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    民用飛機(jī)貨艙滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)方法研究

    2018-01-24 21:18:19顧俊鳴
    科技視界 2017年32期
    關(guān)鍵詞:試驗(yàn)方法貨艙

    顧俊鳴

    【摘 要】本文介紹了適用于使用Halon1301滅火劑的民用飛機(jī)C級(jí)貨艙的滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)的要求和方法,并對(duì)測(cè)試設(shè)備及其安裝進(jìn)行深入研究,對(duì)民用飛機(jī)研制的相關(guān)工作具有指導(dǎo)意義。

    【關(guān)鍵詞】貨艙;滅火劑濃度;試驗(yàn)方法

    中圖分類號(hào): V244.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 2095-2457(2017)32-0088-002

    【Abstract】This paper introduces the requirements and methods of fire extinguishing agent concentration measurement test for Class C cargoes of civil aircraft using Halon 1301 fire extinguishing agent,and makes an in-depth study of the test equipment and its installation,which is instructive for the development of civil aircraft.

    【Key words】Cargo hold;Extinguishing agent concentration;Test method

    0 引言

    在民用飛機(jī)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,貨艙中會(huì)存放大量的旅客行李與貨物,一旦發(fā)生火災(zāi)事故,不僅貨物受損,還會(huì)危及飛行安全,甚至直接導(dǎo)致機(jī)毀人亡。貨艙著火不同于飛機(jī)其他部位(發(fā)動(dòng)機(jī)艙和APU艙)由可燃液體引起的火災(zāi),受到貨物堆積及材料性質(zhì)的影響,即使在明火被撲滅之后,依然存在很大的復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn),必須為貨艙提供有效的持續(xù)抑制手段直至飛機(jī)安全降落。因此,需要通過(guò)飛行試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證貨艙滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與貨艙可能發(fā)生的任何火情相適應(yīng)。本文通過(guò)研究相關(guān)適航文件和國(guó)外民用飛機(jī)研制的經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合國(guó)內(nèi)某民用客機(jī)經(jīng)驗(yàn),提出了一種適用于使用Halon 1301滅火劑的民用飛機(jī)C級(jí)貨艙的滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)的方法。

    1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

    貨艙滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)是為了驗(yàn)證貨艙內(nèi)滅火劑濃度及抑制時(shí)間是否滿足中國(guó)民用航空規(guī)章第25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)條款要求,涉及的條款有§25.851(b)(2)、§25.855 (h)(2)、§25.855(h)(3)、§25.855(i)、§25.857(c)(2)、§25.857(c)(3)和§25.857 (c)(4)。

    2 試驗(yàn)設(shè)備及安裝

    試驗(yàn)設(shè)備分為計(jì)時(shí)設(shè)備、滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備和機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

    計(jì)時(shí)設(shè)備通常采用秒表,精度滿足測(cè)量要求,量程可覆蓋整個(gè)試驗(yàn)時(shí)間即可。

    滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備基于壓差檢測(cè)原理,通常包括滅火劑采樣管、真空泵、放大器、分析儀、數(shù)據(jù)記錄儀、壓力采樣管、熱電偶、回流管和電源轉(zhuǎn)換器,圖1為滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備的原理圖。滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備中的真空泵、放大器、分析儀和數(shù)據(jù)記錄儀安裝在客艙地板上,安裝位置根據(jù)飛機(jī)具體情況進(jìn)行確定,原則上保證采樣管的管路盡可能短。滅火劑采樣管、壓力采樣管、熱電偶和回流管則通過(guò)客艙地板開孔和貨艙內(nèi)飾板開孔進(jìn)入貨艙,并在安裝完成后對(duì)開孔進(jìn)行密封。滅火劑采樣管通常采用直徑6.4mm的尼龍管,所有滅火劑采樣管長(zhǎng)度應(yīng)該完全相同。壓力采樣管和熱電偶是用于獲取參考基準(zhǔn),一端連接在分析儀上,另一端固定在被試貨艙中即可?;亓鞴芤话悴捎弥睆?5.4mm的尼龍管,一端連接在分析儀上,另一端固定在所試驗(yàn)貨艙中即可,用于將從被試貨艙抽入分析儀的滅火劑返回被試貨艙,以確保貨艙滅火劑不因測(cè)量而造成損失。

    機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括機(jī)載測(cè)試采集系統(tǒng)、機(jī)載實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)、記錄設(shè)備以及相應(yīng)的各系統(tǒng)測(cè)試傳感器,用于對(duì)飛機(jī)參數(shù)的采集。

