民用飞机登机门观察窗设计

摘 要：观察窗为机组/乘客人员提供向下大视角，能够观察到应急撤离时滑梯可能到达的地面情况。当飞机处于飞行状态时，不需操作。

关键词：观察窗；机组/乘客人员；应急撤离；滑梯

引言

在登机门最适宜人机操纵终端位置布置观察窗组件。

1 观察窗设计

1.1 设计要求

当舱门关闭时，从飞机外面能使下面部分看见：（1）客舱已经增压。（2）撤离滑梯已经待命。

从飞机内侧应当能够满足下列外部视野观察要求：（1）正常情况下滑梯可能到达地面的位置。（2）当起落架折断引起的机身倾斜情况下应能观察到滑梯末端位置。

1.2 结构设计

1.2.1 总体结构介绍

观察窗结构采用内外挡件夹持安装控制玻璃件位置，中间填充橡胶件垫圈。外挡件与登机门外蒙皮、纵横梁连接固定，内挡件通过4个Z字型接头与外挡件连接固定。为保证观察窗中间部位的密封件压缩到位要求，在结构2侧中间各加一卡夹固定。观察窗结构示意图见图1、2。

观察窗结构选用破损安全结构设计形式，玻璃透明件由内外两层组成，外层玻璃承受气密舱的增压载荷，内层玻璃只有当外层玻璃损坏后作为备用的受力构件来承受压力载荷。为保证密封性，两块玻璃之间用整体橡胶件密封。外层玻璃件外形为机身外形，内层玻璃的上部中心处有孔，使在二块玻璃组件间压力保持与客舱中的压力相同。

1.2.2 内层玻璃设计

为增加在飞机舱内向外的视觉范围，将内层玻璃下端设计成三角形棱镜结构。

1.2.3 观察窗的安装

（1）调节垫片默认用2档规格（见表1），按图3所示对角线顺序对螺栓施加1.5N·m-2N·m的预紧扭矩后，检查是否满足：

a.内挡件压紧外密封件。b.螺栓贴紧垫片，见图4。

（2）如不满足应参照表2进行相应处理，再次按照图3顺序对螺栓进行1.5N·m-2N·m的预紧扭矩加载，再次检查，重复过程（1）-（2）至完成。

（3）按照图3顺序对螺栓进行最终3N·m-4N·m的预紧扭矩加载，四个螺栓预紧扭矩的加载应当均匀进行，以保证密封垫圈均匀贴紧挡件。

1.3 强度分析

观察窗实际受气压面积为0.0514m2，在增压状态下，气密载荷作用在外层玻璃上并经密封件传递到外挡板。此外，由于增压状态下，观察窗随结构整体外凸。根据《结构设计手册》B3.2.0章节中公式，计算出外层玻璃上承受的最大应力和应变。

a=330mm（外层玻璃板长度）

b=167mm（外层玻璃板宽度）

W=0.062×2=0.124MPa（垂直均布载荷）

L=a；t=9mm（外层玻璃厚度）

K1和K值根据a/b=1.98数值从《结构设计手册》图B3.2.0-1查出K1=0.6，K=0.11。

1.4 密封设计

标准大气压下，通过观察窗周围四个“Z”字型支架上螺栓及中间两把卡夹预紧，保证淋雨状态不出现渗水。外层玻璃与蒙皮之间阶差为-0.5mm，此为预变形设计。

按照目前密封件经验值，密封件压缩量在30%左右其密封性能最佳，本次设计中密封件最大压缩率控制在35%。与外层玻璃之间采用波纹设计，以提高气密性，如图2所示。

2 结束语

以上所诉，观察窗设计主要考虑三点：视角要求、密封要求和强度要求。

参考文献

[1]CCAR-25-R4.运输类飞机适航标准[S].

[2]结构设计手册[Z].

作者简介：张洁，工作单位：上海飞机设计研究院，结构部舱门室。