于水

【摘 要】本文依據(jù)相關(guān)的適航規(guī)章和民用飛機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，結(jié)合民用飛機(jī)各區(qū)域內(nèi)著火三要素的類型和特性，對可燃液體防火區(qū)域劃分的方法進(jìn)行了研究，為民用飛機(jī)可燃液體防火區(qū)域劃分和進(jìn)一步的防火分析提供了參考和依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】可燃液體泄漏區(qū)；分區(qū)；著火三要素

【Abstract】Based on the airworthiness regulations and the design features of civil aircraft， considered about the type and characteristics of the three essentials of fire in each zone of civil aircraft， the zone classified method of flammable fluid fire prevention design has been researched within this article， which provides the reference and guidance for civil aircraft flammable fluid fire prevention zone classified and further fire safety analysis.

【Key words】Flammable fluid zone；Zone classified；Three essentials of fire

0 引言

民用飛機(jī)上有存儲(chǔ)可燃液體的油箱和管路，以及與可燃液體管路相連的設(shè)備，在可燃液體存儲(chǔ)和使用的過程中均有可能會(huì)產(chǎn)生可燃液體泄漏，可燃液體泄漏區(qū)分區(qū)就是根據(jù)可燃液體泄漏在各區(qū)域的存在特性，結(jié)合各區(qū)域點(diǎn)火源的特性，進(jìn)行區(qū)域劃分，在此基礎(chǔ)上開展各區(qū)域的防火設(shè)計(jì)，進(jìn)一步采取措施降低區(qū)域產(chǎn)生著火的風(fēng)險(xiǎn)。

本文根據(jù)適航規(guī)章的要求，以及適航建議的方法，結(jié)合民用飛機(jī)各區(qū)域的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對可燃液體泄漏區(qū)分區(qū)方法進(jìn)行了研究和分析。

1 可燃液體防火概述

1.1 著火三要素

易燃材料、點(diǎn)火源、助燃劑（氧化劑）是著火的三個(gè)基本要素。著火是由三要素共同作用產(chǎn)生的，在正常狀態(tài)下，每一要素或其中兩個(gè)要素是以有控制的狀態(tài)存在的，但由于功能失效或意外，使某控制要素或其組合脫離了控制狀態(tài)，這些不受控制的基本要素同時(shí)存在，構(gòu)成潛在著火危險(xiǎn)。

1.2 易燃材料

對于民用飛機(jī)，應(yīng)考慮以下幾種易燃材料（包括易燃液體）對著火的影響： 燃油、潤滑油和酯類液體、液壓油、酒精和水的混合物、塑膠材料、復(fù)合材料、密封劑、絕緣/隔離涂層。

1.3 自燃點(diǎn)

易燃物的自燃點(diǎn)（自主點(diǎn)火溫度）是指在規(guī)定的條件下，易燃物質(zhì)發(fā)生自燃的最低溫度。對于飛機(jī)上的易燃液體，是指液體加熱到一定的溫度后，使其與空氣接觸，在不需引火的條件下，因劇烈的氧化而產(chǎn)生火焰自行燃燒的最低溫度。

1.4 點(diǎn)火源

點(diǎn)火源為一種熱源，預(yù)期會(huì)在飛機(jī)運(yùn)行和環(huán)境條件下產(chǎn)生，該熱源有足夠的溫度和能量點(diǎn)燃易燃材料。

名義點(diǎn)火源：與故障狀態(tài)無關(guān)的點(diǎn)火源。

潛在點(diǎn)火源：與故障狀態(tài)有關(guān)的點(diǎn)火源。

AC25.863 draft 規(guī)定了設(shè)備的表面溫度為易燃物自燃點(diǎn)50°F 以下時(shí)，可以認(rèn)為該溫度不會(huì)成為易燃物的點(diǎn)火源。

通常飛機(jī)中易燃液體（燃油）的最低自燃點(diǎn)為450°F（232°C），因此，將表面溫度超過400°F（204°C）的高溫表面/流體歸結(jié)為點(diǎn)火源。

