专利名称：一种新型机组空中应急舱门的制作方法
技术领域：
本发明属于飞机应急舱门设计技术，提出了一种全新的中跳伞应急舱门设计方案。
背景技术：
对于机组成员高速(时速大于400公里)空中跳伞国内外目前均采用的是以飞机主液压系统驱动舱门作动筒迎风开启舱门作为挡风装置的方法，属电控液压操纵方式，典型的有伊尔76-MD、空警2000飞机，此种应急舱门对于空中跳伞限制条件严格，首先要求系统不允许失效，不能满足高可靠性救生要求；其次在系统没有失效的前提下，救生的范围有限，必须保持飞机直线飞行，也就是说，基本上限定飞机在失火无法扑灭的情况下使用。
发明内容
本发明的目的设计一种全速度包线内使用的飞机机身侧壁机组空中应急跳伞舱门，该舱门不使用外部能源系统，纯机械人工操作；在正常飞行情况下，舱门必须可靠锁定， 防止意外打开，应急情况下必须在不大于IOs内顺利打开不占用撤离通道，且能有效阻止气流吹袭机组人员，同时，手动机械操作手柄力要符合相关标准、规范要求。本发明的技术方案是一种新型机组空中应急舱门，其特征在于，在机身外侧设置一个通道门，通道门包括一个通道门口盖，通道门口盖两侧各设置两个插销锁锁孔1，2，3，4，通道门口盖两侧对应的机身门框处各设置两个弹簧插销锁5，6，7，8，弹簧插销锁5，6，7，8与锁孔1，2，3，4对应配合安装将通道门口盖固定在机身上；在弹簧插销锁5，6，7，8尾端上连接四根钢索9，10， 11，12，四根钢索9，10，11，12，分别与一个固定在机身上的扇形轮13，14，15，16 一端连接， 四个扇形轮另一端再连接钢索17，18，19，20与两个滑轮组21，22连接，滑轮组21由三个滑轮23，24，25组成，滑轮组22由滑轮26，27，28,29,30组成，钢索17，18连接在滑轮23，24 上，钢索19，20连接在滑轮沈，27上，从滑轮25连接一根钢索31，钢索31与滑轮28连接， 从滑轮四连接一根钢索32，钢索32固定连接在手柄33上。在所述机身外侧通道门的前面设置一个挡风门，挡风门口盖通过靠近通道门一侧的铰链与机身门框连接，在挡风门口盖另一侧设置两个插销锁锁孔34，35，在挡风门口盖对应的门框处设置两个弹簧插销锁36，37，弹簧插销锁36，37与插销锁锁孔34，35对应配合安装将挡风门口盖固定在机身上；在弹簧插销锁36，37尾端上连接两根钢索38，39，两根钢索38，39分别与一个固定在机身上的扇形轮40，41 一端连接，两个扇形轮另一端再连接钢索42，43与一个滑轮组44 连接，滑轮组44由三个滑轮45，46，47组成，钢索42，43连接在滑轮45，46上，从滑轮47连接一根钢索48，钢索48连接在滑轮49上。所述钢索17，18，19，20，31分别绕过转向滑轮50，51，52，53，M。所述钢索42，43分别绕过转向滑轮55，56。
在机身上安装挡风门初始开启机构，该初始开启机构包括拉簧、顶杆，拉簧一端固定在机身上，另一端固定在顶杆一端，顶杆另一端顶在挡风门口盖内表面。所述顶杆另一端安装一个滚轮。所述初始开启机构数量为一套或多套。在通道门上门楣处安装一个或多个弹簧销，该弹簧销穿过门楣并固定在门楣上。所述挡风门口盖内表面与机身之间连接有一根或多根钢索。所述钢索中间根据实际情况可设置一个或多个松紧螺套或张力调节器。本发明的工作原理其工作原理是正常飞行情况下，通道门和挡风门由弹簧插销锁机构锁定在机身侧壁上，其中通道门在门前后两侧上下各布置1把插销锁，挡风门在前侧上下各布置1把弹簧插销锁，门后部上下安装2个铰链，与门框铰链座连接。两个门实际为非气密不承力口盖。机组应急跳伞使用时，飞行员操作驾驶舱内的应急开启手柄，手柄动作带动滑轮钢索机构同步将通道门和挡风门的6处弹簧插销锁机构的锁销从通道门和挡风门锁孔中拔出，通道门就完全解除了约束，空中飞掉，期间会有布置在通道门上门楣处的2个弹簧销机构弹簧向往施力帮助通道门脱离飞机；挡风门弹簧插销锁锁销拔出以后，挡风门初始开启机构的拉簧动作拉动顶杆绕机身转轴支座转动，推动挡风门绕主铰链向外转动约6°，气流进入挡风门区域，在迎面风力的作用下将门掀开，挡风门打开约90°后由布置在挡风门内表面和门框之间的两根钢索将门保持在打开位挡风。这样，通道门将飞离飞机，挡风门在风阻作用下迎风逆航向打开起到挡风保护装置的作用，机组人员可以从通道中跳出逃离飞机。本发明有益效果是挡风门与机身外部逃生通道门分置，互不影响，几乎满足高低速各种飞行姿态舱门应急开启；纯机械手动式操作，安全可靠，无需另外能源系统；机构原理简洁明了，技术成熟，正常飞行条件下能够保证舱门牢靠锁闭；方案具有很强的扩展性， 对于低速空中应急跳伞需求，取消前部的挡风门即可形成新的方案。
