ICS 49.045 V 36
HB 8490-2014
民用飞机货舱舱门设计要求
Requirements of cargo door design for civil aircraft
2014-07-09 发布 2014-11-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本标准按照 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。
本标准起草单位：中航工业第一飞机设计研究院、中国航空综合技术研究所。
本标准主要起草人：王哲、李旭东、贾晓、曹宝红、田方、刘秦智。
民用飞机货舱舱门设计要求
1 范围
本标准规定了民用飞机货舱舱门设计和试验验证要求。
本标准适用于民用运输类飞机，其他飞机可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
HB 6892 航空飞行器零部件互换性与替换性
《中国民用航空规章第 25 部〈运输类飞机适航标准〉》(CCAR-25-R4) 中国民用航空局 2011年 11 月 7 日中国民用航空局令第 209 号
AP-21-AA-2011-03R4 航空器型号合格审定程序
3 一般要求
3.1 货舱舱门的组成
民用飞机货舱舱门主要为侧货舱门。货舱舱门主要由舱门结构、机构、告警装置、驱动装置、密封装置等组成。
3.2 设计依据
民用飞机货舱舱门设计依据有：飞机总体技术要求、适航规章、用户需求以及安全性、舒适性、可靠性、经济性、环保性、飞机选材目录、标准件选用目录、热处理及表面防护要求、总体布置及外形数模、重量指标、设计载荷等设计输入。
3.3 设计原则及要求
3.3.1 设计原则
货舱舱门的设计原则如下：
a) 应满足与机身结构同样的损伤容限要求，其材料选择和使用寿命应与飞机结构一致;
b) 为防止飞行中货舱舱门无意打开或由于机械损伤而打开，应设有锁定装置;
c) 开门方法应简单明了，并在外部设置标记，便于找到和操作;
d) 对于螺旋桨式飞机，货舱舱门的位置，应设置在既能满足飞机装卸货物的要求，又要使人们以合适的操作程序使用时，不会被飞机的螺旋桨打伤;
e) 飞行和增压载荷不应引起货舱舱门打开或使货舱舱门产生有害的永久变形或支持结构损伤;
f) 门闩不得有足以使门损坏的任何磨损、失调或偏离规定容差的情况;
g) 货舱舱门的意外飞掉或舱门系统损坏不应引起飞机操纵的失灵或妨碍继续安全飞行和着陆;
h) 货舱舱门关闭到位或开启到位后应有装置或系统确保舱门位置保持不变;
i) 若货舱舱门未完全关闭和锁定，应有一套目视警告装置来告知机组成员;
j) 货舱舱门结构应设置符合飞机项目专用规范要求的电搭接。
注：b)条与 CCAR-25-R4 §25.783 条(d)一致。
3.3.2 设计要求
货舱舱门的设计要求如下：
a) 总体布置应使机身结构和货舱舱门具有较好的受力形式，以减轻结构重量。
b) 装卸货物时货舱舱门的使用应尽量避免依赖地面设备，并尽量减少人工操作，以缩短装卸时间，提高装备的快速、自主运行能力。
c) 当采用集装板、集装箱装运集装货物时，货舱舱门的设置应能适应地面装卸机械(如装卸车)的使用。
d) 货舱舱门应只承受压差载荷和气动载荷，不参与机身总体受力。
e) 当在关闭位，货舱舱门应机械上锁。手动开启货舱舱门的手柄力应不大于 222N。
f) 货舱舱门的外形容差、间隙和阶差应满足飞机项目专用规范要求。
4 详细要求
4.1 总体布置
4.1.1 货舱舱门布置
货舱舱门布置应满足如下要求：
a) 货舱舱门的构型及开启方式，应使货舱在任何一种装载方案下，可用容积最大;且不应妨碍货舱舱门相邻区域其他部件和设备的正常使用和维护;
