更全的杂志信息网

新型增压预防机构的设计与研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

民用飞机舱门作为飞机的重要组成部件,对飞机安全有着直接影响,尤其是客舱门直接影响旅客安全和应急逃生[1],因此舱门成为适航的重点。

在未完全关闭、锁闩和锁定的情况下,必须有措施防止任何承压的舱门将飞机增压到不安全的水平[2]。增压预防机构是舱门实现增压预防措施的一个重要的手段,为此在民用飞机增压舱门上布置一套增压预防机构是必需的。

做到企业改革发展与履行社会责任高度融合,贯彻创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念,自愿将经济、社会和环境融入自身的日常经营和与利益相关方的互动关系中,不仅实现企业可持续发展,而且实现经济效益、社会效益和环境效益和谐统一。依托重点骨干企业,对新旧动能转换贡献大、社会责任感强、群众认可度高的企业家进行鼓励,在社会上形成良好的商业风气与营商环境。

传统的增压预防机构主要用于防止舱门在未完全关闭、锁闩和锁定的情况下把飞机增压到一个不安全水平,能够检测舱门的关闭、锁闩和锁定状态,以及在飞机降落后卸除密封舱内的残留压差。设计一套具备监测舱门闩锁机构、增压预防、快速泄压的功能,还能实现机构破损安全、2 psi锁定、破冰等多项功能的增压预防机构,能够节省机构设计空间、减低机构设计难度、提高机构运动效率,还能够减轻机构的重量,提高飞机安全性能。

秋明Сг—6井位于俄罗斯西西伯利亚北部[2],井深7502m,按研究程度地质剖面被分为三段:0~3650m有设计所需要的必要信息;3650~5000m有需再钻进过程中明确的地质条件资料;5000~8000m没有所需信息。

1 增压预防机构设计

本文所给出的增压预防机构采用单连杆叠加弹簧的形式以及分时凸轮带动连杆的机构驱动方式,实现增压预防机构的分时控制。分时凸轮与内手柄机构直接关联,凸轮机构和四杆机构通过连杆串联,四杆机构通过弹簧与增压预防门相连。在舱门打开和关闭时,手柄机构带动分时凸轮转动,进而带动摇臂在分时凸轮槽内转动,摇臂通过连杆带动四杆机构运动,从而实现增压预防门的开启与关闭。

1.1 增压预防门尺寸设计

增压预防门作为增压预防机构的重要组成部分,其开启面积和打开角度直接影响增压预防机构的功能,因此,在设计增压预防机构之前,需先确定增压预防门的尺寸。

飞机增压舱作为具有一定容积的空间,其压力控制主要通过调整增压舱内空气量来实现。以某飞机为例,飞机设计要求开启舱门的压差为0.125 psi,座舱泄漏量为150 lb/min,座舱的热力学温度为15 ℃及飞机周围大气压力为101 325 Pa,根据在规定的座舱压力、温度和飞行高度的条件下,不可压缩气体流量方程,即:

 

(1)

可知,飞机座舱残余压差全部泄量时所需的等效面积,

 

式中,pc-pa即飞机设计要求开启舱门的压差, 考虑气体的粘性,取流量系数为C=0.7。则增压预防门的面积为,

 

(3)

1.2 舱门闩锁机构监测、增压预防与快速泄压设计

增压预防机构必须能够检测舱门的关闭、锁闩和锁定状态。对于飞机增压舱门,由于舱门手柄旋转角度不同,舱门机构的运动时效也不同,但舱门机构的运动顺序却基本相同。开启增压舱门的顺序为:开启增压预防门-解锁-解闩-提升-打开,关闭舱门的顺序与开启舱门的顺序相反。

自1844年创立至今,Penfolds品牌酿酒师始终以平衡为酿造哲学,悉心照料每一支臻酿藏品,将酒庄悠久的历史和传统融入佳酿。近175年来,Penfolds不仅担负起传承经典的责任,更是勇于革新、不懈追求卓越品质,并凭借精湛的酿酒工艺,成就如今澳大利亚传奇臻酿典范地位,跻身澳大利亚最受尊敬的酒庄之一。

关闭舱门时,由于增压预防门处于最后顺位,如若舱门闩锁机构没有到位,则增压预防门不能完全关闭,此时可以对舱门上闩和锁定状态进行监测。同时,由于增压预防门没有完全关闭,导致增压预防门会有一定的打开角度,此时舱内无法增压到不安全水平,起到了增压预防的作用,也进一步保证飞机安全。