此外，點(diǎn)火源還應(yīng)考慮火花/電弧和明火，具體分類如下：

1）熱表面：設(shè)備在正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下，大于等于204℃的高溫表面。常見熱表面類型點(diǎn)火源有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣/尾噴管/排氣管的表面區(qū)域、高溫引氣管路的表面區(qū)域和各種類型的過熱設(shè)備等；

2）熱流體：由于管路破裂或設(shè)備損壞導(dǎo)致釋放出大于等于204℃的高溫流體。典型的熱流體類型點(diǎn)火源是發(fā)生破裂的高溫引氣管路、接頭或閥門釋放出的高溫引氣；

3）火花/電?。河捎谀Σ?、電氣設(shè)備/電纜故障和靜電釋放等引起的火花/電弧；

4）明火：設(shè)備在正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下產(chǎn)生的火焰。常見的明火類型點(diǎn)火源有尾噴管點(diǎn)火、發(fā)動(dòng)機(jī)/APU 喘振產(chǎn)生的明火和故障下的電氣設(shè)備/電纜著火等。

2 可燃液體防火分區(qū)

2.1 分區(qū)概述

飛機(jī)各個(gè)區(qū)域通常都存在可作為助燃劑的空氣，根據(jù)著火的機(jī)理，飛機(jī)火災(zāi)通常都是由于易燃液體或其蒸氣的點(diǎn)燃而引起的。為了降低著火產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，需要對各區(qū)域內(nèi)易燃液體及其蒸氣以及點(diǎn)火源的存在狀態(tài)進(jìn)行分析和評估，在對各區(qū)域可燃液體泄漏及點(diǎn)火源產(chǎn)生的可能性評估的基礎(chǔ)上，對全機(jī)各區(qū)域進(jìn)行可燃液體防火區(qū)域劃分，確定著火危害產(chǎn)生的可能性并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以達(dá)到最小化著火產(chǎn)生的可能性及盡量降低著火產(chǎn)生的危害的目的。

2.2 分區(qū)方法和流程

根據(jù)民用飛機(jī)各區(qū)域可燃液體泄漏源和點(diǎn)火源的存在狀態(tài)，綜合考慮各區(qū)域的防護(hù)設(shè)計(jì)特征和著火風(fēng)險(xiǎn)影響，全機(jī)可以劃分為以下五種類型：

1）指定火區(qū)

CCAR 25.1181規(guī)定的區(qū)域；

2）火區(qū)

通常情況下存在可燃液體泄漏源，且存在名義點(diǎn)火源的區(qū)域；

3）易燃區(qū)

通常情況下任何包含可燃液體及其蒸氣的容器或區(qū)域內(nèi)，不包含點(diǎn)火源，一般為燃油箱、液壓油箱、滑油箱、存放和使用燃油液壓油導(dǎo)管和組件等；

4）可燃液體泄漏區(qū)

通常情況下存在可燃液體泄漏，但不存在名義點(diǎn)火源的區(qū)域，一般為氣密艙后部的機(jī)身內(nèi)部區(qū)域、前起輪艙、機(jī)翼除油箱以外的部分等飛機(jī)上預(yù)期存在可燃液體泄漏的非增壓區(qū)域。

5）非危險(xiǎn)區(qū)

與可燃液體及其蒸氣采取了隔絕措施，通常情況下不存在可燃液體泄漏的區(qū)域，一般為飛機(jī)的增壓部分，包括駕駛艙、客艙、貨艙、增壓區(qū)內(nèi)的設(shè)備艙等區(qū)域。

3 關(guān)于分區(qū)的相關(guān)說明

3.1 細(xì)化分區(qū)

通常在完成上述可燃液體防火分區(qū)后，還會(huì)針對某些區(qū)域內(nèi)的可燃液體泄漏源和點(diǎn)火源采取一定的防護(hù)隔離措施，在原來的分區(qū)基礎(chǔ)上，進(jìn)行細(xì)化分區(qū)。

