飛機(jī)貨艙防火設(shè)計(jì)要求研究

王 哲

（中航工業(yè)一飛院，陜西 西安 710089）

飛機(jī)貨艙防火設(shè)計(jì)要求研究

王 哲

（中航工業(yè)一飛院，陜西 西安 710089）

從飛機(jī)貨艙總體布局、隔離、通風(fēng)冷卻及排漏，不同等級(jí)貨艙防火等方面進(jìn)行了全面論述，研究了貨艙結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)與材料選擇、貨艙防火設(shè)施配置、滅火器、貨艙煙霧或火警探測系統(tǒng)、貨艙內(nèi)系統(tǒng)布置以及貨艙防火試驗(yàn)等，形成了頂層的貨艙防火設(shè)計(jì)要求。

飛機(jī)貨艙；防火；貨艙分級(jí)

火災(zāi)是影響飛機(jī)安全飛行的重要原因之一，如果在操作中出現(xiàn)微小疏忽和失誤，就可能釀成重大火災(zāi)，發(fā)生機(jī)毀人亡的惡性事故，造成重大損失。因此，預(yù)防飛機(jī)火災(zāi)并積極開展防火研究十分重要。

飛機(jī)貨艙由于運(yùn)輸貨物及無人監(jiān)控，因此是防火重要區(qū)域，與貨艙防火的相關(guān)要求有美國聯(lián)邦航空規(guī)章第25部（FAR25），其中涉及防火的條例主要有FAR25.851、FAR25.853和FAR25.854。特別是FAR25.853涉及多項(xiàng)適航試驗(yàn)。自20世紀(jì)60年代以來，F(xiàn)AA不斷對(duì)FAR25.853進(jìn)行修訂，頒布了許多修訂案，這些法規(guī)和修訂案的頒布為的是提高飛機(jī)防火安全性。目前，國內(nèi)關(guān)于運(yùn)輸類飛機(jī)的防火要求有：中國民用航空規(guī)章第25部《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》（CCAR25），HB5469-1991《民用飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)部非金屬材料燃燒試驗(yàn)方法》，HB5470-1991《民用飛機(jī)艙內(nèi)非金屬材料燃燒性能要求》，HB7265-1996《民用飛機(jī)貨艙襯墊火焰穿透試驗(yàn)方法》，HB/Z 277-1995《飛機(jī)艙內(nèi)材料適火性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》等系列標(biāo)準(zhǔn)，尤其CCAR25附錄F對(duì)材料試驗(yàn)要求比較全面。但這些要求比較零散，針對(duì)貨艙設(shè)計(jì)方面防火不夠系統(tǒng)、操作性較差，隨著運(yùn)輸類飛機(jī)貨運(yùn)技術(shù)發(fā)展，對(duì)貨艙防火設(shè)計(jì)要求更為迫切。

1 總體要求

1.1 布局

按貨艙各個(gè)區(qū)域的環(huán)境溫度要求，布置貨艙上各個(gè)系統(tǒng)及設(shè)備，以減少潛在故障下發(fā)生過熱、煙霧或著火的可能性。如果貨艙內(nèi)布置的手提式滅火器，應(yīng)與貨艙的容量相匹配。在貨艙內(nèi)應(yīng)布置獨(dú)立的煙霧探測系統(tǒng)，并在駕駛艙及貨運(yùn)臺(tái)面板上設(shè)置相應(yīng)的煙霧警告燈。對(duì)于設(shè)置火警、過熱及煙霧探測系統(tǒng)的區(qū)域內(nèi)發(fā)生的火情，應(yīng)提供相應(yīng)的告警信息。

1.2 隔離

在貨艙各系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)的布局上，應(yīng)對(duì)燃料、火源和助燃劑等進(jìn)行隔離或分離；貨物或行李艙內(nèi)必須有防火的措施；貨艙內(nèi)熱源必須屏蔽和隔絕，防止引燃貨物；應(yīng)對(duì)可燃材料、易燃油液及油汽、火源的區(qū)域采用分離設(shè)計(jì)，使可燃液體和點(diǎn)火源分離在不同區(qū)域。

