CN110588950B - 单向式舱门开启装置、配备有开启装置的舱门以及配备有舱门的飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向式舱门开启装置，包括：锁片套筒(7)，锁片套筒(7)沿舱门锁轴(8)的轴向与舱门锁轴(8)连接；为舱门开启装置提供动力的至少一个驱动装置(3、4)；作动器连接件(1)，作动器连接件(1)的一端与驱动装置(3、4)接合；锁柱(6)，锁柱(6)与作动器连接件(1)的另一端连接并且具有沿舱门锁轴(8)的径向向外突出的凸片形式。锁柱(6)还包括在其凸片的顶端处或附近沿轴向朝向锁片套筒(7)突出的抵接突起部(6a)，抵接突起部(6a)在作动器连接件(1)转动过程中能与锁片套筒(7)相抵接。本发明的舱门开启装置构造简单、响应迅速且能够有效确保舱门使用的安全性及可靠性。

Description

单向式舱门开启装置、配备有开启装置的舱门以及配备有舱 门的飞行器

技术领域

本发明涉及一种单向式舱门开启装置。更具体地说，上述单向式舱门开启装置是一种多作动型舱门开启装置。此外，本发明还涉及配备有上述舱门开启装置的舱门以及配备有上述舱门的飞行器。

背景技术

飞行器在试飞过程中如果遇到紧急情况，需要立即解锁应急机舱门，实施舱门抛放，打开逃生通道，以确保相关人员能及时逃生。此时，通常利用舱门开启装置来确保应急机舱门持续保持在打开状态，并且防止该机舱门因各种意外因素而重新关闭的任何可能性。

依据《民用航空产品和零部件合格审定规定》第十五条第(四)项规定，“除滑翔机或载人气球外，申请人应当证明每次飞行试验均采取足够措施，以便试飞组成员能应急离机和使用降落伞……”。因此，在民用飞行器试飞过程中，必须配备应急离机舱门。例如，C919飞机采用抛放式应急离机舱门。在利用舱门开启装置对舱门解锁后，舱门在重力以及飞机内外压差作用下即可被移除，实现应急泄压以及打通逃生通道这两个功能。

舱门开启装置应当满足两个基本要求：

1)在正常工况下，舱门开启装置应最大可能地减小对应急机舱门的影响，保证舱门和机身的连接性能；

2)在应急工况下，舱门开启装置应具备较高的可靠性，以实现及时有效地开启应急机舱门的目的。

目前，民用飞行器所使用的舱门开启装置主要包括以下几类：

a)手动开关一体式：该类舱门开启装置通过一系列的传动机构，以手动方式对舱门进行上锁与解锁。对于此类舱门开启装置，手动是其唯一的作动方式，因此必须具备专门经过培训的人员才能对其进行操作，且在空中飞行状态下，为防止舱门被误打开，还需要额外配置一套飞行锁机构。

2)作动器助力式：该类舱门开启装置以作动器作为动力输入，在应急状况下直接对舱门锁轴进行解锁，再由人工打开舱门。或者，以手动方式解锁舱门，由作动器打开舱门。对于此类舱门开启装置，要求作动器必须有较高的可靠性。如果布置有多个作动器，则对安装空间有较高的要求。如果采用两步式舱门开启装置，则响应时间会进一步延长。

3)爆破式：该类舱门开启装置主要是指布置在应急机舱门附近的爆破装置，其在应急状况下能通过引爆炸药将舱门炸开。对于此类舱门开启装置，炸药在爆炸时存在较高的危险因素，且爆破后逃生通道开口可控性较差。

以上各种舱门开启装置或多或少存在响应速度慢、功能可靠性不足、可控性较差等问题，无法满足航空、航天等领域对用于应急机舱门的舱门开启装置可靠性和可控性的要求。

为此，业内也提出了一些相关解决方案。

例如，在加拿大专利申请CA2417559中公开了一种用于飞行器的弹开式舱门，更具体地说，其属于一种军用飞机的跳伞抛放门。这种舱门也是通过连杆进行解锁的，其为导向装置配装了保证舱门关闭的止动块。在开门过程中，需要为连杆解开闩锁，以使舱门与止动块相互错开。这样的设计一方面构造比较复杂，另一方面对止动块的位置精度要求较高。

又比如，在欧洲专利申请EP2170698中公开了一种具有锁闩机构的飞机货舱门开关装置。但是，该开关装置在舱门的一侧设有锁钩，在舱门的另一侧设有铰链，因此舱门无法实现抛放功能，因此在紧急情况下使用并不方便，安全性和可靠性不足。