在地面,当舱门被提升并打开时,如果飞机舱内存在一定的残余压差,很容易造成舱门在舱内压力的作用下快速打开,极易对舱门及机身造成破坏,也极易伤到操作者,所以在开启舱门之前需对舱内残余压力进行释放。增压预防门处于舱门开启的第一顺位,一旦操纵手柄开启舱门,增压预防门首先开启,完成对飞机舱内残余压力的释放,起到了快速泄压的目的,并保证了舱门、机身结构及操纵人员的安全。

(3) 当3炉2机中的任一汽机遮断时,汽机侧按原联锁保护动作,联动预选的锅炉触发RB,锅炉主控以100%/min的速率降至50%负荷,同时联开主蒸汽母管至热管网减温减压电动调门至负荷对应开度,投入自动,抑制主汽压力飞升,避免汽包水位突降等导致炉侧MFT,并直接通过新蒸汽补偿汽机遮断导致排汽中断而造成的热管网蒸汽的损失,在保证机组负荷平稳下降的同时维持热网供汽稳定。

1.3 2 psi锁定设计

当飞机舱内压差小于2 psi时,增压预防门会被弹簧力驱动开启一定角度。在弹簧力的作用下,此时四连杆机构相对向上运动,带动连杆相对向上运动,使得摇臂上的滚轮紧贴分时凸轮外表面,由分时凸轮外表面控制增压预防门的打开角度。

当飞机舱内压差大于2 psi时,此时内外压差作用于增压预防门上的压力矩大于弹簧力矩,增压预防门完全关闭。在2 psi压力的作用下,此时四连杆机构相对向下运动,带动连杆相对向下运动,使得摇臂上的滚轮被打在分时凸轮内表面上。设计分时凸轮内表面的轮廓线,使分时凸轮与摇臂滚轮接触时,凸轮连杆机构的传动角趋近于0°,机构卡死[3]。此时无论手柄上作用多大的外力,分时凸轮都不能驱动连杆转动,即不可能驱动增压预防门开启。通过这套机构,实现了舱门的压力锁定。

通风口凸轮的设计如图1所示。

  

图1 凸轮设计

1.4 破损安全设计

通过对增压预防机构的分时凸轮、摇臂、连杆、弹簧等零件分析发现,增压预防机构满足强度要求。

在采访中,不少群众对本刊记者表示,对于机关单位尤其是窗口服务型的部门,近年来他们确实发现有了可喜的变化。“原来我们去办个事,令人头疼,要么办事的干部对我们爱理不理的,要么根本就找不到人。一问,要么是开会去了,要么去调研去了。但近几年来我们发现办事干部的脸色好看了,对于办事群众也变得热情了。”在一次采访中,一位群众向本刊记者反映:“我们也知道,干部作风的转变,是需要一个过程的,我们只希望以后群众去能够好办事,这是我们对基层干部起码的要求。”

1.5 破冰设计

高校图书馆所拥有的馆藏资源极为丰富,这也是高校图书馆能够吸引读者的主要原因之一。无论是阅读、学习,还是科研,图书馆往往都是最佳的选择之一。最近几年,随着互联网技术与信息技术的发展与完善,高校图书馆为了紧跟时代步伐,在资源建设方面提升了投资力度,推出了更多符合现代读者需求的数字类产品。同时对图书馆的资源结构进行全面的优化,进而打造出了资源更加丰富、分类更加明确、风格更具特色的馆藏资源,这些优势非常有利于图书馆自身文化的建设与发展,同时也为建设具有特色的校园文化打下了坚实的基础[1]。

  

a)增压预防门关闭位 b)增压预防门旋转位 c)增压预防门打开位图2 增压预防门机构破冰原理图

1.6 机构设计

考试考核制度是临床血液学检验技术专业学生技能水平评定的标尺[11-12]。为加强我系学生的自身建设,完善各项管理机制,更好地服务学生和调动学生们学习的积极性,制定了一套完整的技能考核制度。考核等级不变,即考核60分以下(含60分)综合评定为不合格;60~80分评定为合格;80分以上(含80分)评定为优秀。实验考核分为平时成绩(包括实验态度,出勤率和课堂表现)、实验综合技能考试、实验成绩及实验报告,分别占总成绩的10%、60%、30%,实验综合技能考试采取同学随机抽取实验的方法决定自己的考试内容,服从了随机公平的原则,同时也保证了学生们对每次实验内容的掌握。

