飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

夏天駿

飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)

夏天駿

飛機(jī)氧氣系統(tǒng)，顧名思義，就是給機(jī)上乘員提供氧氣的一套裝置。通常情況下，由飛機(jī)增壓系統(tǒng)對座艙進(jìn)行增壓來保證乘員獲得足夠的氧氣。而當(dāng)飛機(jī)發(fā)生事故導(dǎo)致座艙意外失壓或嚴(yán)重空氣污染時(shí)，則使用氧氣系統(tǒng)為乘員提供氧氣。部分軍用飛機(jī)也依靠氧氣系統(tǒng)減緩高加速度機(jī)動(dòng)下飛行員的缺氧癥狀。然而氧氣作為助燃劑，其泄漏導(dǎo)致局部氧濃度過高，往往成為火災(zāi)擴(kuò)散的主要因素，造成嚴(yán)重的事故后果。本文從氧氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)布局方面入手，分析探討提高飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性的措施。

安裝布局的安全性

管路接頭

氧氣管路接頭屬于主要的泄漏易發(fā)區(qū)域，所以在合理布置的前提下，應(yīng)盡量減少接頭的數(shù)量、種類，避免在同一系統(tǒng)中混合使用擴(kuò)口和非擴(kuò)口標(biāo)準(zhǔn)的接頭。各接頭的設(shè)計(jì)位置均應(yīng)置于易于檢驗(yàn)的區(qū)域，并且具有足夠的空間用于用具施加擰緊力矩。

為了減小氧氣泄漏后的影響，所有接頭的位置必須設(shè)計(jì)為即使泄漏也不會導(dǎo)致氧氣積聚在電氣部件周圍。且氧氣系統(tǒng)所有接頭均應(yīng)遠(yuǎn)離燃油、滑油、液壓系統(tǒng)各部件。

氧氣管路

氧氣管路各硬管必須使用管夾固定，防止飛機(jī)飛行過程中過大的管路移動(dòng)，并且對管夾與管路接觸面進(jìn)行保護(hù)防止擦傷。在振動(dòng)劇烈的區(qū)域推薦使用抗震管夾，盡可能地過濾因振動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力。

為了補(bǔ)償硬管間的安裝誤差、應(yīng)力等，軟管的使用也是必要的。軟管也應(yīng)充分固定，不能出現(xiàn)無控制的震蕩，但應(yīng)避免在彎折段安裝卡箍。尤其注意各軟管間不應(yīng)纏繞、摩擦。

避開易燃物

氧氣系統(tǒng)管路和各部件不應(yīng)安裝在內(nèi)部有可燃液體的管路或容器下方，避免其泄漏后有可能將可燃液體滴在氧氣系統(tǒng)部件表面。燃油、滑油或液壓設(shè)備應(yīng)特別注意，禁止將氧氣系統(tǒng)任何部件安裝在它們的下方或附近。

氧氣系統(tǒng)部件應(yīng)安裝在燃油、滑油和液壓系統(tǒng)以及任何可燃液體可能泄漏的區(qū)域上方至少150mm的距離外。如果由于空間等原因不能保證150mm的安全距離，那么應(yīng)在氧氣管路外圍安裝保護(hù)套，或使用擋板進(jìn)行隔離，防止液體濺射到氧氣管路、部件上。

避開飛機(jī)活動(dòng)部件

氧氣系統(tǒng)任何部件應(yīng)與飛機(jī)可活動(dòng)部件的最大運(yùn)動(dòng)偏離點(diǎn)至少保持50mm的距離。如果50mm的最小距離不能保證，氧氣管路必須考慮在機(jī)械損壞造成最嚴(yán)重負(fù)荷因素的情況下的防護(hù)問題。

特別要注意的是氧氣系統(tǒng)與主飛行操縱和發(fā)動(dòng)機(jī)控制活動(dòng)部件的距離不應(yīng)小于300mm。

避開電氣線路

氧氣管路應(yīng)與電氣線路保持150mm以上的距離。如果最小距離小于150mm，那么電纜線束外部必須使用有剛性支撐的導(dǎo)線管或管夾固定，保持線束固定不隨飛機(jī)運(yùn)動(dòng)而偏移。如此處理后可將最小安全距離需求降低至50mm。如果空間過小，50mm安全距離仍舊不能被滿足，那么電纜線束和電氣部件必須有額外的隔離措施，比如使用耐腐蝕的塑膠軟管包裹氧氣管路，以隔斷與氧氣系統(tǒng)之間空間。隔斷后可進(jìn)一步縮小最小安全距離需求至13mm。

此外，氧氣系統(tǒng)各部件與易發(fā)熱、易發(fā)生電火花的電氣部件（例如繼電器、斷路器等）的距離在沒有隔離的情況下不應(yīng)小于50mm。這是由于一旦這些電氣部件發(fā)生火災(zāi)，有可能燒穿氧氣管路或部件，造成氧氣泄漏。在氧氣的作用下火勢會迅速擴(kuò)散加強(qiáng)，引發(fā)一場在災(zāi)難性的大火。

電化腐蝕與電搭接

氧氣系統(tǒng)各部件應(yīng)使用相同材料以避免電化腐蝕。如果無法統(tǒng)一材料，則必須進(jìn)行必要的表面防腐蝕處理。

穩(wěn)定的電搭接也是防止氧氣系統(tǒng)電火花產(chǎn)生的必要防護(hù)措施。應(yīng)保證氧氣系統(tǒng)各部件、各管路均良好地搭接在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上。不銹鋼部件的搭接電阻不大于100mΩ，鋁合金部件的搭接電阻不大于10mΩ。

結(jié)束語

飛機(jī)氧氣系統(tǒng)由于它的特殊性，對于安全性的重視程度比較高。在方案設(shè)計(jì)階段就將安全性的設(shè)計(jì)理念融入其中，能夠從源頭上降低危險(xiǎn)事故發(fā)生的概率，并且減輕事故發(fā)生后的危害等級。本文從布置、安裝、材料使用等方面介紹了氧氣系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)方法，為讀者提供氧氣系統(tǒng)初期設(shè)計(jì)的一些思路。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.013