飞机防火系统维护特点分析

杨国旗

摘要：飞机防火系统由探测系统和灭火系统组成，可以对指定防护区的过热、烟雾或着火状况进行探测、监控和告警。一旦探测到防护区发生过热、烟雾或火情等危险情况，系统将向驾驶员发出告警，并提供有效的灭火或者火情抑制措施，保证飞机和人员的安全。系统可以对设备的工作进行状态监测和故障诊断，显示、记录飞行过程中的系统故障并进行故障隔离。本文主要对飞机的防火系统展开研究，首先介绍了飞机防火系统的功用、组成及特点;着重分析了飞机防火系统的工作原理，对飞机防火系统日常的维护工作也做了详细介绍。

关键词：飞机防火系统;故障;分析;维护

1 飞机防火系统基本组成

防火系统主要由探测系统、灭火系统和控制指示系统组成，如图1。其中探测系统包括发动机着火探测和告警、辅助动力装置（APU）着火探测和告警、主起落架舱过热探测、引气管泄漏过热探测、电子电器设备舱烟雾探测、货舱烟雾探测和盥洗室烟雾探测。灭火系统包括发动机灭火、辅助动力装置灭火、货舱灭火系统和抑制以及盥洗室自动灭火。控制指示系统包括驾驶舱指示和控制装置。

（1）探测系统

探测系统包括发动机着火探测、APU着火探测、货舱烟雾探测、主起落架舱过热探测、引气渗漏过热探测、盥洗室烟雾探测和电子电器设备舱烟雾探测。

探测器按照感受温度可分为：双金属、热电偶、热敏电阻、共晶盐、气动式和光纤探测器;按照感受光（火焰）可分为：紫外、红外、紫外红外复合、离子探测器;按照感受烟雾可分为：光电烟雾探测器、离子烟雾探测器;按照感受可燃气体可分为：气体传感器。

热敏电阻探测器和气动热敏探测器均适合发动机、APU和主起舱着火探测和过热探测，共晶盐探测器更适合于管路渗漏过热探测，而货舱主要使用光电烟雾探测器。

（2）灭火系统

灭火系统主要包括发动机灭火系统、APU灭火系统、货舱灭火系统、盥洗室灭火系统和手提式灭火瓶。

發动机舱、APU舱、货舱采用固定式灭火器进行灭火，驾驶舱、客舱由于有机组人员及旅客，一般使用手提灭火瓶进行灭火，电子设备舱一般机组人员可进入，可使用手提灭火瓶灭火，盥洗室内的垃圾桶需要用固定灭火器自动灭火。

发动机灭火系统应提供每台发动机连续两次灭火能力，当发动机着火探测系统探测到发动机着火，系统立刻向驾驶员发出报警信号。驾驶员判断确认火情后，通过在驾驶舱按压操作按钮对发动机舱内喷射灭火剂实施灭火。APU舱着火的处理方式同发动机着火类似，驾驶员通过在驾驶舱操作APU灭火瓶释放实施灭火。盥洗室内应设置盥洗室灭火系统，采用盥洗室灭火瓶对盥洗室废物箱进行灭火。驾驶舱和客舱内应设置灭火装置，采用手提式灭火瓶对驾驶舱和客舱进行灭火。手提式灭火瓶的功能是当驾驶舱或客舱有火情时，由机组人员使用手提式灭火瓶进行扑救。当货舱烟雾探测系统探测到货舱着火，系统立刻向驾驶员发出报警信号。驾驶员判断确认火情后，货舱灭火系统应能分别向前货舱或后货舱喷射灭火剂实施灭火和火情抑制。

（3）控制指示系统

防火系统的控制装置有两种基本方法，一种是综合控制系统方法;另一种是机电综合系统方法。传统的飞机采用综合控制系统方法，即采用独立的控制器对防火系统进行监测和控制，并实现防火系统和中央维护计算机以及其他系统的通信。新型的飞机大多选用机电综合系统方法，将防火系统控制功能集成到航电综合控制计算机中，由航电综合控制计算机对防火系统各部件进行监测和控制并提供指示和告警。

防火系统综合控制方法是由防火控制器、探测系统和灭火系统共同实现防火系统的功能，采用这种方法可以降低研发成本，加快研制进度，降低研制风险。防火系统的综合控制方法如图2所示。

防火系统的机电综合方法采用常规技术，主要由探测系统、灭火系统组成。具体实施的方法是将防火系统控制器软件集成到航电计算机，通过航电综合计算机运行防火控制软件实现防火系统控制器的功能，防火系统控制器/控制板负责接收发动机舱、APU舱、货舱、电子设备舱和盥洗室各探测器的报警和故障信号，进行逻辑判断后，自动控制发动机舱、APU舱、货舱、电子设备舱的灭火系统进行灭火，同时发送报警和故障信号给指示与告警设备。防火系统的机电综合控制方案如图3所示。