b) 货舱舱门内边周围应设置一个机构(或挡板)，当货舱舱门开启时，可防止货物散落，门关闭时，能防止货物卡住门;
c) 设计上如果不能完全保证从飞机外部打开货舱舱门时，应考虑在客舱地板上提供能进入货舱的通道。
4.1.2 货舱舱门尺寸
货舱舱门尺寸应满足如下要求：
a) 货舱舱门尺寸应满足集装货物进和出的要求，应适于装卸标准集装箱或散装货盘，并留有足够的间隙(如两侧至少各留间隙 25mm，顶部至少留间隙 150mm);
b) 货舱舱门的底部应与货舱地板齐平。
4.2 开启方式
货舱舱门开启方式应满足如下要求：
a) 应综合考虑内部空间大小、气密性要求、水上迫降、进出货物方便、飞机气动力大小等因素;
b) 设在机身货舱侧面的货舱舱门一般是向外、向上打开的。
4.3 操纵装置
操纵装置应满足如下要求：
a) 应根据货舱舱门外廓尺寸的大小和在机身的设计位置，以及货舱舱门的功能，确定操纵控制为电动或手动控制方式;
b) 货舱舱门操纵，保持开启位机构和结构设计应：抵抗 74km/h 以上的阵风(开门时);抵抗 120km/h
以上的阵风(保持开启位时);应避免货舱舱门因机构、系统或结构件失效自由脱落;
c) 货舱舱门的操纵系统应有主操纵系统和备份措施，以确保开启;
d) 货舱舱门的打开和关闭可采用液压操纵形式，也可采用电动操纵货舱舱门;
e) 操纵控制板应布置在货舱舱门附近，并在机外即可实行操纵，控制板上的各种操纵手柄及形状均应有明确的标识，并应简单明了地标注其操纵程序，以便操纵者能直观地实施操纵并预防可能发生的误操纵;
f) 电气操纵一般由控制部件和执行机构两部分组成，为正确判定货舱舱门处于某一特定位置，应设计货舱舱门位置联锁装置及货舱舱门位置信号装置;
g) 操纵元件宜与货物装卸操纵元件布置在同一控制板上，以方便货物装卸的使用和操纵。
4.4 舱门强度
货舱舱门强度应满足如下要求：
a) 舱货门结构的安全系数应为 1.5。对于货舱舱门的铰链以及它们和周围结构相连的连接件，可采用一个附加的安全裕度 15%;对于铸件和焊件，应考虑有关的附加系数要求。
b) 按 2 倍货舱最大使用压力差设计一般结构件，并将此压力作为极限载荷;对门框抗拉和抗弯构件，应按单独作用 3 倍正常使用压差进行设计。对门框抗剪切和抗压缩的构件， 应按单独作用
2.5 倍正常使用压差进行设计。
c) 货舱舱门结构和机构应能承受 136kg 向下作用或 68kg 向任何方向作用的极限载荷;这些载荷是在舱门从打开到关闭的任何位置时施加于舱门上任何一点的。
d) 所有在水上迫降时可能全部或部分浸在水中的增压机身上的货舱舱门，应能承受型号所规定的水上迫降载荷的影响，接头或邻近的支撑结构及门锁也应能承受这些水上迫降载荷。
e) 如果采用了分散的止动件，在某一个止动件破坏或脱落情况下，舱门和其余止动件应能承受破损安全载荷。货舱舱门的挡块应是可调的。
f) 货舱舱门应以 1.33 倍释压活门最大调定值(考虑容差)压力在飞机上做试验。
4.5 舱门结构
货舱舱门结构设计应满足下述要求：
a) 外廓尺寸应满足货舱开口尺寸要求;货舱舱门的设计、装配和使用应满足适用性要求。
b) 壁板的设计，除应满足结构强度要求外，还应考虑便于紧固件的拆卸和更换;此外货舱舱门为运动部件，为确保货舱舱门满足上锁、开锁要求或使用要求， 应有足够的刚度使货舱舱门按设计的运动轨迹实现运动，货舱舱门设计为刚度设计。
c) 对于没有起吊装置的、又要求可卸的壁板件的设计，应限制其尺寸大小和重量，以便由 1～2个人就能容易地拆装。
