Двери, герметизирующиеся разницей давлений

Введение

Дверь, которая герметично закрывается за счет разности давлений. В автобусах и поездах такие двери известны как "раздвижные штепсельные двери".

Штепсельная дверь – это дверь, конструкция которой позволяет ей герметично закрываться, используя разницу давления по обе стороны. Обычно такие двери применяются в самолетах с герметизированной кабиной. Более высокое давление с одной стороны прижимает дверь, как правило, клиновидной формы, к гнезду, создавая уплотнение, которое не позволяет открыть дверь до выравнивания давления с обеих сторон. Обычная дверь полагается на прочность запирающего механизма для удержания в закрытом состоянии.

Самолет

Внутренние двери часто используются в самолетах с герметичными кабинами, поскольку такая конструкция обеспечивает простой и надежный способ фиксации двери и предотвращения утечки воздуха. По мере того как давление воздуха снаружи становится все ниже, чем внутри кабины, разница давлений заставляет дверь плотно закрываться и предотвращать утечку. Область фюзеляжа вокруг дверного проема должна быть усилена, что увеличивает вес, поэтому для больших дверей обычно используется альтернативная конструкция. На некоторых самолетах сложная конструкция петель позволяет одной половине двери открываться внутрь, как у двери-защелки, а другой половине – наружу. Изначально дверь можно повернуть, чтобы она прошла через проем для не-защелкивающейся половины, после чего вся дверь открывается наружу; это называется полузащелкивающейся дверью. В качестве альтернативы дверь может иметь фиксированные шарнирные панели в верхней и нижней частях, которые позволяют ей быть меньше проема, чтобы ее можно было открыть наружу. Двери-защелки используются в большинстве герметичных авиалайнеров, особенно для аварийных выходов и небольших пассажирских дверей. Однако, поскольку двери-защелки должны открываться внутрь, эта конструкция невыгодна для больших дверей. Полузащелкивающиеся двери часто используются для основных пассажирских дверей. Для больших грузовых дверей, если бы дверь открывалась внутрь фюзеляжа, это помешало бы загрузке ценного груза в пространство, которое она заняла бы. Эти двери обычно открываются наружу с помощью надежного запорного механизма, включающего несколько штифтов или защелок, чтобы предотвратить открытие во время полета при большой разнице давлений снаружи. Такая конструкция двери может быть легче двери-защелки тех же размеров из-за необходимости усиления проема вокруг двери-защелки. В некоторых Boeing 737 900ER и MAX 9 вместо настоящей двери аварийного выхода используется заглушка, которую не следует путать с дверью-защелкой. Ее можно снять наружу для обслуживания, и она требует ограничительных упоров на фюзеляже, а также ограничительных фитингов на дверной панели, чтобы предотвратить ее выпадение во время эксплуатации. Это не предотвратило отсоединение заглушки на рейсе 1282 авиакомпании Alaska Airlines 5 января 2024 года, что было связано с отсутствием болтов в верхних направляющих и нижних шарнирных узлах.

Plug doors are often used on aircraft with pressurized cabins because this design of door provides a simple and reliable means of securing the door and preventing leakage of air. As the air pressure outside becomes increasingly lower than that inside the cabin, the pressure difference causes the door to seal itself closed and prevent leakage. The region of the fuselage around the opening for the door must be reinforced and this adds weight, so for large doors an alternative to the plug design is commonly used. On some aircraft, a complex hinge design allows half the door to open inward like a plug door, and the other half to open outward. Initially the door can be rotated to fit through the opening for the non plug half so the whole door then opens outward; this is called a semi plug door. Alternatively, the door may have locking hinged panels at the top and bottom edges that can make it smaller than the opening, so it may be swung outward. Plug doors are used on most pressurized airliners, particularly for emergency exits and small passenger doors. However, since plug doors must open inward, the plug design is disadvantageous for large doors. Semi plug doors are often used for the main passenger doors. For large cargo doors, if the door were to be swung inside the fuselage, it would prevent valuable cargo being loaded into the large space it would occupy. These doors usually open outward using a secure locking mechanism with multiple pins or hatch dogs to prevent opening while in flight with a large outward facing pressure differential. This design of door can be lighter than a plug door of the same dimensions due to the need for reinforcing the opening around a plug door. A door plug, not to be confused with a plug door, is used in some of Boeing's 737 900ER and MAX 9s instead of an actual emergency exit door. It can be removed outwards for maintenance and requires stop pads on the airframe as well as stop fittings on the door panel to prevent outward movement during operation. This did not prevent the door plug from detaching on Alaska Airlines Flight 1282 on January 5, 2024, which has been attributed to missing bolts in the upper guide fittings and the lower hinge assemblies.

Быстрый транзит

В поездах MTR Adtranz–CAF EMU и MTR Rotem EMU в Гонконге применяются раздвижные двери на линиях Airport Express, Tung Chung и Tseung Kwan O.

Космический корабль

Внутриоткрывающийся люк был использован на командном модуле Block I "Аполлон", поскольку взрывной люк капсулы "Mercury" "Liberty Bell 7" Гаса Гриссома преждевременно сработал в конце полёта, что привело к затоплению капсулы в Атлантическом океане и чуть не привело к утоплению Гриссома. Кабина "Аполлона" герметизировалась при запуске до давления выше стандартного атмосферного, что плотно закрывало люк. Пожар в кабине во время наземных испытаний "Аполлона-1" в 1967 году ещё больше повысил давление и сделал невозможным открытие люка для эвакуации экипажа. В результате погибли Гриссом и весь его экипаж – Эдвард Х. Уайт и Роджер Чаффи. После этого NASA приняло решение перейти на быстросъёмный, наружу открывающийся люк на командном модуле. В качестве защитных использовались заглушающие люки для стыковочного люка командного модуля и двух люков на лунном модуле "Аполлон", поскольку риск возникновения пожара при низком давлении в космической атмосфере был значительно ниже. Заглушающие люки также применялись для внутреннего люка шлюза на космическом шаттле. В настоящее время они используются на Международной космической станции, а также на люке между орбитальным и спускаемым модулями российского космического корабля "Союз".

Глубоководные суда

Глубоководные аппараты, такие как "Алвин", используют шлюзовой люк, который герметично прижимается к корпусу давлением океанской воды.