增压预防机构仿真前后的对比图如图4所示。

通过Adams软件模拟,得到增压预防机构在增压预防门卡滞、舱门手柄上作用300 lb极限载荷时,全局坐标下的机构内力,如表2所示。

当增压预防门门周结冰时,如果不能很好地进行破冰设计,将导致开启舱门的手柄力加大,甚至无法正常开启舱门,为此需要对增压预防机构增加破冰功能设计。增压预防门密封条接触的加强部分连接在蒙皮上,当驱动增压预防门绕着旋转轴旋转打开之前,由于增压预防机构的驱动件与旋转轴支座相对旋转轴有153°角,为此增压预防门首先会相对于蒙皮呈向上平移运动,剪切分量有利于破冰,使得破冰手柄力大大减少,实现了破冰的功能。当增压预防机构的驱动件与旋转轴支座相对旋转轴呈180°夹角时,增压预防门将绕着旋转轴旋转打开,增压预防机构运动过程中角度变化如图2所示。

  

1.分时凸轮;2.摇臂;3.连杆;4.驱动件;5.弹簧;6.增压预防门图3 新型增压预防机构

该套创新的新型增压预防机构具有占用空间小、重量轻、传动效率高、可设计性强等优点,是传统增压预防机构无法比拟的。

2 增压预防门机构分析

2.1 增压预防机构动力学仿真

通过Adams软件[6]对舱门增压预防机构进行仿真分析,建立增压预防机构动力学仿真模型,模型中各组件包括分时凸轮、摇臂、连杆、弹簧、增压预防门等。模型中除连杆及弹簧外其余零件均取自Catia数模中的三维实体单元,模型中材料属性通过添加零件质量和惯性矩获得,模型中共添加7个固定副、8个旋转副、2个球铰以及4个接触约束,一个旋转驱动添加到分时凸轮与门周结构的旋转副上,旋转驱动的定义如下,实现对增压预防机构的打开驱动。

他有些错愕,不明白这两个字,究竟指的是对方没有名字,还是名字本身就叫做“无名”。也许,对方只是不想告诉自己,因此随口拿这两个字来搪塞。

Step ( time, 0, 0d, 5, 119d )

(4)

增压预防机构采用分时凸轮的驱动形式,充分运用了分时凸轮机构结构简单、占用空间小、运动控制精度高、可设计性强的优点。如果消除了四连杆机构,增压预防机构运动必须经过中间构件进行传递,传动路线较长,易产生较大的误差积累,同时降低机械效率。

1.2.3.3 测试指标与方法 本实验共采用4项测试来检测北京大学体育舞蹈选修课学生协调性与灵敏素质的情况,测试1与测试2为协调性测试[17],测试3与测试4为灵敏素质测试[18]。

  

a)增压预防机构关闭状态 b)增压预防机构开启状态1.Joint 3;2.Joint 4;3.Joint 6;4.Joint 7;5.Joint 8;6.Joint 9;7.Joint 10;8.Joint 13图4 增压预防机构动力学仿真模型

根据增压预防机构动力学仿真模型可知,所给出的增压预防机构运动平缓、接触载荷合理。

2.2 增压预防机构静强度分析

增压预防机构的主要载荷工况为两倍增压载荷及卡滞载荷[7-8]。两倍增压载荷用于计算增压预防门的强度,卡滞载荷用于计算增压预防机构上分时凸轮、摇臂、连杆、弹簧等零件的强度。

曾经的我非常努力,每天早起晚睡,刻苦读书,但却没有取得理想的成绩,我明白了努力了不一定成功。后来,我读了《钢铁是怎样炼成的》,书中说:“人的一生应该这样度过:回首往事,他不会因为虚度年华而悔恨,也不会因为碌碌无为而羞愧。”我懂得了虽然努力不一定成功,但是尽了自己最大的努力就好。于是我拿起筆,继续奋笔疾书,尽我所能去积蓄更多的能量,定会迎来鲜花绽放的那天。

2.2.1 两倍增压载荷

7475铝合金因具有高强度、高断裂韧性等特点而被广泛用于航空、航天等各领域,增压预防门选用7475铝合金,材料属性如表1所示[9]

增压预防机构通过单连杆叠加弹簧形式的实现,能够在连杆失效的情况下,增压预防机构上的弹簧会使增压预防门有打开的趋势,当座舱压力小于弹簧力时,增压预防门会自动打开一定的角度。消除了双连杆形式不利于装配调整,且一个杆失效情况下,另一个杆件仍能完成增压预防门的开启,不利于及时发现连杆失效,存在一定的安全隐患。