图1 机组应急舱门机身表面分布示意2 挡风门打开位示意3 舱门机构概貌图4:挡风门前部图5:挡风门滑轮组图6:通道门前部图7 通道门后部图8:通道门滑轮组图9:中间滑轮组图10 通道门助力开启机构示意11 挡风门初始开启机构示意12 滑轮钢索及弹簧插销锁机构典型示意图其中，100 机身下侧壁101 挡风门102 通道门103 通道门开口 104 上铰链105 上钢索106 下铰链107 挡风门开口 108 下钢索109 挡风门110 助理开门机构111 压簧112 通道门113 支座114 顶杆115 拉簧座116 拉簧挂点117 顶杆转轴支座118 挡风门119 滚轮120 顶杆121 拉簧122 插销123 压簧124 锁座125 钢索接头126 钢索127 扇形轮支座128 扇形轮129 转向滑轮130 滑轮座34 上部插销锁锁孔35 :下部插销锁锁孔5，6，7，8，36，37 弹簧插销锁；13，14，15，16，40，41 扇形轮；33 手柄机构；19， 20,31,32,42,43,48 钢索；21, 22,44 滑轮组；54 转向滑轮38,39 钢索；55, 56 转向滑轮 45,46,47 滑轮3，4 锁孔；11,12,19,20 钢索；52, 53 转向滑轮1，2 弹簧插销锁锁孔；9， 10 钢索；50，51 转向滑轮 23，24，25 滑轮 26，27，28 ，29，30 滑轮
具体实施例方式下面通过具体实施方式
对本发明作进一步的说明本发明所述飞机机组成员空中应急舱门，由位于机身一侧下壁上的一个逃生通道门和一个前部挡风门及其操纵机构、锁闭机构等构成，机构为滑轮钢索和弹簧插销锁为主组成的软式操纵机构，舱门空中纯手动打开，通道门独立设置在挡风门之后，通道门开锁后将脱离飞机，挡风门开锁后将在逆风气流作用下朝飞机尾部绕转动铰链向外打开。通道门包含一个通道门口盖，通道门口盖由铝合金材料蒙皮和冲压件骨架组成， 在口盖前后两侧上下位置一共固定连接4个支座，支座上分别开有一个通孔1，2，3，4，通孔分别与弹簧插销锁5，6，7，8的插销配合。弹簧插销锁5，6，7，8如附图12所示由插销、压缩弹簧、锁座、弹簧挡圈组成，其中锁座与通道门口盖上的支座位置对应，固定连接在机身结构上，为铝合金中空盒形结构，插销穿过锁座前后端面上的安装孔，压缩弹簧套在插销上， 弹簧挡圈位于锁座前端面与压缩弹簧之间固定安装在插销上。弹簧插销锁5，6，7，8的插销尾端通过钢索接头连接钢索9，10，11，12，钢索9，10，11，12另一端同样通过钢索接头与安装在机身结构上的扇形轮13，14，15，16 —端连接，扇形轮两个圆弧段半径不同，上圆弧段半径2倍于下圆弧段半径，四个扇形轮另一端通过钢索接头再连接钢索17，18，19，20，这四根钢索分别通过固定在机身结构上的滑轮50,51,52 个)，53进行转向，转向后与两个滑轮组21，22连接。滑轮组21由三个滑轮23，24，25组成，安装在固定在机身上的滑轮组支座上，滑轮23，24，25固定在穿过滑轮组支座的滑轮轴上，滑轮轴为组合式台阶轴，滑轮固定安装在各个台阶之间以避免钢索干涉。滑轮组22由滑轮沈，27，观、29、30组成，滑轮组形式与滑轮组21类似。钢索17，18通过钢索接头连接在滑轮23，24上，钢索19，20通过钢索接头连接在滑轮沈，27上，从滑轮25连接一根钢索31，钢索31与滑轮28连接，从滑轮 29连接一根钢索32，钢索32通过滑轮M转向后与手柄机构33连接。滑轮M安装在固定在驾驶舱地板上的滑轮座里。在通道门上门楣处安装2把弹簧销，弹簧销穿过门楣并固定在门楣上。如图10所示，弹簧销穿在固定在机身上的双耳式支座里，为阶梯棒状。一根压缩弹簧套在弹簧销上， 位于弹簧销前端和支座前耳片之间。当通道门关闭时，门体挤压弹簧销克服压缩弹簧阻力向里运动，储备能量，当通道门四把弹簧插销锁5，6，7，8的插销被拔出开锁后，通道门失去约束在2把弹簧销的反弹力作用下帮助尽快脱离门框，从而让出逃生通道使飞行员及时空中跳伞。
