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1 课堂内容
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2 随堂练习
现代飞机大多都在空气稀薄的高空飞行,为了保证空勤人员和旅客在高空飞行时的正常工作条件和生理条件,都采用了气密座舱。在气密舱内提供了必须的氧气,空气压力、温度和湿度。为了保证仪表、设备安全可靠的工作,需要使它的外界环境有一定的温度和压力,因而也需要放置在气密舱内。
气密座舱是薄壁结构,除了受到由于气密性要求引起的压差外,也可能是机身整体受力的一部分。
座舱增压的一般情况:高度低于2000~3000m时,舱内压力与外界一样,不必增压;高度超过2000~3000m以后,才开始增压。

曲线a代表一种典型的增压方式。从2000m高度开始增压并保持压力不变,当飞行高度超过7400m后,气密座舱内、外的压差已经达到4×104Pa,为保证结构不被破坏,就必须维持压差不再增加,于是气密座舱内部的压力开始随飞行高度增加而下降。
因此,当飞机从海平面爬升到2000m时,座舱内的压力变化与标准大气一致。高度2000~7400m时,舱内气压始终保持2000m高度的标准大气压力。高度超过7400m后,舱内气压随高度增加而下降,但始终比外界高4×104Pa。因此,飞机在10000m高空巡航时,舱内气压相当于3300m高度时的气压。再加上调温设备,气密舱内的环境是比较舒适的。
曲线b从3000m开始增压,在7200m以后保持3×104Pa的压差,适用于巡航高度较低的飞机。
对于飞行高度更大的歼击机来说,是否要求保持更大的内外压差?答案是否定的,因为压差越大,结构强度要求就越高,从质量要求来看是不合适的。另外,压差过大,在高空一旦漏气(作战时可能性更大),压力迅速下降,会引起飞行员生理上的不适应而失去知觉,严重时可能危及生命。若以3×104Pa的压差在20000m高空飞行,座舱内压力相当于8000m高度的标准大气压力,显然飞行员是难以承受的,一般通过佩戴氧气面罩来克服。因此,座舱内外的压差不能过大,有的飞机在作战时有意减小压差以防万一。

气密舱根据使用及外形要求,可做成各种不同的形状,但其共同点都是用来承受压力差。

假定一个具有球形端部的球柱形气密座舱,其沿纵向的正应力为σs,沿圆周方向的正应力为σR,应力的大小可由平衡条件得出。
分布压力p沿机身轴向的合力为p*πR2;纵向正应力σs在壁厚为δ的的圆环剖面上的合力为2πRσsδ,由平衡关系可得:σs=pR/(2δ)。
由图c的平衡关系可得:2pR=2σRδ→σR=pR/δ。即:沿圆周方向的正应力σR是沿纵向的正应力σs的两倍。如已知压力p和座舱的尺寸,就可进行强度计算了。
下图所示的是由风档和活动舱盖组成的气密座舱。风档的正前方装有平面防弹玻璃,两侧为曲面有机玻璃。固定玻璃的骨架由铆钉铆在机身蒙皮上。

活动舱盖也是由金属框架制成,上面镶有较厚的有机玻璃。活动舱盖可以设计成推动式或翻转式。无论哪种活动舱盖,都应连接在座舱口框上,而且紧急情况时还能自动抛盖。
在气密载荷作用下,舱盖通过滑轮把载荷传给机身口框上的滑轨。所以由舱盖传来的集中力经过许多铆钉,由滑轨传至口框再到机身蒙皮,应力由不均匀逐渐变得均匀。

气密座舱使飞机结构重量增加不少。为了安置气密座舱,不仅蒙皮要加厚,而且铆缝还需要密封,同时还要考虑飞机的疲劳,因此必然会引起结构重量的增加。

