某机载电子吊舱异形结构密封防水设计

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Design on Seal W aterproof of Special·shaped Structure ofan Airborne Electronic PodPang Lie Lv Yang Liu Jipeng(China North Industries Group Corporation，Xian Shaanxi 7101O0.China)Abstract：The sealing structure of an airborne electronic pod hull was analyzed，the sealed waterproof measure of itsspecial-shaped structure was discussed，and its sealing structure was designed and calculated.Environmental experimentssuch as rain tests on the ground and airborne flight tests were carried out for the devised electronic pod hul1.The experi。

mental results show that the sealing measure of the electronic pod hull is reason曲le，feasible and efective，meeting therequirements of the electronic pod sea1。

Keywords：pod hull；seal ；waterproof某机载电子吊舱舱体是由多个零部件组成的复杂异形结构系统。由于各零部件加工误差，导致各零部件结合面间存在装配缝隙，同时为了维修吊舱内的电子设备，舱体上设计了多个形状各异、大小不等的维修窗口。如果这些装配缝隙和维修窗口没有良好的密封，就会成为进水的 通道”，不仅会影响吊舱的正常使用，还会加速结构件腐蚀，使吊舱使用寿命缩短，甚至严重影响飞机的安全飞行。因此，电子吊舱舱体的密封防水设计显得非常重要。

1 机载电子吊舱舱体密封部位的确定机载电子吊舱舱体由前向天线罩、舱体中段和后向天线罩组成，如图1所示，其中舱体中段由舱体骨架和多个口盖组成，而舱体骨架由环控结构、端框、顶板与吊耳组件铆接而成，如图2所示。

为了保证飞机具有良好的气动性能，电子吊舱舱体中段与天线罩采用套接连接方式，其套接口是雨水、湿气等腐蚀源容易进入的-个部位；舱体中段口盖是吊舱电子设备维护的通路，因此口盖是雨水渗漏的另-个部位收稿 日期：2013-02-28作者简介：庞利娥 (1962-)，女，高级工程师，研究方向为雷达系统工程 .E-mail：pie620819###163.com。

后向天线罩舱体中段前向天线罩图1 吊舱舱体结构示意图Fig 1 Structural schematic diagram of al airborne electronic pod hul图2 吊舱舱体中段结构示意图Fig 2 Structural schematic diagram of middle section ofan airborne electronic pod hul2013年第 6期 庞利娥等：某机载电子吊舱异形结构密封防水设计 109此外，由于电子吊舱舱体骨架是由多个零件装配铆接而成，在装配铆接过程中，由于各零部件存在加工误差，导致连接处会存在装配缝隙，这样装配缝隙是电子吊舱密封又-个需考虑的部位。

综上所述，机载电子吊舱舱体密封部位有天线罩套接口、口盖和装配缝隙等部位，下面将对这些部位采取的密封防水方法进行介绍。

2 机载电子吊舱舱体的密封根据所用密封材料呈现的物理形态，密封可分成3种基本类型：固体密封、液体密封和胶体密封 ，其中液体密封要求密封面加工精细，且制造成本很高，而胶体密封不能单独用于较宽缝隙部位的密封，因此该机载电子吊舱舱体采用固体密封。

2.1 机载电子吊舱舱体套接 口密封的设计目前常见的套接密封形式为缝外密封和周向密封。缝外密封是在装配后进行，拆装后需重新填充密封胶，周向密封所用的密封剂虽能填充周向贴合面上的凹坑，但不易拆装，且在反复拆装情况下，密封材料被磨损，防水性变差，需重新填充密封剂。

为了提高机载电子吊舱舱体套接口密封性能，天线罩设计为 口框玻璃纤维布”复合结构，如图3所示≮框采用铝合金材料，口框与玻璃纤维布采用环氧树脂黏接，在口框外表面周向设计有环形槽，以使玻璃纤维布与口框之间形成多级防水沿，同时增加了玻璃纤维布与口框之间黏接强度≮框与舱体中段端面相对接的表面设计有沟槽，0型密封圈安装在沟槽内。

接面锁托板螺母沟稽及0型密封 圈 随I足螺钉图3 电子吊舱舱体套接口密封示意图Fig 3 Schematic diagram of sealing at socket couplingof al airborne electronic pod hull天线罩套接在舱体中段后，天线罩在固定螺钉作用下，使0型密封圈发生压缩变形，达到密封的目的。0型密封圈变形量和口框沟槽尺寸需严格控制(下文将详细计算其尺寸)。在舱体中段螺纹连接部位安装有密封自锁托板螺母，该托板螺母既可防止雨水通过螺钉进入舱内，又可起防松作用。与常见套接密封形式相比，该电子吊舱舱体套接口密封方法具有如下特点 ：(1)天线罩为复合结构，且 口框 由铝合金加工而成，二者通过环氧树脂黏接，密封性好；(2)天线罩与舱体中段采用 0型密封圈在对接面进行密封，在反复拆装情况下，不会磨损密封件，同时拆装后不需重新填充密封材料，便于维修。