同时，上述机身外侧通道门的前面(朝机头方向)设置一个挡风门，挡风门包含一个挡风门口盖，挡风门口盖由铝合金外蒙皮和整体机加件组成，通过靠近通道门一侧的上下两个铰链与机身门框连接，在挡风门口盖另一侧端面上设置两个插销锁锁孔34，35，在挡风门口盖对应的门框处设置两个弹簧插销锁36，37，弹簧插销锁36，37与插销锁锁孔34，35 对应配合安装将挡风门口盖固定在机身上；在弹簧插销锁36，37尾端上连接两根钢索38， 39，两根钢索38，39分别与一个固定在机身上的扇形轮40，41 一端连接，两个扇形轮另一端再连接钢索42，43各自通过滑轮55，56转向后与一个滑轮组44连接，滑轮组44由三个滑轮45，46，47组成，钢索42，43连接在滑轮45，46上，从滑轮47连接一根钢索48，钢索48连接在滑轮组22的滑轮四上。上述弹簧插销锁36，37、扇形轮40，41、滑轮组44的运动原理、尺寸关系、安装关系等与前述通道门口盖弹簧插销锁、扇形轮、滑轮组完全相同。在机身上安装两套挡风门初始开启机构，如图11所示，该初始开启机构包括拉簧、顶杆，拉簧一端钩环连接在机身挂钩座上，另一端连接在顶杆上的挂钩上，顶杆安装在机身支座转轴孔里，转轴孔位于拉簧挂钩内侧，顶杆转轴孔距拉簧挂钩孔距离成倍于距顶杆前端的距离，顶杆前端安装一个滚轮顶在挡风门口盖内表面上。这样利用杠杆原理，拉簧产生的力距数倍于挡风门关闭时对顶杆的力矩，当挡风门口盖插销锁解锁后，即使气动载荷将挡风门口盖压紧，经过仔细分析计算完全可以确定合适的杠杆力臂关系和拉簧刚度克服气动载荷将挡风门打开一个合适的角度从而让气流作用在口盖内表面上将门绕铰链转动向外完全打开。这样，挡风门挡在通道门开口前面起到阻挡气流的作用，当飞机以高速 (空速超过400Km/h)飞行时，飞行员从通道跳伞时，不会受高速气流吹袭受伤。为了将挡风门保持在打开位，在挡风门口盖内表面与机身之间连接有2根拉紧钢索，相应地，在挡风门口盖内表面和机身上固定有钢索支座，钢索的长度根据挡风门打开角度来确定，钢索在挡风门口盖内表面固定在偏外外置，上下分列两根。上述各根钢索中间根据实际需要可设置一个或多个松紧螺套或张力调节器以调节钢索松紧程度减小钢索弹性变形带来的运动传递误差。为了消除多跟钢索运动的不同步性，必须按照弹簧插销锁插销往回拔出的长度须大于实际插入通道门口盖或者挡风门口盖的长度至少15mm。当没有高速跳伞需要时，取消挡风门及其铰链、插销锁机构、初始开启机构、拉紧钢索即可，只保留通道门口盖及其相关机构即可满足机组空中跳伞救生通道需求。本发明所述飞机机组成员空中应急舱门，当机组应急跳伞使用时其操作过程是 飞行员操作驾驶舱内的手柄机构，手柄动作带动滑轮钢索机构同步将通道门和挡风门的6 处弹簧插销锁机构的插销从通道门和挡风门锁孔中拔出，通道门就完全解除了约束，空中飞掉，期间布置在通道门上门楣处的2个弹簧销机构弹簧向往施力帮助通道门脱离飞机； 挡风门弹簧插销锁锁销拔出以后，挡风门初始开启机构的拉簧动作拉动顶杆绕机身转轴支座转动，推动挡风门绕主铰链向外转动约6°，气流进入挡风门区域，在迎面风力的作用下将门掀开，挡风门打开约108°后由布置在挡风门内表面和门框之间的两根拉紧钢索将门保持在打开位挡风。这样，通道门将飞离飞机，挡风门在风阻作用下迎风逆航向打开起到挡风保护装置的作用，机组人员可以从通道中跳出逃离飞机。
权利要求
1.一种新型机组空中应急舱门，其特征在于，在机身外侧设置一个通道门，通道门包括一个通道门口盖，通道门口盖两侧各设置两个插销锁锁孔(1)、(2)、(3)、，通道门口盖两侧对应的机身门框处各设置两个弹簧插销锁(5)、(6)、(7)、(8)，弹簧插销锁(5)、(6)、(7)、 (8)与锁孔(1)、(2), (3)、(4)对应配合安装将通道门口盖固定在机身上；在弹簧插销锁 (5)、(6)、(7)、(8)尾端上连接四根钢索(9)、(10)、(11)、(12)，四根钢索(9)、(10)、(11)、 (12)，分别与一个固定在机身上的扇形轮(13)、(14)、(15)、(16) 一端连接，四个扇形轮另一端再连接钢索(17)、(18)、(19)、(20)与两个滑轮组(21)、(22)连接，滑轮组(21)由三个滑轮(23), (24), (25)组成，滑轮组(22)由滑轮(26), (27)、(28), (29), (30)组成，钢索(17)、(18)连接在滑轮(23), (24)上，钢索(19)、(20)连接在滑轮(26), (27)上，从滑轮(25)连接一根钢索(31)，钢索(31)与滑轮(28)连接，从滑轮(29)连接一根钢索(32)， 钢索(32)固定连接在手柄(33)上。