d) 除了要拆卸货舱舱门内衬板外，应不分解结构就能接近所有的机构，以便于拆卸和维护。在货舱舱门开口四周应避免使用时损伤密封面的结构衬板。开口处应设置防磨板， 防磨板与贴合面之间应使用密封胶，采用螺钉固定。防磨板应能保护门框和邻近的机身蒙皮。
e) 对向外打开的有铰链的货舱舱门，其铰链应放在出口的前边缘。对于铰链直径为 4.8mm 或更大直径的铝合金铰链应加衬套。
f) 货舱舱门和门框上应有排水装置，防止液体聚集，否则可能结冰而妨碍货舱舱门操作。
g) 所有使用手柄锁闩，应设计成使手柄在舱门尚未关住并完全锁住之前，不能置于手柄槽内。用于增压货舱舱门的置于手柄槽内的外手柄，应设计成当货舱舱门关闭、锁住和在压力作用下，仍然处于手柄槽内。
h) 设计时，应考虑不需要分解货舱舱门或机身结构，可更换机构。所有货舱舱门应有可调节的铰
链(安装用)。货舱舱门上可设有维护口盖，以便机构润滑、调整。
i) 门框应无凸起部分和锐角，以免可能损伤货物或伤害人员。
j) 对于气密货舱，其货舱舱门的设计，应满足气密要求，并且应具有保持货舱气密的措施;并应水密，在舱内不增压时，应能防止雨水进入舱内;在水上迫降时，浸入水中的增压舱货舱舱门应能防止水进入货舱内。
4.6 运动机构
运动机构应满足如下要求：
a) 运动机构应经过足够的安全分析，表明是可靠安全的。
b) 应经过运动协调检查或试验验证，证明该机构使货舱舱门在运动过程中与机身间的间隙是合适的，不会发生卡阻现象，并且要考虑机身受载变形后，货舱舱门的运动仍不会发生卡阻现象。
c) 合理选取运动零件间的间隙。
d) 滚轮支撑结构和滑轨表面应有足够的硬度。所有拉杆是可调的，重要角度的摇臂要有设计补偿。
e) 货舱舱门机构应易于润滑和检修。当舱门在开启位时不能跟飞机功能部件干涉。
4.7 锁定机构
锁定机构应满足如下要求：
a) 舱门应有措施锁定并保险，防止无意中打开或是由于关闭时或关闭后机构损坏或单个结构元件失效而打开舱门，必要时使用辅助锁定机构。
b) 在舱门处于完全关闭状态时，应当有安全的锁定机构将舱门可靠地锁定，并对锁定机构进行机械保险，防止舱门在飞机飞行、滑跑过程中意外打开或由于误操作而打开。
c) 锁系统是否上锁应有明确的方法可检测，应在舱门关闭状态和机械保险机构作用时有明显的信号指示;在舱门上对应于每一把锁，应当设置观察窗口，当舱门上锁之后，在飞机外部能通过观察窗目视检查锁机构是否安全可靠上锁，锁定机构的机械保险装置是否安全可靠地限位;对于向外打开的货舱舱门，首先应确定是否完成关闭并锁定，在机组人员使用手电筒或相当光源的工作照明条件下，应能够看清该设施。
d) 应设有能避免舱门自行打开以及无意打开的锁闭装置，并应有对锁定机构的目视检查措施。
e) 应装设有关闭或打开位置的信号装置以及锁闭装置的位置显示器。
f) 如果外部舱门未完全关闭或未完全锁定，应有告警装置告知有关飞行机组人员，对于向外打开的货舱舱门，该装置应设计得使导致误示关闭和锁定的任何故障的概率最小。
g) 在大而重的、有铰链的货舱舱门上， 应设有永久性的保持舱门打开的装置，这些装置应设有保险锁、保险扣或保险紧固件等装置，而这些保险装置应该是无论舱门在收上位置或打开位置时，均应能够防止保持舱门打开的装置移动或脱扣，而且当舱门打开时，这些支持装置应设在被地面设备撞坏的可能性很小的位置。
h) 一般对主要部件不得用长条型铰链作为主要支撑，在使用长条形铰链的地方，铰链条应使用机械方法予以固定。
i) 锁钩应能承受住极限载荷，且耐磨。开启、关闭灵活， 不脱钩、不卡阻、可靠性高。锁钩弹簧不得失效，运动协调一致。不应有锁钩组合件扭簧抗扭力降低或拨叉严重磨损失效， 主摇臂和摇臂组合件的衬套破损或连动孔有异物卡涩等情况。
4.8 驱动机构
驱动机构应满足如下要求：
