封效果、工艺性和经济性。
【参考文献】
[1]牛春匀.实用飞机结构工程设计[M].航空工业出版社,2008.
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[3]郑晓玲.民用飞机复合材料结构设计与验证[M].2011.
[责任编辑:汤静]