[发明专利]一种飞机货舱门的助力机构

说明书

技术领域

本发明涉及飞机结构设计领域，具体是一种飞机货舱门的助力机构。 

背景技术

飞机在地面停机状态下，会由于人员出入、装卸货物、维修维护经常打开/关闭货舱门。由于货舱门是向上打开的，所以货舱门的打开力约等于货舱门的重力（一般货舱门重量大于30Kg）与滑轨的摩擦力之和，货舱门按重量按30Kg计算，手动操作力约为320N～350N，人员操作时会感觉吃力。货舱门关闭时，操作人员需人力控制货舱门的下滑速度，否则货舱门将在重力的作用下快速下滑，对门框造成冲击。如果长期如此，将对机体结构造成损伤，同时会加速滑轨的磨损。 

为了提升货舱门打开/关闭操作的舒适性，从根本避免货舱门撞击门框结构，我们设计一套助力机构，为货舱门的打开提供助力，为货舱门的关闭提供阻尼。使货舱门的打开力降低到合适水平，同时，使货舱门在关闭过程中不会快速下滑。 

通常有以下两种设计方案： 

1)电动机驱动助力：固定电动机在货舱门上方，电动机外伸轴通过平键与钢索卷轴连接，电动机转动带动卷轴卷绕钢索实现货舱门打开/关闭，控制货舱门打开/关闭速度。 

2)气弹簧助力。增加气弹簧，通过气弹簧为货舱门的开启提供助力，为货舱门的关闭提供阻尼。气弹簧支座布置在地板上，门两侧各布置一个，在货货舱门上增加支座与气弹簧连接，气弹簧向上推动货舱门开启。 

对于飞机的货舱门助力机构的设计，要同时兼顾适用性和经济性。电动机驱动助力方案，需要安装相应控制系统，差速器等，结构相对复杂，成本较高，且整套系统的自重较大。气弹簧的助力方案，虽然结构简单，操作方便，但是会占用较大的机内空间，影响飞机的装载能力。所以需设计一套适用、经济且不太影响机内空间的货舱门助力机构。 

发明内容

为了克服现有技术中存在的结构复杂、成本高、且整套系统的自重较大，或者占 用较大的机内空间的不足，本发明提出了一种飞机货舱门的助力机构。 

本发明的目的是将货舱门打开/关闭操作力由300N以上降低到150N以下，使操作人员能轻松、方便的进行打开/关闭货舱门，解决打开货舱门过程中操作力大，关闭货舱门过程中没有阻尼的问题。 

本发明包括2个卷轴安装支座、2个卷轴、6个导向滚柱、2根钢索、2个连接支座和2个限位滚轮。所述2个卷轴安装支座分别固定在飞机货舱前段的框隔板上和后段的框隔板上，并分别位于货舱门框的两侧；所述2个卷轴安装支座与货舱门框的间距均为50～200mm。2个卷轴分别固定在2个卷轴安装支座上。2个连接支座固定在飞机货舱门板下部的1/3～1/4处，并分别位于货舱门板的两侧边处。2个限位滚轮分别位于飞机货舱前段的框隔板上和后段的框隔板上；6个导向滚柱均分为两组。两组导向滚柱分别固定在飞机货舱前段的框隔板上和后段的框隔板上，用于改变钢索的受力方向。所述的第一组导向滚柱安装在货舱门前滑轨的一侧，所述的第二组导向滚柱安装在货舱门后滑轨的一侧。所述2个限位滚轮分别安装在2个卷轴与各轨道之间，靠近各轨道。 

所述卷轴的输出力值范围为120～180N，行程不小于货舱门的运动距离。2个卷轴通过钢索作用在舱门上在舱门轨迹切线方向的分力之和与舱门重力在舱门轨迹切线方向的分力与舱门运动过程中摩擦力之和的差值小于150N； 

通过公式（1）得到卷轴的输出力值； 

F₁·sinα+F₂·sinα-G·cosβ-F_摩擦=F_手<150N    （1） 

通过公式（2）确定舱门两侧钢索拉力对于舱门中心所产生的力矩。 

F₁·sinα·a=F₂·sinα·b    （2） 

通过公式（1）和公式（2）取得卷轴拉力的输出特性，并确定舱门运动过程中各特征点的位置； 

在公式（1）和公式（2）中: 

F₁:飞机货舱前段的框隔板上的卷轴输出力；F₂:飞机货舱后段的框隔板上的卷轴输出力；G：舱门重力；F_摩擦:舱门在滑轨中摩擦力；F_手:打开/关闭舱门的手动操作力；α:舱门滚轮在滑轨中所处点的法线与钢索夹角；β:舱门滚轮在滑轨中所处点的法线与水平线夹角；a:F₁与G的水平距离；b:F₂与G的水平距离。