1.3 通風(fēng)、冷卻及排漏

在可能出現(xiàn)易燃油液和油汽泄露的所有艙內(nèi)，應(yīng)有通風(fēng)措施，利用氣流來阻止易燃物、腐蝕性氣體及易爆氣體–空氣混合物在飛機(jī)艙內(nèi)的聚積；在貨艙內(nèi)可能存在熱源和火源的所有艙和其他區(qū)域，應(yīng)設(shè)計(jì)有冷卻措施，確保在任何使用條件下都不會(huì)超過飛機(jī)內(nèi)已確立的所有溫度極限，包括所安裝設(shè)備的溫度、任何附屬設(shè)備的溫度、支撐結(jié)構(gòu)溫度及艙體溫度。最典型的區(qū)域包括電子電氣設(shè)備艙等；在貨艙可能出現(xiàn)危險(xiǎn)的油液泄露的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)設(shè)計(jì)有排漏措施，消除易燃物或腐蝕性油液的泄露物堆積，并且阻止易燃物、腐蝕性油液聚積在飛機(jī)艙內(nèi)?？扇家后w滲漏排放口不應(yīng)布置在雷擊區(qū)內(nèi)。

1.4 不同等級(jí)貨艙防火要求

不同等級(jí)貨艙防火要求如下：

1.4.1 A級(jí)

a. 機(jī)組成員在其工作位置上能容易地發(fā)現(xiàn)著火現(xiàn)象；

b. 機(jī)組成員在飛行中容易接近艙內(nèi)每個(gè)部位。

1.4.2 B級(jí)

a. 有足夠的通路使機(jī)組成員在飛行中能攜帶手提滅火器有效地到達(dá)艙內(nèi)任何部位；

b. 當(dāng)利用通道時(shí)，沒有危險(xiǎn)量的煙、火焰或滅火劑進(jìn)入任何有機(jī)組或旅客的艙；

c. 有經(jīng)批準(zhǔn)的、獨(dú)立的煙霧探測或火警探測器系統(tǒng)，可在駕駛員或飛行工程師工作位置處給出警告。

1.4.3 C級(jí)

a. 有經(jīng)批準(zhǔn)的、獨(dú)立的煙霧探測或火警探測器系統(tǒng)，可在駕駛員或飛行工程師工作位置處給出警告；

b. 有從駕駛艙處可操縱的、經(jīng)批準(zhǔn)的固定式滅火或抑制系統(tǒng)；

c. 有措施阻止危險(xiǎn)量的煙、火焰或滅火劑進(jìn)入任何有機(jī)組或旅客的艙；

d. 有控制艙內(nèi)通風(fēng)和抽風(fēng)的措施，使所有滅火劑能抑制艙內(nèi)任何可能的著火。

1.4.4 D 級(jí)

a. 艙內(nèi)發(fā)生火情能被完全隔離而不致危及飛機(jī)或乘員的安全；

b. 有措施阻止危險(xiǎn)量的煙、火焰或其他有毒氣體進(jìn)入任何有機(jī)組成員或旅客的艙；

c. 艙內(nèi)的通風(fēng)和抽風(fēng)受到控制，使艙內(nèi)可能發(fā)生的任何火情不會(huì)蔓延至超過安全的限度；

d. 已考慮艙內(nèi)的熱對(duì)附近機(jī)上關(guān)鍵零件的影響。對(duì)于容積等于或小于14m3的艙，空氣流量應(yīng)不小于42 m3/h。

1.4.5 E級(jí)

a. 有經(jīng)批準(zhǔn)的、獨(dú)立的煙霧探測或火警探測器系統(tǒng)，可在駕駛員或飛行工程師工作位置處給出警告；

b. 有措施切斷進(jìn)入貨艙的或貨艙內(nèi)的通風(fēng)氣流，這些措施的操縱器件是機(jī)組艙內(nèi)的飛行機(jī)組可以接近的；

c. 有措施阻止危險(xiǎn)量的煙、火焰或有毒氣體進(jìn)入駕駛艙。

2 貨艙防火設(shè)計(jì)