因此，目前急需一种构造简单、响应迅速且能够有效确保舱门使用的安全性及可靠性的舱门开启装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构造简单、响应迅速且能够有效确保舱门使用的安全性及可靠性的舱门开启装置。

本发明的第一方面涉及一种单向式舱门开启装置，包括：锁片套筒，锁片套筒沿舱门锁轴的轴向与舱门锁轴连接；为舱门开启装置提供动力的至少一个驱动装置；作动器连接件，作动器连接件的一端与驱动装置接合；锁柱，锁柱与作动器连接件的另一端连接并且具有沿舱门锁轴的径向向外突出的凸片形式；并且其中，锁柱还包括在其凸片的顶端处或附近沿轴向朝向锁片套筒突出的抵接突起部，抵接突起部在作动器连接件转动过程中能与锁片套筒相抵接。

在一个较佳实施例中，锁片套筒也可以具有沿径向向外突出的凸片形式，抵接突起部在作动器连接件转动过程中能与锁片套筒的凸片相抵接。

在上述两个实施例中，作动器连接件在无需考虑同轴度要求的情况下与舱门锁轴彼此配合。

在一个优选实施方式中，驱动装置可以是至少一个自动控制的作动器。

更佳的是，作动器可以经由作动器接头接合到作动器连接件的一端。

在另一个优选实施方式中，驱动装置可以是手动控制的吊索构件。

更佳的是，吊索构件可以经由拉索接头接合到作动器连接件的一端。

在又一个优选实施方式中，驱动装置可以由至少一个作动器和吊索构件构成。

本发明的第二方面涉及一种用于飞行器的舱门，其中，配备有根据本发明第一方面所述的单向式舱门开启装置，单向式舱门开启装置通过转动舱门的舱门锁轴而开启舱门。

本发明的第三方面涉及一种飞行器，其中，配备有根据本发明第二方面所述的舱门。

本发明的舱门开启装置能够获得以下技术效果：

(1)该装置通过采用两套甚至多套相互独立的作动系统，可确保在任何一套作动系统故障或无法使用时使用另一套作动系统，从而极大地提升舱门开启装置的安全性和可靠性。

(2)该装置利用接触式原理作业，即，锁柱与锁片套筒为独立零件。因此，整个装置仅有锁片套筒与舱门固接，使得该装置的布置及位置选择更为灵活，其所占的空间也较小。

(3)该装置通过调节锁柱的抵接突起部与锁片套筒之间的距离，可方便地设置舱门开启装置的空行程，在一定程度上能够防止舱门开启装置的误操作。同时，由于该距离的存在，该装置不会因为过载、振动等原因对应急舱门造成额外的载荷，舱门与机身的载荷仅通过锁钩与制动钉传递，机身开口的加强要求较小。

附图说明

为了进一步说明根据本发明的舱门开启装置的结构和工作流程，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，其中：

图1是根据本发明的舱门开启装置的立体示意图。

附图标记

1 作动器连接件

2 作动器接头

3 作动器

4 吊索构件

5 拉索接头

6 锁柱

6a 抵接突起部

7 锁片套筒

8 舱门锁轴

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的舱门开启装置的结构及其工作过程，其中，相同的部件由相同的附图标记进行标示。

图1示出了根据本发明的单向式舱门开启装置的工作状态示意图。

如图1所示，单向式舱门开启装置由锁片套筒7、驱动装置3和/或4、作动器连接件1以及锁柱6构成。

锁片套筒7沿舱门锁轴8(其为舱门的一部分)的轴向与舱门锁轴8连接。换句话说，锁片套筒7固接在舱门锁轴8的一端上。需要注意的是，术语“连接”在本发明中不仅涵盖了将两个部件联接在一起的焊接、铆接、螺接等紧固方式，而且还包含了将两个部件制成一体的成形方式，这些变型都应当落入本发明的保护范围之内。

作动器连接件1具有细长的杆状主体，其一端接合有为舱门开启装置提供动力的至少一个驱动装置3、4，其另一端与锁柱6相连接。如图1所示，锁柱6具有沿作动器连接件1的径向向外突出的凸片形式，在该凸片的顶端处或附近设置有朝向锁片套筒轴向突出的抵接突起部6a，该抵接突起部6a在作动器连接件1转动过程中能与锁片套筒7相抵接。