2 防火系统维护特点

（1）发动机防火系统的维护

由于发动机防火系统的精密度高，以及所处环境的特殊，可以采取以下的维护措施以减少可能的假火警信号的出现：

①利用平时打开发动机舱盖的时机，认真检查系统传感器的安装固定情况，查看传感器壳体有无撞坏或变形、热敏电偶是否与壳体接触或断开、传感器接线柱是否牢固、绝缘胶密封是否良好等。

②更换发动机时，加强对传感器和连接导线的检查，看导线是否有磨损、接线盒内的连接是否牢固及绝缘胶的密封是否完好。

③更换火警传感器时，一定要注意检查传感器的牌号是否正确，若更换的传感器牌号不匹配，即可能造成虚警。

④在天气潮湿或多雨季节，应经常对发动机舱进行通风，必要时可用空调车除湿或地面开车除潮，且应尽量避免淋雨受潮。

（2）货舱防火系统的维护

对货舱防火系统的维护主要是为了保证其正常的运行，并通过维护在一定程度上减少假火警的出现。具体可以采取以下措施：

①对探测器采取防电磁干扰的措施。在光电式烟雾探测器中光电管会受电磁干扰，输入光电流。

②加装过滤网。滤网加装在光电烟雾探测器的空气人口处，滤出产生假火警信号中直径较大的绒毛、灰尘等颗粒。但为了避免因脏物堵塞烟雾室的空气人口，必须对滤网进行定期清洗。

③增加烟雾探测器的数量。在货舱的不同位置加装光电烟雾探测器，且探测器之间的输出逻辑采用“与”逻辑。“与”逻辑要求每一个烟雾探测器都输出火警信号，报警电路才能被触发。而多个探测器同时受外界干扰因素影响的概率比单个探测器要小，所以经过“与”逻辑处理后，输出假火警的概率会减少。当然在飞行前应确保每一个探测器工作正常，以免出现单个探测器工作的情况。

④增加货物包装的密封性。对容易产生悬浮状小颗粒的货物要特殊包装，以免因为货物的小颗粒被烟雾探测器误认为是失火产生的烟雾小颗粒。

⑤对货舱做经常性的清洁工作。

（6）对部分故障率比较高的烟雾探测器进行改装，提高其可靠性。

（3）飞机灭火瓶的维护

灭火瓶管嘴的材料为一般为H70，而有些飞机（如运七）灭火瓶的管嘴黄铜为A-单相固溶体（A-黄铜）。目前，黄铜的应力腐蚀破坏开裂机理倾向于用变色膜破裂来解释。即在应力腐蚀开裂的介质中，铜合金晶界处优先生长出以Cu2O为主体的氧化物变色膜，其达到一定厚度后在拉应力作用下，发生脆性断裂。在膜的破裂处，腐蚀介质与金属又重新接触，生成新膜。其达到一定厚度后在拉应力作用下，膜又发生脆性断裂。如此往复，使铜合金产生晶间破裂。

管嘴表面镀镍层破损，基体材料在腐蚀环境中会产生腐蚀并形成表面腐蚀坑。表面腐蚀坑是便会成为材料应力腐蚀断裂的起源。

由于使用、维修过程中，管嘴材料表面的镀镍层被破坏，破坏处管嘴基体黄铜直接与潮湿的大气接触产生腐蚀。同时，在拉应力作用下螺纹根部因为应力集中产生裂纹源。最终，在腐蚀和拉应力共同作用下造成管嘴的应力腐蚀开裂。因管嘴结构原因，其不可避免地要受到拉应力，所以，只能通过对其表面进行镀覆，隔绝其与腐蚀介质的接触来避免应力腐蚀开裂。因此主要注意以下几点：

①维修过程中，注意对镀镍层的保护;

②采用无损检测对管嘴进行检测;

③对有必要的管嘴进行镀镍处理或更换管嘴。

综上所示，在日常的维护中，需根据不同的系统灭火的特点进行维护，才能保证飞机灭火系统的正常运行，从而保障飞机安全。

参考文献：

[1] 王志超.民用飞机防火系统研究[J].民用飞机设计与研究，2010（2）.

[2] 段维翔.飞机系统[M].成都：西南交通大学出版社，2002.

[3] 飞机防火灭火系统通用规范.中国航空工业总公司第六四〇研究所，1995.

[4] 盛乐山.航天电器[M].北京：科学出版社，1994.

[5] 朱新宇.民航飞机电气系统[M].成都：西南交通大学出版社，2010.