 

1 7475铝合金参数

  

密度/g·cm3杨氏模量/Gpa抗拉强度/Mpa泊松比数值2.7968.94820.33

增压预防门细节有限元网格划分采用Tet4单元类型,可以减少网格数量,还可以提高求解精度。选取自适应网格划分,网格尺寸定义为5 mm。网格划分的单元数为128 335个,节点数为328 980个。

弹簧力带动增压预防门转动,增压预防门上部两个挡块限制增压预防门向外运动,在增压预防门与门体结构连接处定义旋转副,在挡块限制处定义平移副。增压预防门所承受的增压载荷通过Pressure施加到其内表面上。飞机座舱释压活门最大调定值为9.0 psi,考虑1.5倍安全系数,则增压舱气密工况极限载荷,即两倍增压载荷为,

1.5×1.33×9.0 psi=18.0 psi=0.124 MPa

(5)

增压预防门材料7475铝合金的抗拉强度为482 MPa,由图5所示的增压预防门范米塞斯应力云图可知,增压预防门范米塞斯应力为82.9 MPa。经计算,增压预防门在两倍增压载荷下其安全裕度大于0,满足强度要求。

第三,在汇总录入时通过计算机对普查表、台账管理系统、各专项数据平衡等表内普查数据的有效性、合理性、逻辑性及表间的关联性进行全面审查。

  

图5 增压预防门范米塞斯应力云图(MPa)

2.2.2 卡滞载荷

新型增压预防机构如图3所示。

 

2 增压预防机构内力

  

卡滞载荷X向∕NY向∕NZ向∕N合力∕NJoint3-66.78-903.310981423Joint4-39.4-581.1-14261540Joint6-26.55-1.4 499.8500.5Joint7-22.9821.19-514.8515.8Joint8-16.35114.4-499.8513.0Joint927.7918.73-471.0472.2Joint10-49.72-326.8-211.5329.5Joint13-15.37-215.9-586.8625.4Contact1-108.39-1515.60-346.801558.54

增压预防机构上的弹簧使增压预防门始终保持开启的趋势,当联动增压预防机构的任一机构件单一失效,增压预防门会在弹簧力的作用下使增压预防门处于开启状态,以避免非安全增压。增压预防机构上的弹簧起到了破损安全的作用[4-5]

总而言之,在当前新媒体环境下,积极推进高校学生心理健康教育有着很大的必要性,但要想不断推进高校大学生心理健康教育工作的开展,还需要高校紧密结合学生的发展特性,充分发挥新媒体技术的优势,以此不断推进高校心理健康教育的发展。

3 结论

根据民用舱门大小、闩机构和锁机构分布及舱门结构布局的不同,导致增压预防门所处的位置也有所不同,但实现增压预防机构的原理是相同的。一套新型的增压预防机构,能够同时实现监测舱门闩锁机构、增压预防、快速泄压、破损安全、2 psi锁定、破冰等多项功能,一套机构多样用途,既减轻了机构的重量,又提高了机构的安全性。对于民用飞机舱门增压预防机构的设计具有一定参考价值。

参考文献:

[1] 吕国成,陈瑞东,刘可佳,等.民用飞机半堵塞式舱门细节有限元模型[J].沈阳航空航天大学学报,2015,32(2):80-84.

[2] European Aviation Safety Agency.CS-25 Certification Specifications and Acceptable Means of Compliance for Large Airplanes [S].

[3] 秦强,姚雄华,冯蕴雯,等.空间四连杆机构过中心锁定可靠性分析[J].机械强度,2014,36(5):710-715.

[4] 沈培良.破损安全结构在损伤容限设计原则下的应用[J].科学技术与工程,2012,12(31):8339-8343.

[5] NIU Michael Chun-Yung.Airframe Structural Design [M]. Hong Kong Conmilit Press Ltd., 1988:554-561.

[6]张伟,陶金库.MSC.ADAMS虚拟仿真在应急门打开机构中的应用[J].飞机设计,2014,34(6):28-31.

[7] NIU Michael Chun-Yung. Airframe Stress Analysis and Sizing [M]. Hong Kong Conmilit Press Ltd., 1999:27-54.

[8] 张伟,吕国成,袁强飞,等.飞机登机门提升机构卡滞工况仿真与试验[J].航空计算技术,2014,44(4):37-39.

[9] FAA.Metallic Materials Properties Development and Standardization (MMPDS) [S].

 
吕国成,郭晓庆
《民用飞机设计与研究》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号