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飛機燃油箱點火源防護是防火系統(tǒng)設(shè)計的重要一部分

發(fā)布日期：2021-03-11 作者：大連義邦科技瀏覽數(shù)：11945

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至1959年有記錄起，世界上共有11架飛機失蹤，542人死亡皆因17起飛機油箱點燃事故所釀成的慘劇。

飛機燃油箱的安全是保障飛機正常飛行的重要保障之一，飛機燃油箱的防火抑爆能力不僅關(guān)系到飛機的生存和易損性，同時也關(guān)系到飛機利用率、成本及乘員安全。1990年起至今，全球至少有3架飛機因飛機的中央翼油箱（CWT）發(fā)生電熱爆炸造成在空中解體的空難事故。

盡管近幾十年來民用航空的安全性取得了長足進步，但涉及燃油箱安全的飛機事故還時有發(fā)生。其中最有代表的是1996年TWA800一架服役超過25年B747在空中解體造成230人死亡，后經(jīng)過美國國家交通運輸安全委員會（NTSB）對事故進行調(diào)查，結(jié)論是CWT外部短路產(chǎn)生能量，通過油量提示系統(tǒng)（FQIS）接線將短路高壓引入CWT，導(dǎo)致因放電燃油箱間隙混合氣，同時不排除位于CWT下方空調(diào)系統(tǒng)工作所產(chǎn)生的熱輻射，致使油氣混合氣達到自燃溫度引燃的可能。

因而飛機燃油箱一直以來都是飛機燃油惰化系統(tǒng)設(shè)計師、制造商、維修者和適航審定人員所關(guān)注的重點。由于可燃物質(zhì)航空煤油目前還無法被替代，聯(lián)邦航空（FFA）頒布了一系列修改方案和燃油箱點火源防護導(dǎo)則。至2001年6月根據(jù)SFAR88要求及歐洲航空安全局（EASA）的最新飛機設(shè)計要求，已明確飛機油箱點火源隔控的方法。

隨著復(fù)合材料取代鋁鎂合金作為客機油箱的主要應(yīng)用材料，復(fù)合材料油箱防火要求與鋁制油箱防火要求同樣重要。鋁鎂合金材料導(dǎo)熱系數(shù)為200-236Wm-1K-1，碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)為10-20Wm-1K-1，在防火和導(dǎo)熱性能上存在很大差異，因此復(fù)合材料油箱很容易局部過熱，同時當溫度升高到復(fù)合材料機體玻璃轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)變溫度后，會使其性能下降，拉伸性能基本不變，但壓縮強度會降低遠大于20%-30%。在正常的飛行過程中因震動或油箱內(nèi)外壓差會引起油箱結(jié)構(gòu)的變形（如凸起等）。

復(fù)合材料經(jīng)過長時間高溫烘烤、燒灼或造成復(fù)合材料表面溫度達到了玻璃轉(zhuǎn)化溫度后，在飛機震動或晃動作用下，可能出現(xiàn)部分開裂、分層、脫膠、滲漏和變形等，因此除在飛機設(shè)計中盡量避免因電火花、電弧、電器元件加熱達到能量界限、摩擦火花、熱平面輻射等可能會引起飛機火災(zāi)的重要因素以外，綜上所述復(fù)合材料尤為需熱平面輻射所帶來的性能下降。

熱防護材料的設(shè)計是為了減緩燃燒傳熱到結(jié)構(gòu)元件的過程，延緩溫度變化對其電阻的影響。根據(jù)它們的性質(zhì)，它們可以組成一個絕緣屏障，降低對被保護元件的傳熱速率。防火材料可以起到物理屏障的作用，降低能量傳遞率。例如，大連義邦輕薄型防火涂料，當防火涂料暴露在高溫或火中時,被動式防火屏障薄膜涂層會形成一個堅硬的碳屏障，通過自身吸收熱量降低被保護基材的溫度，阻礙燃燒物體所需燃料的獲取，阻止火勢的蔓延，起到很好的保護作用。

防火涂料誕生盡管已有40多年了，但即使工業(yè)較為發(fā)達的歐洲直到20世紀80年代后期才被廣泛使用，我國膨脹型防火涂料的發(fā)展 , 較國外工業(yè)發(fā)達國家晚15- 20年，雖然起步晚, 但發(fā)展速度快。目前，可耐高溫輕薄型的膨脹防火涂料將越來越受到精密航空工業(yè)的青睞 , 其發(fā)展前景十分廣闊。

本文意在傳播新材料資訊，文中圖片來自網(wǎng)絡(luò)。

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