在本实施例中，由于抵接突起部6a和锁片套筒7均具有一定尺寸，因此采用锁片/锁柱接触方式就无需将作动器连接件1布置成与舱门锁轴8严格地处在同一中心轴线上。也就是说，作动器连接件1与舱门锁轴8能够以低同轴度相互配合，甚至可以忽视配合时的同轴度要求。这样，作动器连接件1和舱门锁轴8的配合要求显著降低，可以节约制造成本。

在另一个实施例中，也可以将锁柱6设计成具有沿舱门锁轴8的径向向外突出的凸片形式，其技术效果与之前所述实施例相同。

需要说明的是，术语“轴向”指的是与舱门锁轴8的中心轴线相互平行的方向，而术语“径向”指的是从舱门锁轴8的中心轴线上的某个点出发且与舱门锁轴8的中心轴线相互垂直的方向。上述方向可以从图1中清楚地理解，并且对于本领域的普通技术人员来说应当是众所周知的。

在本实施例中，所谓的“凸片”具有多种型式，包括径向突伸的悬垂短臂、叶片状突起部、指形件等等，只要它们具有一定刚度并能围绕舱门锁轴8的中心轴线与舱门锁轴8同步无阻碍地转动即可。这些变型都应当落入本发明的保护范围之内。

在本实施例的一个改进型示例中，锁片套筒7也被制成与锁柱6的凸片相类似的凸片形式，即，具有沿径向向外突出的凸片形式。在此情况下，抵接突起部6a在作动器连接件1转动过程中能与锁片套筒7的凸片相抵接。在该示例中，既可以将锁片套筒7和锁柱6制成相同的凸片型式(例如，锁片套筒7和锁柱6均被制成为指形件)，也可以将锁片套筒7和锁柱6制成不同的凸片型式(例如，锁片套筒7被制成为指形件，锁柱6被制成为悬垂短臂)，这样的变型对于本领域的普通技术人员来说显然是易于想到的。

在本实施例的另一个改进型示例中，驱动装置可以是本技术领域公知的作动器3，该作动器3为自动控制装备，其借助内部的活塞-气缸结构输出动能，从而为舱门开启装置提供动力。

作动器3既可以直接安装到作动器连接件1的一端，也可以经由作动器接头2接合到作动器连接件1的一端。如图1所示，作动器接头2具有类似铰链的功能，其一端与作动器3的输出轴耦接，另一端与作动器连接件1接合，从而将作动器3输出的动力传递给作动器连接件1，使其沿逆时针转动并带动锁柱6也同样沿逆时针转动。

需要说明的是，术语“接合”在本发明中涵盖了利用中间部件将两个部件联接在一起的方式，该中间部件的两端可以分别与两个部件联接，也可以一端与其中一个部件联接而另一端与另一个部件制成一体，这些变型都应当落入本发明的保护范围之内。因此，如果将作动器接头2的另一端制成为与作动器连接件1构成一体在技术上也是可行的。

虽然图1所示的驱动装置仅包括一个作动器3，但本领域的普通技术人员应当理解的是，也可以设置多于一个、例如两个或者两个以上的作动器3。此时，作动器连接件1的一端经由同样多于一个的作动器接头2与这些作动器3分别联接。显然，在该种情况下，作动器接头2的数量与作动器3的数量是相等的。

在本实施例的又一个改进型示例中，驱动装置可以是本技术领域公知的吊索构件4，该吊索构件4为手动控制装备。操作人员可以在飞行器丧失全部电源包括应急电源的情况下，利用人工拉动吊索构件4输出动能，从而为舱门开启装置提供动力。

吊索构件4既可以直接安装到作动器连接件1的一端，也可以经由拉索接头5接合到作动器连接件1的一端。如图1所示，拉索接头5也具有类似铰链的功能，吊索构件4围绕在拉索接头5的一端，而拉索接头的另一端与作动器连接件1联接，从而将吊索构件4输出的动力传递给作动器连接件1，使其沿逆时针转动并带动锁柱6也同样沿逆时针转动。

在一般情况下，仅需要设置一个手动专用的吊索构件4就能够满足应急开启舱门的需求。

当然，对于本领域的普通技术人员易于理解的是，在本实施例的另一个改进型示例中，驱动装置由至少一个作动器3和一个吊索构件4构成，如图1所示。由于自动控制的作动器与手动控制的吊索构件是彼此独立工作的，这样的设置能够最大程度地提升舱门开启装置的安全性和可靠性。