    3 采樣點(diǎn)安裝布置

    根據(jù)AC25.851,采樣點(diǎn)布置原則如下:

    a)在不同的水平面和垂直面布置足夠的采樣點(diǎn),用于測(cè)量整個(gè)貨艙的滅火劑的濃度分布;

    b)采樣點(diǎn)的布置應(yīng)盡量接近實(shí)際有可能泄漏的區(qū)域或通風(fēng)區(qū)域;

    c)需有采樣點(diǎn)布置在靠近貨艙天花板,至少在制造商規(guī)定的貨物或行李可以擺放的最高位置;

    d)采樣點(diǎn)的布置需足夠表明整個(gè)貨艙有足夠的滅火劑濃度可以有效的控制貨艙著火。

    e)為了驗(yàn)證是否有危險(xiǎn)量的滅火劑進(jìn)入載人艙,客艙中至少布置一個(gè)采樣點(diǎn)。

    貨艙中需按照采樣點(diǎn)布置原則安裝支架固定采樣點(diǎn),每個(gè)采樣支架上一般可布置4個(gè)采樣點(diǎn)?,F(xiàn)有滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備一次只能對(duì)12個(gè)采樣管進(jìn)行采樣分析,故一般在貨艙布置11個(gè)采樣點(diǎn),客艙布置1個(gè)采樣點(diǎn)。

    4 試驗(yàn)方法

    貨艙滅火劑濃度測(cè)試試驗(yàn)在貨艙不裝載狀態(tài)下,且在在最大座艙壓差條件下進(jìn)行飛行試驗(yàn),試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于飛機(jī)的ETOPS保護(hù)時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)場(chǎng)時(shí)間之和。貨艙泄漏率是計(jì)算滅火劑量的重要參數(shù),因此在進(jìn)行貨艙滅火劑濃度測(cè)試試驗(yàn)前需完成貨艙泄漏率測(cè)量試驗(yàn)。

    試驗(yàn)時(shí),飛機(jī)首先需在預(yù)期取得穩(wěn)定滅火劑的各個(gè)飛行高度上分別穩(wěn)定平飛一段時(shí)間,抽取空氣作為參考基準(zhǔn),當(dāng)飛機(jī)達(dá)到巡航高度時(shí),按貨艙滅火程序釋放滅火劑到指定貨艙,同時(shí)打開計(jì)時(shí)設(shè)備和滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備記錄數(shù)據(jù),后續(xù)飛行姿態(tài)按飛行手冊(cè)中貨艙滅火程序規(guī)定執(zhí)行。當(dāng)計(jì)時(shí)設(shè)備的時(shí)間到達(dá)規(guī)定的抑制時(shí)間時(shí),關(guān)閉滅火劑濃度測(cè)試設(shè)備,試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)中需記錄貨艙滅火劑濃度隨時(shí)間變化曲線、飛行高度、飛行速度、大氣溫度和大氣壓力等參數(shù)。若試驗(yàn)中貨艙內(nèi)噴射的滅火劑泄漏到駕駛艙和客艙并達(dá)到一定的濃度時(shí),應(yīng)按照相關(guān)應(yīng)急程序排放滅火劑。

    5 試驗(yàn)成功判據(jù)

    CCAR25.851(b)(2)要求每個(gè)所要求的固定式滅火系統(tǒng)的容量,必須與使用該系統(tǒng)的隔離艙內(nèi)很可能發(fā)生的任何火情相適應(yīng),并要考慮艙內(nèi)容積及通風(fēng)率。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)發(fā)布的咨詢通告AC25-22,對(duì)于使用Halon1301的貨艙滅火系統(tǒng),貨艙滅火劑初始體積濃度不小于5%可以撲滅貨艙內(nèi)的著火,后續(xù)貨艙內(nèi)滅火劑體積濃度需保持在3%抑制貨艙內(nèi)的火焰直至飛機(jī)安全著陸。

    根據(jù)CCAR 25.855(i)條款要求,在試驗(yàn)過(guò)程中,其他貨艙內(nèi)的煙霧探測(cè)器不會(huì)因?yàn)樵囼?yàn)貨艙內(nèi)滅火劑的釋放而誤告警。

    CCAR 25.851(b)(1)(i)條款要求可能進(jìn)入載人艙的滅火劑不致危害乘員,根據(jù)Halon 1301滅火劑的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,超過(guò)7.5%的體積濃度Halon 1301滅火劑會(huì)對(duì)人體造成危害,考慮到飛機(jī)上的環(huán)境更加嚴(yán)酷,因此試驗(yàn)中客艙內(nèi)滅火劑體積濃度應(yīng)小于5%。

    6 總結(jié)

    本文針對(duì)使用Halon 1301滅火劑的C級(jí)貨艙,提出了滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)方法,為民用飛機(jī)貨艙滅火系統(tǒng)的適航驗(yàn)證提供一定的參考。

    【參考文獻(xiàn)】

    [1]AC25-22 Certification of Transport Airplane Mechanical Systems,2000.

    [2]AC20-100 General Guidelines For Measuring Fire-Extinguishing Agent Concentrations in Powerplant Compartments,1977.

    [3]AC25.851-1 Build-in Fire Extinguishing/Suppression Systems in Class C and Class F Cargo Compartments,2016.

    [4]ASTM D5632 Standard Specification for Halon 1301, Brom-

    otrifluoromethane (CF3Br)1,1995.

    [5]寇鴻飛.民用氣體滅火劑濃度測(cè)試方法研究,2011.endprint

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