一只燃油箱的獨(dú)白

李燕

我本是一只普普通通的箱體

見過大雁南飛，見過燕子歸來

見過孔明燈在空中閃爍著點(diǎn)點(diǎn)

微光

卻沒曾想

能有幸被飛機(jī)大哥提攜

裝了燃油

隨他九天之上逛一遭

然而，年少輕狂

他賦予我供油之責(zé)

我卻只當(dāng)小事一樁

幾經(jīng)磨難方知此事不易

必得潛心提升自我

方能不負(fù)提攜之恩

采取被動(dòng)式防爆措施

慚愧當(dāng)年，自20世紀(jì)50年代起，因我之緣故造成機(jī)毀人亡的案例有十?dāng)?shù)起。回首過往，一些典型事件依然讓人心有余悸。

種種過往，皆因我的不成熟。1996年7月17日，一架波音747飛機(jī)從美國(guó)紐約起飛后在13000英尺上空爆炸解體，原因是油箱內(nèi)燃油蒸氣和空氣的混合物遇到點(diǎn)火源引發(fā)燃油箱爆炸。這一次事故之后，NTSB、FAA和工業(yè)方全力以赴，花費(fèi)數(shù)年時(shí)間和大把美元進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查研究。2001年，F(xiàn)AA專門對(duì)我頒布了第102號(hào)修正案，對(duì)25.981條款進(jìn)行修訂。

我自是細(xì)細(xì)聆聽，深刻領(lǐng)會(huì)。此番修訂主要針對(duì)燃油箱系統(tǒng)的點(diǎn)火源防護(hù)和燃油箱可燃性定性要求。

FAA隨后在2008年繼續(xù)頒布第125號(hào)修正案對(duì)25.981條款再次進(jìn)行了大幅修訂，大大提高了對(duì)燃油箱可燃性的定量要求。意思就是，飛機(jī)大哥再不能隨便帶上我就飛天落地，而必須沉謀研慮，慎始敬終。

究其因，才能避其果。我的屢次爆炸正是因?yàn)椤捌鸹鹑切巍薄加?、氧氣和點(diǎn)火源之間的“完美配合”。

其中，點(diǎn)火源最是可惡，電弧電火花、線路打火、熱源等，防不勝防，雖然可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)減少源頭，但還是不能100%杜絕。

為達(dá)防爆目標(biāo)我也是絞盡腦汁，先后想出了兩大類措施：一類是被動(dòng)式防爆措施，另一類是主動(dòng)式防爆措施。

被動(dòng)式防爆措施，就是在油箱內(nèi)填充防爆材料，如網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料（抑爆泡沫）或鋁箔網(wǎng)。利用抑爆泡沫將油箱內(nèi)混合氣體的燃燒控制在局部，防止油箱內(nèi)氣體壓力超過承載限度而造成油箱的毀壞。

幾次嘗試后，問題依舊無法解決。不足并未讓我退縮，反而促使我再接再厲、精益求精。

從液氮保護(hù)到機(jī)載制氮

后來，我又想出了幾種主動(dòng)式防爆措施，即通過控制油箱上部氣相空間的氧濃度達(dá)到防火抑爆的目的，就是大家熟知的惰化措施。

采用油箱惰化技術(shù)，可以使油箱上部氣相空間的氧濃度在整個(gè)飛行過程中絕大部分時(shí)間低于支持燃燒的程度。為確保萬一，軍用飛機(jī)采用氧濃度不大于9%的惰性化標(biāo)準(zhǔn)，商用飛機(jī)的氧濃度指標(biāo)通常為12%（海平面）。

我最先想到的是液氮保護(hù)系統(tǒng)，即在飛機(jī)上設(shè)置液氮存儲(chǔ)裝置，當(dāng)需要對(duì)燃油箱氣相空間進(jìn)行惰化時(shí)，液氮存儲(chǔ)裝置通過一定的管路將氮?dú)忉尫诺饺加拖渲?，降低氣相空間內(nèi)的氧氣含量，減少燃油箱發(fā)生火災(zāi)的可能性。然而，飛機(jī)大哥又提出：飛機(jī)上并沒有那么大空間來存儲(chǔ)氮，而且，若是每個(gè)保障維護(hù)基地都配備液氮存儲(chǔ)加注裝置，也增加了后勤保障的難度。

沒辦法，我又想到了哈龍滅火，主要滅火對(duì)象是飛機(jī)引擎、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙、飛機(jī)燃油箱以及輔助動(dòng)力裝置等與飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)的區(qū)域。但這不屬于事前預(yù)防，而是一種飛機(jī)燃油箱或部件起火后所進(jìn)行的瞬間撲滅及抑火措施，缺點(diǎn)很明顯。

最后，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，機(jī)載制氮系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。以發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)內(nèi)部的高壓氣體或座艙的氣體作為氣源，通過空氣分離器將氣體分成富氮?dú)怏w和富氧氣體，富氮?dú)怏w可以進(jìn)入油箱使其氣相空間惰化，富氧氣體一般排出機(jī)外。

空氣分離模塊（簡(jiǎn)稱ASM）是該系統(tǒng)的核心部件，由數(shù)萬根中空纖維束組成，在壓差作用下，由于中空纖維膜對(duì)空氣中的氮?dú)夂脱鯕獾倪x擇透過性不一樣，把空氣分離為富氮?dú)怏w（NEA）和富氧氣體（OEA）。

相較于液氮系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)的核心裝置——空氣分離膜，能夠在飛機(jī)運(yùn)行的不同階段同步產(chǎn)生富氮?dú)怏w，長(zhǎng)時(shí)間保持燃油箱內(nèi)的氧濃度低于12%的燃爆下限，可以有效地保護(hù)燃油箱的安全，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)性、可靠性、維修性上具有優(yōu)勢(shì)。

經(jīng)濟(jì)油箱惰化系統(tǒng)誕生

但是，有的飛機(jī)很小，先天性“氣短”，顧自己就不錯(cuò)了，沒法分氣給我，哪怕一丁點(diǎn)，比如直升機(jī)。我只能另想他法……

新的靈感來源于美國(guó)Phyre公司在2004年為空軍研發(fā)的一種新型燃油除氧系統(tǒng)，它用于去除液體燃油中溶解的氧氣。首先，采用一種多孔透水物質(zhì)作為接觸器，用泵將惰性氣體（氮?dú)猓┹斔偷綒怏w接觸器中，使燃油與惰性氣體完全混合，燃油中溶解的氧氣便會(huì)逸出，經(jīng)過油氣分離器將燃油和氣體分離，即可實(shí)現(xiàn)除氧。

然后，將分離出的含有氧氣、氮?dú)夂腿加驼魵獾幕旌蠚怏w，引入一個(gè)溫度為176～204℃的催化反應(yīng)室中。在催化劑作用下，燃油蒸氣與氧氣反應(yīng)，生成二氧化碳和水蒸氣，通過冷凝將水濾出，得到含有二氧化碳的惰性氣體。

最后，將這些惰性氣體壓縮，使其繼續(xù)參與除氧循環(huán)。

一種經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保的油箱惰化系統(tǒng)由此誕生。它功耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，被稱作“綠色機(jī)載惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)（GOBIGGS）”。其創(chuàng)新點(diǎn)在于，使用催化劑將燃油蒸氣氧化，這樣既消除了燃油蒸氣，又達(dá)到了除氧的目的，反應(yīng)生成的二氧化碳還可作為惰性氣體循環(huán)使用，可謂一舉三得。