a) 舱门驱动器的强度、刚度和功率都应有足够的安全裕度;
b) 当驱动过程开始后，系统应自动地完成运动全程;
c) 舱门控制板应设置在舱门附近，接通和断开控制板的开关应安装在驾驶舱内驾驶员容易接近的位置;
d) 应设有防止舱门意外驱动的装置。
4.9 缓冲平衡机构
缓冲平衡机构应满足如下要求：
a) 开启或关闭舱门，应考虑重力相对转轴产生弯矩的影响，使舱门运动速度过快或运动困难，可加装缓冲平衡机构，如弹簧、液(气)作动筒、电动滚轮等阻尼器，使重力矩得到较好的平衡;
b) 在选择能够平衡重力矩的装置时，应考虑空间安装的可能性;
c) 平衡装置应能根据重力变化可调，并具有良好的维护性;
d) 采用缓冲器限制人工操作时货舱舱门的运动速度，当货舱舱门在应急打开时提供缓冲阻尼;
e) 当用来操作或平衡货舱舱门的弹簧或钢索失效，应有措施阻止其伤人或损伤飞机;
f) 货舱舱门运动到终点位时，应有缓冲措施。
4.10 告警指示
告警指示应满足如下要求：
a) 舱门主告警指示器应设置在驾驶员、副驾驶员和观察员的主要视野内;
b) 指示器的传感器应能直接感受舱门、机构的位置;
c) 在各种地面和飞行载荷作用下，舱门结构的变形不应使指示系统给出错误指示;
d) 远距电气指示系统应具有自检能力，以检测指示灯和电路的完整性;
e) 当从飞机内、外开舱门时，门手柄的微动应激活开关，在驾驶舱内应能看到有关的告警;
f) 对于舱门告警开关不需可调，但应可维护。
4.11 密封装置
密封装置要求如下：
a) 密封元件应用机械方式固定，应确定好密封件的结构型式、密封材料及机械连接方法;
b) 避免密封元件损伤，且易于更换维护;
c) 门框及货舱舱门的刚性、配合密封元件的可变性及弹性，应在各种飞行状态下能保证密封性能。
4.12 防水、排水及防腐蚀
货舱舱门防排水及防腐设计应满足如下要求：
a) 在侧面舱门上方，应加设挡雨流水槽，防止雨水流入机身。在舱门入口处地板下， 应设置集水盘和排水管，把通过舱门进入的水分排放到机外。
b) 货舱舱门周围的盒式结构，应有排放通道。
c) 进出门区应设计成在舱门打开时能将水排放到机外，并应预防液体冻结而阻碍舱门的使用。
d) 按飞机专用项目规范所规定要求选取腐蚀防护体系。
e) 铝合金接头的螺栓孔应压入防磨衬套，转动接头应具有良好的润滑条件。
4.13 其他(接头、轴承、润滑等)
a) 维修时需拆卸的舱门衬套和接头，应采用不损伤所有防护表面或损伤最小的方法进行拆装;
b) 舱门中不带衬套和轴承的机械接头，其寿命应不低于飞机翻修间隔期限，表面承受磨损的零件应设计成易于修理或更换;
c) 所采用的滚动轴承、关节轴承应符合型号规定要求。
4.14 互换性
舱门的互换性应符合 HB 6892，装于同一部位的舱门在铰接点和边缘修整线处应是可互换的。
4.15 环境
货舱舱门应在飞机的使用环境条件下确保实现其全部功能，湿热、霉菌、盐雾、沙尘、清洗、油污、雨水等不应造成舱门及其机构零件损坏。
4.16 安全性
安全性要求如下：
a) 在整个使用寿命期间内，在技术要求所规定的使用条件和工作环境下，应能正常使用;
b) 在飞行中自动打开及使用中密封失效的概率应非常小;
c) 预计的失效模式(操作故障、安全故障)必须同对飞机要求的相一致，机构应进行故障模式、影响及危害性分析。
4.17 维修性
维修性要求如下：
a) 应减少结构的维修工作量和维修费用，减少备件，应避免或消除操作、维修时人为差错的可能性。
b) 确定货舱舱门内部结构一般目视检查和锁机构润滑的间隔，滑油嘴应位于容易接近的地方，润滑脂封装的轴承，应能方便地定期润滑。
c) 作动筒的安装，应便于从货舱舱门的结构中拆下，以进行更换。货舱舱门上的衬垫板应是可卸的。
