化學(xué)氧氣發(fā)生器熱影響分析

萬(wàn)書(shū)婷　蔡坤

【摘 要】旅客氧氣模塊中的化學(xué)氧氣發(fā)生器工作時(shí)會(huì)持續(xù)發(fā)熱，有可能會(huì)對(duì)其周?chē)O(shè)備造成影響。因此，在旅客氧氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮化學(xué)氧氣發(fā)生器發(fā)熱影響。本文從適航條款符合性驗(yàn)證出發(fā)，提出一套化學(xué)氧氣發(fā)生器熱影響分析方法，為國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)旅客氧氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證提供了支持。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)氧氣發(fā)生器;熱影響;適航條款符合性

中圖分類(lèi)號(hào)： V245.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）15-0010-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.005

Analysis for Chemical Oxygen Generator Thermal Effect

WAN Shu-ting CAI Kun

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】The chemical oxygen generator which contain in passenger oxygen module will continued generate heat， it probably effect the equipment around.According to the airworthiness regulation compliance certification，design a thermal effect method for chemical oxygen generator，provide support for the design of domestic commercial aircraft passenger oxygen system and airworthiness certification.

【Key words】Chemical Oxygen Generator;Thermal Effect;Airworthiness regulation compliance

0 概述

化學(xué)氧氣發(fā)生器通常與供氧軟管、旅客氧氣面罩等集成在旅客服務(wù)裝置內(nèi)，化學(xué)氧氣發(fā)生器工作時(shí)會(huì)持續(xù)發(fā)熱，適航條款CCAR 25.1450（b）（1）要求化學(xué)氧氣發(fā)生器在工作時(shí)所產(chǎn)生的表面溫度，不得對(duì)飛機(jī)或機(jī)上乘員造成危害[1]，因此在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)進(jìn)行化學(xué)氧氣發(fā)生器的熱影響分析，確定其適宜布置的位置，在驗(yàn)證階段根據(jù)機(jī)上真實(shí)環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的溫度試驗(yàn)，保證在飛機(jī)真實(shí)環(huán)境下化學(xué)氧氣發(fā)生器發(fā)熱不會(huì)對(duì)周?chē)O(shè)備造成影響，完成對(duì)適航條款CCAR25.1450（b）（1）符合性驗(yàn)證。

1 化學(xué)氧氣發(fā)生器初步位置評(píng)估

本文以某型號(hào)的旅客服務(wù)裝置安裝方式作為案例進(jìn)行建模分析，僅需考慮距離最近設(shè)備的熱影響，如圖1所示，飛機(jī)的側(cè)壁燈集成在旅客服務(wù)裝置的凹槽內(nèi)，距離化學(xué)氧氣發(fā)生器最近，因此僅需分析化學(xué)氧氣發(fā)生器相對(duì)側(cè)壁燈之間的可接受距離。

2 溫度場(chǎng)分析

化學(xué)氧氣發(fā)生器從前開(kāi)始往后反應(yīng)，表面溫度大約在反應(yīng)5min時(shí)達(dá)到峰值，隨后溫度開(kāi)始逐漸下降，根據(jù)制造商的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，化學(xué)氧氣發(fā)生器反應(yīng)時(shí)的表面最高溫度為245℃，平均溫度為214℃。本文規(guī)劃了距離側(cè)壁燈18mm、22mm、25mm共計(jì)3個(gè)分析點(diǎn)，分析結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1所示的分析結(jié)果，規(guī)劃的3個(gè)分析點(diǎn)均滿(mǎn)足要求。真實(shí)環(huán)境下可考慮將化學(xué)氧氣發(fā)生器布置在距離側(cè)壁燈18mm處。

3 試驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)環(huán)境及臺(tái)架

本文在驗(yàn)證階段根據(jù)飛機(jī)旅客服務(wù)裝置內(nèi)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)室環(huán)境要求如下：

環(huán)境溫度：22℃;

濕度：70%;

安裝距離：18mm。

化學(xué)氧氣發(fā)生器和側(cè)壁燈安裝凹槽處各選取4個(gè)點(diǎn)粘貼熱電偶，距離等份間隔，化學(xué)氧氣發(fā)生器上的4個(gè)點(diǎn)分別距離其反應(yīng)初始位置30mm，60mm，90mm和120mm處，試驗(yàn)臺(tái)架如圖2所示。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

化學(xué)氧氣發(fā)生器正常工作時(shí)溫度在5min左右達(dá)到峰值，如圖3所示，在化學(xué)氧氣發(fā)生器試驗(yàn)點(diǎn)1（30mm），5min時(shí)溫度達(dá)到峰值240攝氏度，隨后溫度開(kāi)始逐步下降。

側(cè)壁燈處4個(gè)點(diǎn)的溫度均在21℃至23℃范圍內(nèi)波動(dòng)，峰值為22.6℃，如圖4所示，此溫度對(duì)側(cè)壁燈不會(huì)造成影響。

4 結(jié)論

化學(xué)氧氣發(fā)生器作為氧源，工作時(shí)會(huì)發(fā)出大量熱量。為了避免熱量對(duì)周?chē)O(shè)備以及人體造成影響，本文適航符合性的角度，設(shè)計(jì)出一種基于溫度場(chǎng)分析結(jié)合試驗(yàn)室驗(yàn)證方法，為國(guó)產(chǎn)民用飛機(jī)旅客氧氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和適航驗(yàn)證提供了支持。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)民用航空局第25部：運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].