下面将具体说明本发明的舱门开启装置的工作过程。

在需要解锁舱门的情况下，可以根据需要启用作动器3或者吊索构件4。在启用作动器3时，其借助内部的活塞-气缸结构输出动能，并且经由作动器接头2将作动器3输出的动力传递给作动器连接件1并使其沿逆时针方向转动。此时，吊索构件4的拉索被压缩，不产生拉伸力。因此，启用作动器3不会对吊索构件4造成破坏。

在启用吊索构件4时，吊索构件4的拉索被所产生的竖直向上的力张紧，产生拉伸力并经由拉索接头5将吊索构件4输出的动力传递给作动器连接件1并使其沿逆时针方向转动。此时，作动器3活塞杆向外运动，对作动器3不会造成破坏。

随着作动器连接件1沿逆时针方向转动，与作动器连接件1相连接的锁柱6也同样沿逆时针方向转动。此时，由于舱门还处于关闭状态，因此舱门锁轴8也静止在其关闭角度处。随着锁柱6继续沿逆时针方向转动，从其凸片的顶端处或附近朝向锁片套筒7轴向突出的抵接突起部6a与锁片套筒7的凸片之间的距离随之缩短，直至完全消除。此时，抵接突起部6a与锁片套筒7相互抵接。随着锁柱6继续沿逆时针方向转动，相互抵接的抵接突起部6a与锁片套筒7一起运动，致使锁片套筒7也跟随锁柱6一起作逆时针转动，并最终带动舱门锁轴8从关闭角度转动到开启角度，从而将舱门完全开启。

利用本发明的舱门开启装置开启舱门能够获得以下技术效果：

本发明的舱门开启装置是多作动式开启装置，其通过采用两套甚至多套相互独立的作动系统，可确保在任何一套作动系统故障或无法使用时使用另一套作动系统，从而极大地提升舱门开启装置的安全性和可靠性。

本发明的舱门开启装置利用接触式原理作业，即，锁柱与锁片套筒为独立零件。因此，整个装置仅有锁片套筒与舱门(即，舱门锁轴)固接，使得该装置的布置及位置选择更为灵活，其所占的空间也较小。

本发明的舱门开启装置是单向式开启装置，通过调节锁柱的抵接突起部与锁片套筒之间的距离，可方便地设置舱门开启装置的空行程，在一定程度上能够防止舱门开启装置的误操作。同时，由于该距离的存在，舱门开启装置不会因为过载、振动等原因对应急舱门造成额外的载荷，舱门与机身的载荷仅通过锁钩与制动钉传递，机身开口的加强要求较小。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的舱门开启装置的结构及其工作过程进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种单向式舱门开启装置，包括：

锁片套筒(7)，所述锁片套筒(7)沿舱门锁轴(8)的轴向与所述舱门锁轴(8)连接；

为所述舱门开启装置提供动力的至少一个驱动装置(3、4)；

作动器连接件(1)，所述作动器连接件(1)的一端与所述驱动装置(3、4)接合；

锁柱(6)，所述锁柱(6)与所述作动器连接件(1)的另一端连接并且具有沿所述舱门锁轴(8)的径向向外突出的凸片形式；

其中，所述锁柱(6)还包括在其凸片的顶端处或附近沿所述轴向朝向所述锁片套筒(7)突出的抵接突起部(6a)，所述抵接突起部(6a)在所述作动器连接件(1)转动过程中能与所述锁片套筒(7)相抵接，其中，所述锁片套筒(7)也具有沿所述径向向外突出的凸片形式，所述抵接突起部(6a)在所述作动器连接件(1)转动过程中能与所述锁片套筒(7)的凸片相抵接。

2.如权利要求1所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述作动器连接件(1)在无需考虑同轴度要求的情况下与所述舱门锁轴(8)彼此配合。

3.如权利要求1所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述驱动装置(3、4)为至少一个自动控制的作动器(3)。

4.如权利要求3所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述作动器(3)经由作动器接头(2)接合到所述作动器连接件(1)的一端。

5.如权利要求1所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述驱动装置(3、4)为手动控制的吊索构件(4)。

6.如权利要求5所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述吊索构件(4)经由拉索接头(5)接合到所述作动器连接件(1)的一端。

7.如权利要求1所述的单向式舱门开启装置，其特征在于，所述驱动装置(3、4)由至少一个作动器(3)和吊索构件(4)构成。

8.一种用于飞行器的舱门，其中，配备有如权利要求1所述的单向式舱门开启装置，所述单向式舱门开启装置通过转动所述舱门的舱门锁轴(8)而开启所述舱门。

9.一种飞行器，其中，配备有如权利要求8所述的舱门。

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