d) 销轴连接的组件应有足够的余量，以便安装衬套。安装衬套的接头， 应允许加大尺寸的衬套的安装。
e) 结构设计应为系统提供足够的维修通道;设备的安装应允许方便地进行检测和迅速地更换，而不必拆卸无关设备，也不要专用工具。
f) 对飞机寿命期内很可能要拆卸和检查的重要结构和连接，应有可达性、可检性， 以及拆卸方便且不致损坏其他零件的措施和方法。操作机构应可更换，且尽可能不需分解货舱舱门结构。
5 验证
5.1 概述
货舱舱门除应随飞机满足静强度试验、气密试验、淋雨试验等外， 还应通过功能试验、地面试验等验证货舱舱门设计满足相应要求。
5.2 试验验证
5.2.1 试验目的
通过试验验证货舱舱门机构、锁机构和作动装置的原理是否正确，运动是否灵活，各运动构件之间，构件与机体之间是否协调和有足够的运动间隙;验证货舱舱门的开关过程是否按原设计的程序进行;验证货舱舱门与机体结构之间的间隙是否满足设计要求;舱门机构的可靠性是否满足要求。
5.2.2 试验项目
货舱舱门规定的主要试验项目如下：
a) 锁机构原理试验;
b) 功能试验;
c) 货舱舱门地面试验;
d) 机构的可靠性试验。
5.2.3 试验要求
5.2.3.1 锁机构原理试验
应通过锁机构的上锁、开锁的原理试验，验证锁机构原理正确、运动灵活，间隙足够。
锁机构应能顺利地上锁和开锁，运动应协调，功能应可靠，间隙应合理，能够承受规定的载荷，满足设计图样规定的要求。
5.2.3.2 功能试验
应通过功能试验验证货舱舱门开启机构、锁机构和作动装置满足相应设计要求，应进行以下试验：
a) 验证开启机构、锁机构和作动装置的工作原理是否正确，运动是否灵活，有无死点和紧涩现象，运动轨迹和开启时间是否满足预定的要求;
b) 完成开启机构中各运动构件之间，构件与机体之间的协调，间隙应满足规定的要求;
c) 验证开启/关闭过程，应按设计的标准程序进行;
d) 验证锁机构能实现顺利的上锁和开锁，手柄力符合要求。
5.2.3.3 货舱舱门地面试验
5.2.3.3.1 货舱舱门密封带选型试验
应利用试验台架试验货舱舱门密封带密封情况，按气密载荷大小(乘 1.33 系数)加载试验，选取合适的密封带型式和参数。
5.2.3.3.2 新材料、新工艺承载试验
应对所采用的新材料、新工艺制造试验件，按实际分析情况加载，验证舱门结构承载能力。
5.2.3.3.3 台架试验
台架试验是首飞前在模拟试验台架上进行至少 200 次的连续开启试验和至少 10 次应急打开试验。利用模拟试验台架对货舱舱门开启机构、指示和告警系统、限位装置等按设计要求进行下列检查：
a) 开启并锁住;
b) 关闭并锁住;
c) 在规定的时间内应急开启货舱舱门;
d) 开启关闭指示系统指示功能应正常。
5.2.3.3.4 机上试验
飞机在地面上应进行货舱舱门开启关闭试验，对货舱舱门的开启机构、锁定机构、告警指示、收放时间、限位装置、密封装置等按设计要求进行下列检查：
a) 打开并锁住;
b) 关闭并锁住;并无漏气现象;
c) 指示系统的功能应正常;
d) 运动机构的间隙应满足规定的要求;
e) 在开启过程中，运动应平稳协调、间隙足够、功能可靠并无紧涩和振动现象。
5.2.3.3.5 舱门机构的可靠性试验
在模拟试验台架上，按可靠性大纲的要求进行可靠性试验。找出货舱舱门开启机构设计和制造工艺的薄弱环节，采取有效的纠正措施，再进行可靠性增长试验，用于验证开启机构是否达到规定的可靠性指标。并应按可靠性试验大纲和详细规范的规定进行检查。
5.3 适航符合性验证
货舱舱门的适航验证程序应符合 AP-21-AA-2011-03R4 规定，按适航部门批复的适航审定计划完成相关的适航验证工作。