2.1 貨艙結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)與材料選擇

貨艙設(shè)計(jì)要考慮結(jié)構(gòu)布置不易著火、防火設(shè)施的安裝與維護(hù)、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(xiǎn)情的發(fā)生，減少著火危害。用于貨艙內(nèi)的天花板、內(nèi)壁板、隔板、廚房結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)地板的鋪面以及儲(chǔ)存間的材料，應(yīng)是自熄的；地板的覆蓋物、紡織品（包括帷幕和罩布）、座椅墊、襯墊、有涂層織物（裝飾性和非裝飾性的）、皮革制品、托盤和廚房設(shè)備、電氣套管、隔熱和隔音層及絕緣表層、空氣導(dǎo)管、接頭和邊緣遮蓋物、隔熱毯、貨物覆罩和透明罩、模塑和熱成型件、空氣導(dǎo)管接頭和鑲邊條（裝飾用和防磨用），必須是自熄的；裝于機(jī)身任何區(qū)域的電線或電纜的絕緣層，在進(jìn)行60°試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)是自熄的；貨艙內(nèi)應(yīng)襯以鋁材或具有等效耐火能力的材料所制成的襯墊。

2.2 貨艙防火設(shè)施配置

在火情易于判明，且飛行中易接近情況下，應(yīng)為每個(gè)貨艙至少設(shè)置一個(gè)手提式滅火器；如果在飛行中有足夠的通路接近貨艙，而火情不易發(fā)覺，則應(yīng)為每個(gè)艙設(shè)置一套獨(dú)立的煙霧或火警探測系統(tǒng)，并為每個(gè)艙設(shè)置易于使用的手提式滅火器。在貨艙的通路打開時(shí)應(yīng)防止危險(xiǎn)量的煙霧、火焰或滅火劑進(jìn)入駕駛艙。如果火情不易判明，并在飛行中又不能接近，應(yīng)為每個(gè)貨艙設(shè)置單獨(dú)的煙霧或火警探測系統(tǒng)，并設(shè)置一套機(jī)內(nèi)固定式滅火系統(tǒng)。如果不致危及飛機(jī)或機(jī)上人員的安全，而火情完全能被隔離控制，則不需要探測系統(tǒng)或滅火系統(tǒng)。但是應(yīng)有措施防止有危險(xiǎn)量的火焰、煙霧、有毒氣體進(jìn)入駕駛艙或旅客艙。電子電氣設(shè)備應(yīng)有過載保護(hù)，并有措施防止設(shè)備故障引起過熱。

(1) 對(duì)于專門用來運(yùn)輸貨物的飛機(jī)應(yīng)該按照下列措施進(jìn)行防火：

a. 應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的煙霧或火警探測系統(tǒng)；

b. 應(yīng)設(shè)置切斷流入艙內(nèi)氣流的裝置，不應(yīng)有危險(xiǎn)量的煙霧、火焰或滅火劑進(jìn)入飛行人員區(qū)域；

c. 艙內(nèi)應(yīng)襯以鋁材或等效耐火能力的材料所制成的襯墊；

(2) 任何貨艙或行李艙不得含有任何其損壞或失效會(huì)影響安全運(yùn)行的電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)，除非電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)得到保護(hù)使其：

a. 不會(huì)由于艙內(nèi)貨物或行李的移動(dòng)而損壞；

b. 損壞或失效不會(huì)產(chǎn)生火情危險(xiǎn)。

2.3 滅火器

對(duì)于手提式滅火器：每個(gè)A級(jí)或B級(jí)貨艙和每個(gè)機(jī)組人員在飛行中可以到達(dá)的E級(jí)貨艙內(nèi)，必須至少布置一個(gè)易于接近取用的手提式滅火器。