細(xì)化分區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生原有區(qū)域類型的變化，舉例如下：

1）氣密隔框后增加隔離液壓管路的隔框，在隔框后的區(qū)域內(nèi)燃油管采取雙層管路設(shè)計(jì)，配置獨(dú)立的排液路徑，因此隔框后的區(qū)域不存在可燃液體泄漏源，僅存在潛在點(diǎn)火源，可以視為非危險(xiǎn)區(qū)。

2）某些機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口區(qū)域，在一定范圍內(nèi)只存在高溫，設(shè)計(jì)時(shí)避免了可燃液體到達(dá)該范圍內(nèi)，可以視為非危險(xiǎn)區(qū)。

3.2 其他分類說明

對于指定火區(qū)和火區(qū)，通常采用適航規(guī)章和咨詢通告中對于指定火區(qū)建議的防火設(shè)計(jì)措施，對于易燃區(qū)也有適用的防爆適航條款和咨詢通告要求，而非危險(xiǎn)區(qū)并不屬于可燃液體防火設(shè)計(jì)考慮的范疇，因此在對25.863條款進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證時(shí)，可燃液體泄漏區(qū)的劃分、評估、分析和驗(yàn)證尤為關(guān)鍵。

而可燃液體防火分區(qū)除了以上5種類型外，有時(shí)也會(huì)根據(jù)需要，在進(jìn)行著火風(fēng)險(xiǎn)評估和分析的過程中，引入以下幾類分區(qū)的概念：

1）鄰近指定火區(qū)

鄰近指定火區(qū)是指火區(qū)的物理鄰近區(qū)域，一般包括與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的吊掛、支柱、防火墻后面的短艙區(qū)域、不屬于指定（下轉(zhuǎn)第288頁）（上接第277頁）火區(qū)的風(fēng)扇整流罩以及APU部件的鄰近區(qū)域。通常情況下，防火墻可作為指定火區(qū)和鄰近指定火區(qū)劃分的一道邊界，考慮到防火墻的高溫特性，鄰近指定火區(qū)的防護(hù)措施通常參考指定火區(qū)的要求進(jìn)行，如布置上的分離、指定的通風(fēng)量、排液、耐火要求等。

2）包含液壓系統(tǒng)部件的區(qū)域

由于燃油管采取了雙層管路設(shè)計(jì)，因此可能的可燃液體泄漏源主要存在于包含液壓系統(tǒng)部件的區(qū)域，在此分區(qū)基礎(chǔ)上，針對這些區(qū)域內(nèi)可能的泄漏源特性，結(jié)合區(qū)域內(nèi)點(diǎn)火源的特性，進(jìn)行著火風(fēng)險(xiǎn)分析，對于指定的管路或接頭進(jìn)行設(shè)計(jì)更改或優(yōu)化，或采取相應(yīng)的點(diǎn)火源防護(hù)措施。

3）包含電子電氣設(shè)備的區(qū)域

對于所有包含電子電氣設(shè)備的區(qū)域，尤其是可能存在可燃液體泄漏源的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)評估和分析，涉及電子電氣設(shè)備數(shù)量多、導(dǎo)線復(fù)雜的區(qū)域，其潛在點(diǎn)火源相關(guān)的故障狀態(tài)分析相對復(fù)雜，可采取與可燃液體泄漏的隔離措施，避免電子電氣設(shè)備與可能的可燃液體漏液接觸。

4 結(jié)束語

本文的研究對民用飛機(jī)全機(jī)防火設(shè)計(jì)具有參考和指導(dǎo)意義，根據(jù)民用飛機(jī)各區(qū)域的布置和設(shè)計(jì)特征，結(jié)合著火三要素進(jìn)行可燃液體防火分區(qū)，是民用飛機(jī)防火設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的前提，對各區(qū)域可能引起著火的要素進(jìn)行識別，并在后續(xù)設(shè)計(jì)中考慮相應(yīng)的防護(hù)措施，有利于全機(jī)防火驗(yàn)證工作的順利開展和完成。

【參考文獻(xiàn)】

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