飛機C級貨艙防火設(shè)計研究

劉利鋒

摘? 要：本文通過對飛機C級貨艙隔離系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、探測系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)等的詳細介紹，給飛機C級貨艙的防火設(shè)計提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：C級貨艙;防火設(shè)計

一、引? 言

安全性是民機最重要的性能之一，飛行中貨艙著火會嚴重威脅飛機的安全，尤其是C級貨艙，相對密封，飛行中當貨艙著火時，機組成員無法直接觀察，又無法接近火源，所以C級貨艙的防火性能直接影響飛機安全。又因防火設(shè)計涉及的學(xué)科和專業(yè)較多，故系統(tǒng)性研究就尤為重要。

二、綜? 述

C級貨艙防火設(shè)計涉及飛機總體、環(huán)控、滅火和結(jié)構(gòu)等專業(yè)，屬于多專業(yè)綜合設(shè)計，集成度較高。它通常由隔離系統(tǒng)、探測和告警指示系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)四個部分組成。首先需要從總體布置上對其損壞后可能引起火災(zāi)的系統(tǒng)或者在飛行過程中因為火災(zāi)原因而引起飛行安全的系統(tǒng)通過貨艙結(jié)構(gòu)等措施進行盡可能的有效隔離;然后在貨艙內(nèi)部安裝探測系統(tǒng)，對內(nèi)部發(fā)生的過熱、煙霧或火情狀況進行探測和監(jiān)控;在駕駛艙面板上設(shè)置相應(yīng)的煙霧警告燈，對貨艙內(nèi)發(fā)生的火情，提供相應(yīng)的告警信息，一旦探測到貨艙發(fā)生過熱、煙霧或火情，系統(tǒng)會自動向機組發(fā)出燈光和聲音告警，方便機組成員執(zhí)行相應(yīng)處置程序;機組人員根據(jù)警告指示信息，操作對火情進行撲滅或火情抑制，關(guān)閉貨艙通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉，貨艙內(nèi)部形成一個密閉的存儲空間，以隔絕氧氣和防止滅火劑的消散，啟動滅火系統(tǒng)進行滅火，以保證飛機和人員安全。

三、隔離系統(tǒng)

按照適航條款的要求，C級貨艙是人員無法到達的一個密閉的艙室，即需要與機艙內(nèi)的其它艙室進行隔離，與其它艙室的隔斷結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有一定的火焰包容能力。為使火災(zāi)的可能性降到最低，易燃物、火源等易于造成火災(zāi)的因素都不應(yīng)該盡可能布置在人員無法到達的地方。

貨艙的隔離系統(tǒng)包含系統(tǒng)與貨物的隔離、貨艙與客艙的隔離。在貨艙結(jié)構(gòu)及各系統(tǒng)的布置上，應(yīng)對燃料、火源和助燃劑等進行隔離;貨艙內(nèi)部的熱源必須隔離以防止貨物被引燃;貨艙內(nèi)不得含有其損壞或失效將影響安全運行的管線、設(shè)備或附件，除非這些部件已得到合適的保護措施，使得艙內(nèi)貨物的移動不會損傷這些部件，這些部件的破裂或故障不會引起著火危險。

做好隔離措施的同時還需要采用剛性的保護結(jié)構(gòu)防止貨物或者行李干擾防火設(shè)備正常運行功能的措施?？傊枳龅綄σ鸹馂?zāi)的可能性進行隔離，對防火設(shè)備的正常運行進行保護。

貨艙與客艙的隔離包括貨艙天花板、側(cè)壁板、隔板、地板結(jié)構(gòu)和其它系留裝置等。系統(tǒng)件應(yīng)盡可能布置在貨艙以外，以減少安全事故的發(fā)生。

貨艙結(jié)構(gòu)防火隔離設(shè)計要考慮結(jié)構(gòu)布置不易著火、防火設(shè)施的安裝與維護、檢查通道、照明安全等因素，盡量采用具有阻燃性的材料、耐火材料及防火材料，可以最大限度地減少著火險情的發(fā)生，減少著火危害。

現(xiàn)代民用飛機C級貨艙結(jié)構(gòu)材料主要為阻燃酚醛玻璃纖維。主要采用阻燃酚醛玻璃布制成的層壓結(jié)構(gòu)或者與蜂窩芯一起成型的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。板材分塊在保證安裝、維修等裝配要求的同時，盡可能減少分塊的數(shù)量。因為對接區(qū)域是火焰燒穿的薄弱部位。兩塊板材之間的連接結(jié)構(gòu)，客貨艙隔離結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)（如：照明、環(huán)控等）的接口部位盡量采用搭接等包容性結(jié)構(gòu)，然后在搭接等縫隙涂防火密封劑，在受力或者受熱后可能會變形的部位粘接防火密封膠帶以防止火焰的燒穿。