甲洛洛心里難受極了，覺得自己給這一家人帶來了太多的麻煩，他趕忙把扎巴拉到身邊：扎巴，別哭，爺爺明天給你們吃糖。孩子們的眼睛一下亮起來，圍著甲洛洛：爺爺，你說的是真的？甲洛洛把身邊最小的一個(gè)孩子抱到懷里：爺爺騙你們是小牛。抱在懷里的那個(gè)孩子在甲洛洛臉上親了一口，鼻涕粘在甲洛洛臉上。登子一把拉下這孩子放在地上：你看把爺爺?shù)囊路寂K了。央青趕忙把小孩拉到身邊，卷起圍腰帕，給孩子揩鼻涕。

對(duì)于固定式滅火器：每個(gè)C級(jí)貨艙的固定式滅火系統(tǒng)的安裝必須做到，使很可能進(jìn)入載人艙的滅火劑不致危害乘員，滅火劑的噴射不會(huì)引起結(jié)構(gòu)損傷。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)情況。

2.4 貨艙煙霧或火警探測系統(tǒng)

貨艙煙霧或火警探測系統(tǒng)：該探測系統(tǒng)必須在起火后1min內(nèi)，向飛行機(jī)組給出目視指示；該系統(tǒng)能探測到火警時(shí)的溫度，必須遠(yuǎn)低于使飛機(jī)結(jié)構(gòu)完整性顯著降低的溫度；必須有措施使機(jī)組在飛行中能檢查每個(gè)火警探測器線路的功能；必須表明，探測系統(tǒng)在所有經(jīng)批準(zhǔn)的運(yùn)行形態(tài)和條件下均為有效。

2.5 貨艙內(nèi)系統(tǒng)及管路布置

貨艙內(nèi)系統(tǒng)布置，任何艙內(nèi)不得含有其損壞或失效將影響安全運(yùn)行的任何控制、管線、設(shè)備或附件，除非其已得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，使得： 艙內(nèi)貨物的移動(dòng)不會(huì)損傷這些項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的破裂或故障不會(huì)引起著火危險(xiǎn)。

管路布置，易燃流體導(dǎo)管應(yīng)避開貨艙，如不能避開則所安裝的導(dǎo)管應(yīng)設(shè)防護(hù)設(shè)施。這些防護(hù)設(shè)施不能因裝卸或移動(dòng)貨物而被損壞；所有的系統(tǒng)導(dǎo)管布置，應(yīng)有彎管或其他緩沖膨脹的措施，以避免導(dǎo)管斷裂；流體管路應(yīng)設(shè)置支撐以消除由于振動(dòng)而引起的斷裂。支撐間隔應(yīng)避開共振頻率； 導(dǎo)管和接頭護(hù)套應(yīng)耐火?？扇家后w管路應(yīng)與電子電氣設(shè)備及線纜保持至少25.4mm的安全距離，可燃液體管路不得用于支撐電氣線纜及設(shè)備；可燃油液管路不應(yīng)經(jīng)過通風(fēng)冷卻氣流或強(qiáng)迫通風(fēng)氣流入口處；可燃液體管路不應(yīng)布置在機(jī)翼前緣區(qū)域，以防止迫降或鳥撞等情況下出現(xiàn)燃油管路泄漏；可燃液體管路不應(yīng)經(jīng)過人員艙，若無法避免，則管路的接頭應(yīng)保持最少的數(shù)量，管接頭處應(yīng)進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì)及排漏設(shè)計(jì)。

2.6 貨艙通風(fēng)

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；應(yīng)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(shí)間，因此對(duì)所有貨艙，均應(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(jì)成在水平巡航飛行2h之后，滅火劑濃度不低于25% （相對(duì)濃度）。在飛機(jī)最大下降速率以及必要的泄漏量條件下，貨艙密封保證壓差不超過設(shè)計(jì)值。

3 貨艙防火試驗(yàn)