2.2 机载电子吊舱舱体 口盖密封的设计由于机载电子吊舱主要的电子设备集中安装舱体中段，考虑到舱内电子设备的维修性，在舱体上设计了多个大小不等的维修窗口，因此口盖的电磁屏蔽和密封防水是该电子吊舱设计重点。

在现有口盖密封设计中，大量采用黏接导电密封条或导电密封垫进行口盖密封。导电密封条和导电密封垫的优点是加工容易，安装固定方便，其缺点是对表面不连续部位、细小缝隙部位、粗糙不平部位的密封性和电磁屏蔽不好 。由于该电子吊舱舱体骨架为铆接薄壁结构，其上铆接自锁托板螺母，口框表面极不平整，且骨架上有多处细小缝隙部位，因此，该吊舱不能直接采用导电密封条或导电密封垫进行口盖密封。

为了避免目前口盖密封形式的不足，采用了-种新型密封方法。首先在舱体口框接合面上预填充XM。

60密封剂，并在口盖对应接合面上涂脱膜剂，然后安装固定口盖。当密封剂固化后，卸下口盖，再在舱体口框周边胶层处刻槽，在槽内黏接导电密封条，这样内圈填充的 XM-60密封剂可 以防水 ，外圈黏接导电密封条可以电磁屏蔽。这种新型密封技术与现有口盖密封形式相比具有如下特点：(1)新型密封技术可克服表面粗糙不平、细小缝隙等缺陷，在表面极不平整的舱体口框接合面填充XM-60密封剂，填充性和防水效果好；(2)在舱体口框周边胶层处刻有槽子，该槽对导电密封条有限位作用，导电密封条不易脱落，导电密封条具有电磁屏蔽功能；(3)密封剂-次性成型后 ，其胶层黏接牢固耐用，可反复拆装口盖，不影响舱体维修性。

2.3 机载电子吊舱舱体装配缝隙密封的设计电子吊舱装配缝隙密封包括装配件贴合面密封和固定铆钉密封，其中固定铆钉密封采用普通铆钉带胶铆接实现。装配件贴合面密封选用XM-22聚硫密封剂进行密封，该密封剂具有良好的弹性、气密性、耐110 润滑与密封 第 38卷候性，活性期可调节，对金属无腐蚀及固化工艺简单等优点 。

在进行装配件贴合面密封时，首先用汽油清洗装配件贴合表面油污，再用丙酮清洗涂胶面的化学污垢，完毕后，在贴合面均匀地涂 XM-22聚硫密封剂，其密封剂厚度控制在0.1～0.3 mm范围内，然后插入贴合密封层的铆钉进行铆接，以使密封剂在2个贴合面紧密接触，达到密封目的。

3 密封结构的设计计算上面介绍了电子吊舱舱体套接口密封技术，下面将对套接口0型密封圈变形量和口框沟槽尺寸进行分析和计算。

在进行电子吊舱舱体套接口密封设计时，根据机载电子吊舱的环境条件要求，选择硅橡胶材料制作的0形密封圈。0形橡胶密封圈变形量不能太大或太小，太小起不到防水密封效果，太大会使橡胶产生疲劳，加速橡胶老化甚至破裂 ，因此，0型橡胶密封圈的压缩量应控制在20%-25%范围内。

机载电子吊舱舱体套接口的密封面结构及尺寸如图4所示。

A-A4 ：1龟图4 机载电子吊舱舱体套接口的密封面结构Fig 4 Structural dimensions of sealing surface of thesocket coupling of Sl airborne electronic pod hull密封槽尺寸由下式可知：- (dc)-(h-C1)/(dc)0.25(1)占 i [(d-c)-(hc，)]/(d-c)0.2 (2)0型密封圈截面直径为 (2.5±0.2)nlin。

在设计时，考虑到天线罩口框与舱体中段周向贴合面垂直度等因素，选取槽深h (1.9±0.05)mil。

当槽深确定后，槽宽b是槽深h的函数：b(S/h)×(110% ～120%) (3)式中：s为 O型密封圈截面积，S：竹× (2.5/2) 4.906 inln 。

由式 (3) 计 算 得 到槽 宽 b的 取 值 范 围 为2.840-3.099。

综合天线罩口框与舱体公差等因素，设计槽宽为 ：b±C 2 (3±0.05)mln。

为简化分析模型，忽略某机载电子吊舱舱体密封的其他结构，选取套接口密封主要横截面，计算模型采用2D面体模型 ]。ANSYS12.0 Workbench分析结果表明，橡胶圈变形基本充满沟槽，满足密封要求。

4 结束语介绍了某机载电子吊舱舱体密封防水技术和密封措施，对天线罩套接口、口盖和装配缝隙等部位密封结构进行了设计。对设计的电子吊舱进行地面淋雨等环境性试验和机载飞行试验，结果均表明：该电子吊舱舱体密封措施合理、可行，密封效果好，满足电子吊舱规定的使用要求，并且该密封防水措施可应用于其他类似产品中。