隔離系統(tǒng)就是形成一個具有火焰包容能力的箱體，且該箱體內(nèi)或者附近盡可能減少易于形成火災(zāi)的任何部件，在內(nèi)部必須布置的需要進行相應(yīng)的隔離或保護措施。

四、通風(fēng)系統(tǒng)

為了防止可燃油液及可燃蒸氣的聚積，應(yīng)采取通風(fēng)、冷卻及排漏措施;控制貨艙內(nèi)的通風(fēng)及抽風(fēng)，以便有效滅火。在著火情況下切斷空氣通風(fēng)可使滅火劑滯留比較長的一段時間，因此應(yīng)設(shè)置切斷通風(fēng)空氣裝置;貨艙的密閉以及通風(fēng)切斷應(yīng)設(shè)計成在水平巡航飛行2h之后，滅火劑濃度不低于25%。

貨艙通風(fēng)系統(tǒng)主要為貨艙提供溫度和壓力調(diào)節(jié)，保證貨艙內(nèi)有合適的環(huán)境條件。貨艙通風(fēng)系統(tǒng)采用風(fēng)扇從客艙抽吸空氣進入貨艙，并通過排氣管路將通風(fēng)后空氣直接排到排氣活門附近。貨艙通風(fēng)進氣管路和排氣管路中分別設(shè)置有一個隔離活門，防止當風(fēng)扇關(guān)閉或失效時，氣體和貨艙煙霧倒流入乘客區(qū)。

正常情況下，貨艙通風(fēng)風(fēng)扇，貨艙通風(fēng)關(guān)斷活門均處于開啟狀態(tài)。當貨艙探測到有煙霧存在時，貨艙通風(fēng)系統(tǒng)將被切斷。

當貨艙中探測到煙霧時，貨艙通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)關(guān)斷活門自動關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)從而不會對貨艙滅火造成影響。駕駛艙內(nèi)將顯示提示信息以告知機組人員貨艙通風(fēng)系統(tǒng)已自動切斷。同時貨艙通風(fēng)進氣管路中的單向活門也可防止煙霧或者貨艙內(nèi)的有毒有害氣體倒流入有人員區(qū)域。當煙霧信號消失后，機組人員可手動進行貨艙通風(fēng)開關(guān)的復(fù)位。

通風(fēng)系統(tǒng)主要是起火前減少可燃油氣的聚積，起火后隔絕空氣，已降低起火的可能性和滅火時助燃氣的隔離。

五、探測和告警系統(tǒng)

C級貨艙是一個密封艙室，其發(fā)生火情后人員是無法到達且及時發(fā)現(xiàn)，故在貨艙內(nèi)部設(shè)置有煙霧探測和告警系統(tǒng)。

貨艙煙霧探測系統(tǒng)可使用溫度、煙霧雙通道煙霧探測器。兩個探測通道互為備份。每個探測通道構(gòu)成一個獨立工作的回路，當兩個回路功能都正常時，探測器采用“與”邏輯;任一回路失效后，探測器能自動轉(zhuǎn)換為單回路“或”邏輯，貨艙探測系統(tǒng)能連續(xù)監(jiān)控貨艙的著火狀態(tài)。當貨艙出現(xiàn)煙霧且模糊度為一定標準值時，系統(tǒng)在起火后1min內(nèi)通過航電系統(tǒng)向駕駛艙發(fā)出目視和聲響告警;當火警消失后，30s內(nèi)告警指示消失。

探測和告警系統(tǒng)是機組人員的眼睛和觸角，當貨艙內(nèi)出現(xiàn)火情時，及時將貨艙內(nèi)部的火情探測并告知機組人員。

六、滅火系統(tǒng)

探測系統(tǒng)將貨艙發(fā)生火情的信息告知機組人員后，需要有相應(yīng)的滅火措施來進行火焰的抑制，即滅火系統(tǒng)。貨艙滅火系統(tǒng)通常由高速滅火瓶和低速滅火瓶組成，對貨艙實施滅火功能。

當貨艙發(fā)生煙霧或火情時，貨艙滅火或通風(fēng)控制板上的煙霧告警按鈕燈亮，按壓貨艙煙霧告警按鈕，高速滅火瓶先噴射滅火劑，對貨艙進行滅火;幾分鐘后低速滅火瓶將自動釋放，持續(xù)對貨艙噴射滅火劑。釋放滅火劑后一段時間后，貨艙內(nèi)滅火劑濃度達到指定的滅火需求，且應(yīng)滿足維持貨艙滅火劑的濃度一定時間，因此來抑制貨艙內(nèi)的火情。

七、小結(jié)

C級貨艙防火設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，需要從隔離、通風(fēng)、探測、告警指示和滅火等系統(tǒng)方面進行全面、綜合考慮，以此減少火情發(fā)生的可能性，從而保障飛機運行的安全性。

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