飞机氧气系统安全性设计研究

史云龙

摘 要 氧气作为助燃剂，其泄漏会导致局部氧浓度过高，往往成为火灾扩散的主要因素，造成严重的事故后果。因此对其系统设计进行安全性研究具有十分重要的现实意义。本人结合多年工作經验，同时参考现有研究理论，分别对飞机氧气安全系统各个环节的设计进行探究，希望为相关人员提供一定的参考。

关键词 飞机 氧气系统 安全性 设计

中图分类号：V245.3 文献标识码：A

0引言

氧气系统作为应急系统，为机上人员提供补充氧气，被现代民用飞机广泛使用，避免了高空缺氧的威胁，虽然氧气不会燃烧，但它属于强烈的助燃剂，在使用时应格外小心，避免与易燃易爆物品或者高温环境接触。飞机的氧气系统对于整个飞机来说，都是十分重要的存在，当飞机发生故障时，氧气系统可以给飞机上的乘客提供必要的氧气，因此对已进行研究，具有十分重要的现实意义。

1通用飞机的氧气系统简介

小型通用飞机的氧气系统包含固定式氧气系统和便携式氧气系统。其中固定式的氧气系统包含了机组人员氧气系统和乘员氧气系统。驾驶舱机组人员和乘员可根据需要随时打开供氧开关获得氧气。机组人员氧气系统、乘员氧气系统一般采用同一个气氧氧源，当氧源不足时机组人员可以通过一个切断阀来切断乘员供氧，这样可以优先保证机组人员供氧，提高飞机的安全性。便携式氧气系统是具有一个独立氧气源，并且可以在整个飞机内移动的氧气系统。与此同时，在实际使用中，便携式氧气系统一般主要用于急救的情况，或者应用于一些特殊需求的人员。

2机组氧气系统的组成和特点

2.1组成

机组氧气系统主要由氧气瓶组件、传感器、减压阀、维修面板、超压指示器、压力释放活门、氧气控制装置、输送管道以及一系列的控制电门和控制面板组成。

2.2特点

飞行机组氧气由高压氧气瓶通过供氧管和面罩供氧，供氧时间较长，和旅客氧气系统是独立的。飞行员可以在任何时候取下面罩吸氧。

3飞机氧气系统安全性设计

3.1氧气管路设计

氧气管路各硬管必须使用管夹固定，防止飞机飞行过程中过大的管路移动，并且对管夹与管路接触面进行保护防止擦伤。在振动剧烈的区域推荐使用抗震管夹，尽可能地过滤因振动产生的应力。为了补偿硬管间的安装误差、应力等，软管的使用也是必要的。软管也应充分固定，不能出现无控制的震荡，但应避免在弯折段安装卡箍。尤其注意各软管间不应缠绕、摩擦。

3.2管路接头

氧气管路接头属于主要的泄漏易发区域，所以在合理布置的前提下，应尽量减少接头的数量、种类，避免在同一系统中混合使用扩口和非扩口标准的接头。各接头的设计位置均应置于易于检验的区域，并且具有足够的空间便于用具施加拧紧力矩。为了减小氧气泄漏后的影响，所有接头的位置必须设计为即使泄漏也不会导致氧气积聚在电气部件周围，且氧气系统所有接头均应远离燃油、滑油、液压系统各部件。

3.3避开飞机活动部件

氧气系统任何部件应与飞机可活动部件的最大运动偏离点至少保持50mm的距离。如果50mm的最小距离不能保证，氧气管路必须考虑在机械损坏造成最严重负荷因素的情况下的防护问题。特别要注意的是氧气系统与主飞行操纵和发动机控制活动部件的距离不应小于300mm。

3.4避开电气线路

氧气管路应与电气线路保持150mm以上的距离。如果最小距离小于150mm，那么电缆线束外部必须使用有刚性支撑的导线管或管夹固定，保持线束固定不随飞机运动而偏移。如此处理后可将最小安全距离需求降低至50mm。如果空间过小，50mm安全距离仍旧不能被满足，那么电缆线束和电气部件必须有额外的隔离措施，比如使用耐腐蚀的塑胶软管包裹氧气管路，以隔断与氧气系统之间空间。隔断后可进一步缩小最小安全距离需求至13mm。此外，氧气系统各部件与易发热、易发生电火花的电气部件（例如继电器、断路器等）的距离在没有隔离的情况下不应小于50mm。

3.5避开易燃物

氧气系统管路和各部件不应安装在内部有可燃液体的管路或容器下方，避免其泄漏后将可燃液体滴在氧气系统部件表面。燃油、滑油或液压设备应特别注意，禁止将氧气系统任何部件安装在它们的下方或附近。氧气系统部件应安装在燃油、滑油和液压系统以及任何可燃液体可能泄漏的区域上方至少150mm的距离外。如果由于空间等原因不能保证150mm的安全距离，那么应在氧气管路外围安装保护套，或使用挡板进行隔离，防止液体溅射到氧气管路、部件上。

3.6电化腐蚀与电搭接

氧气系统各部件应使用相同材料以避免电化腐蚀。如果无法统一材料，则必须进行必要的表面防腐蚀处理。稳定的电搭接也是防止氧气系统电火花产生的必要防护措施。应保证氧气系统各部件、各管路均良好地搭接在飞机结构上。这样在实际使用过程中，才不会由于接触不好而影响使用效果，从而保障飞机上乘客的人身安全。

4提高飞机氧气系统安全性相关措施

影响通用飞机氧气系统安全的主要问题是氧气泄漏和高压氧气瓶爆裂。氧气泄漏包含管路泄漏、压力调节器渗漏和氧气面罩泄漏。在飞行前，打开固定式氧气系统开关。即使机组和乘员不使用氧气，由于系统存在的微小泄漏，氧气压力也会降低。在管道之间可以通过设置一个低压告警开关来提醒氧气管道压力过低的情况，当管道压力过低时，应查明氧气泄漏的原因，特别注意接头连接处的排查。压力调节器的渗漏流量较小，达不到吹走释压保护片的标准，因此很难发现。在实践中可以在释压片上喷洒肥皂水来判断是否存在压力调节器渗漏问题。随着现代技术的成熟，氧气面罩很少出现泄漏的情况，一般厂家在设备出厂之前都会进行氧气泄露的测试试验，合格以后才会进行售出使用，同时还会提供买方测试方法，以进一步确认氧气系统是合格的，不会出现漏气的情况。

5结束语

总而言之，氧气系统直接关系到飞行员的生命安全，在进行氧气系统设计时应进行充分的方案论证，但这并不能确保实际运行时由氧气系统引发灾难性事件是可以绝对避免的。同时作为相关人员应该不断提升自己的专业技术水平，学习国外相关先进的技术，相信随着科学技术的发展以及我们不断的努力，在该领域我们可以取得更好的研究成果。

参考文献

[1] 任朋浩.基于有限元法的氧气减压器强度分析[D].南京：南京航空航天大学，2016.endprint