2.根据权利要求1所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，在所述机身外侧通道门的前面设置一个挡风门，挡风门口盖通过靠近通道门一侧的铰链与机身门框连接，在挡风门口盖另一侧设置两个插销锁锁孔(34)，(35)，在挡风门口盖对应的门框处设置两个弹簧插销锁(36)，(37)，弹簧插销锁(36)，(37)与插销锁锁孔(34)，(35)对应配合安装将挡风门口盖固定在机身上；在弹簧插销锁(36)，(37)尾端上连接两根钢索(38)，(39)，两根钢索(38)，(39)分别与一个固定在机身上的扇形轮00)，(41) 一端连接，两个扇形轮另一端再连接钢索(42), (43)与一个滑轮组(44)连接，滑轮组(44)由三个滑轮(45), (46), (47) 组成，钢索(42)，(43)连接在滑轮(45)，(46)上，从滑轮(47)连接一根钢索(48)，钢索(48) 连接在滑轮G9)上。
3.根据权利要求1所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述钢索(17)，(18)， (19)，(20)，(31)分别绕过转向滑轮(50)，(51)，(52)，(53)，(54)。
4.根据权利要求2所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述钢索02)“43)分别绕过转向滑轮(55), (56)。
5.根据权利要求2所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，在机身上安装挡风门初始开启机构，该初始开启机构包括拉簧、顶杆，拉簧一端固定在机身上，另一端固定在顶杆一端，顶杆另一端顶在挡风门口盖内表面。
6.根据权利要求5所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述顶杆另一端安装一个滚轮。
7.根据权利要求5所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述初始开启机构数量为一套或多套。
8.根据权利要求1所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，在通道门上门楣处安装一个或多个弹簧销，该弹簧销穿过门楣并固定在门楣上。
9.根据权利要求2所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述挡风门口盖内表面与机身之间连接有一根或多根钢索。
10.根据权利要求1和2所述的新型机组空中应急舱门，其特征在于，所述钢索中间根据实际情况可设置一个或多个松紧螺套或张力调节器。
全文摘要
本发明属于飞机应急舱门设计技术，提出了一种全新的中跳伞应急舱门设计方案，其特征在于，在机身外侧设置一个通道门，通道门包括一个通道门口盖，通道门口盖两侧各设置两个插销锁锁孔，通道门口盖两侧对应的机身门框处各设置两个弹簧插销锁，弹簧插销锁与锁孔对应配合安装将通道门口盖固定在机身上；在四个弹簧插销锁尾端上连接四根钢索，四根钢索分别与一个固定在机身上的扇形轮一端连接，四个扇形轮另一端再连接四根钢索且与两个滑轮组连接，滑轮组分别由三个滑轮和五个滑轮组成，并通过钢索连接在手柄上。本发明几乎满足高低速各种飞行姿态舱门应急开启；纯机械手动式操作，安全可靠；机构原理简洁明了；且方案具有很强的扩展性。
文档编号B64C1/14GK102390519SQ20111027276
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者冯军, 刘小飞, 张宇龙, 王乾平 申请人:中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所