民用飛機(jī)貨艙滅火劑濃度測(cè)量試驗(yàn)方法研究

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