3.1 貨艙材料試驗(yàn)

a. 貨艙襯墊，B、C、D或E級(jí)貨艙地板進(jìn)行45°傾斜燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)材料在施加火焰或移開火焰時(shí)，火焰均不得燒穿材料，火焰移開后的平均續(xù)燃時(shí)間不得超過15s，平均陰燃時(shí)間不得超過10s。

b. 貨艙所用的隔熱和隔音物、保護(hù)貨物的隔熱毯和貨物防護(hù)罩，進(jìn)行12s點(diǎn)火垂直燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)材料必須自熄，平均燒焦長度不得超過203mm，移去火源后的平均續(xù)燃時(shí)間不得超過15s，試樣上的滴落物在跌落后續(xù)燃時(shí)間平均不得超過5s。

c. 貨艙內(nèi)任何區(qū)域內(nèi)的電線和電纜的絕緣層進(jìn)行60°傾斜燃燒試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)材料應(yīng)是自熄的，平均燒焦長度不得超過76mm，火源移開后的平均續(xù)燃時(shí)間不得超過30s，試樣上的滴落物在跌落后續(xù)燃時(shí)間平均不得超過3s。

d. 有機(jī)玻璃的窗戶和標(biāo)識(shí)、整個(gè)或部分用彈性材料制成的零件、在一個(gè)殼體內(nèi)裝設(shè)一個(gè)以上儀表并帶有邊光照明的儀表組件、座椅安全帶、肩帶以及貨物和行李系留設(shè)備，包括集裝箱、普通箱、集裝板等，凡用于客艙或機(jī)組艙內(nèi)者，在進(jìn)行水平放置試驗(yàn)時(shí)，其平均燃燒率不得超過102mm/min。

e. 貨艙的天花板和側(cè)壁的襯墊必須進(jìn)行抗火焰燒穿性試驗(yàn)，施加火焰后5min內(nèi)，任何試樣均不得被燒穿，且在水平試樣上表面上方102mm處測得的峰值溫度不得超過203℃。

f. 如果貨艙內(nèi)設(shè)置座椅，應(yīng)按HB 7265-1996進(jìn)行座椅墊可燃性試驗(yàn)。

3.2 飛行試驗(yàn)

飛行試驗(yàn)主要驗(yàn)證：

a. 貨艙的可達(dá)性；

b. 阻止危險(xiǎn)量的煙霧或滅火劑進(jìn)入機(jī)組艙或貨艙的程度；

c. C級(jí)貨艙內(nèi)滅火劑的消散情況。

進(jìn)行上述試驗(yàn)時(shí)必須表明，在滅火過程中或滅火后，任何貨艙內(nèi)的煙霧探測器或火警探測器不會(huì)由于任何另一貨艙內(nèi)的著火而產(chǎn)生誤動(dòng)作，除非滅火系統(tǒng)同時(shí)向每個(gè)貨艙噴射滅火劑。

4 結(jié)束語

飛機(jī)貨艙防火是一個(gè)系統(tǒng)工程，飛機(jī)防火設(shè)計(jì)首先是使發(fā)生火災(zāi)危險(xiǎn)的可能性減至最小，其次是在發(fā)生火災(zāi)后使危害減至最低。需要從飛機(jī)貨艙防火設(shè)計(jì)的合理性，以及貨艙總體布局、材料耐火或防火、著火因素相互分離和隔離等方面綜合考慮，以此減少火情發(fā)生的可能性，提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)載設(shè)備和附件耐受火焰的能力。另外應(yīng)對(duì)飛機(jī)各指定防火區(qū)進(jìn)行探測和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)，則采取相應(yīng)的措施對(duì)告警區(qū)域進(jìn)行滅火或抑制火情，從而保障飛機(jī)安全。對(duì)貨艙使用材料的防火性能和區(qū)域的防火性能，應(yīng)通過試驗(yàn)證明防火措施有效。通過研究提出貨艙防火設(shè)計(jì)要求，從設(shè)計(jì)之初就杜絕和減少貨艙著火發(fā)生及著火的有效發(fā)現(xiàn)和控制，也是一項(xiàng)規(guī)范設(shè)計(jì)的重要工作。

（編輯：雨晴）

V223+.2

C

1003–6660（2014）05–0013–04

10.13237/j.cnki.asq.2014.05.004

[收修訂稿日期] 2014-04-30