直升机结构与系统第10章资料

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1、直升机结构与系统,第10章 防 火,直升机结构与系统 第十章 防 火,10.1 火警和烟雾探测及警告系统 10.1.1 防火系统的功用和组成 防火系统分为火警探测系统和灭火系统两部分。 火警探测系统对发动机和直升机机体潜在的着火区域的火警温度、过热温度、烟雾浓度，和高压热空气泄漏等状况进行监控，一旦监控数据达到警告值，立即发出目视和声响警告，并且指出需要采取措施的具体部位。,灭火系统是根据火警警告部位，由飞行员（或自动）控制启动灭火系统，迅速有效地实施灭火。 直升机“火区”部位的确定是由制造厂根据适航相关规定设置的，不同类型的直升机，“火区”划分也有差异。即使相同的“火区”划分，其具体的防火系

2、统配置也各有不同。 就大多数直升机而言，防火区域如图101 所示。主要防火区域有驾驶舱和客舱、发动机舱及货舱（行李舱）。,直升机结构与系统 第十章 防 火,10.1.2 警告信息描述 火警警告包括中央警告和局部警告， 中央警告为红色的主警告灯和连续强烈的警铃； 局部警告包括防火控制板上的红色警告灯，也包括ECAM （ Electronic Centralized Aircraft Monitoring ，空客飞机使用）或EICAS （ Engine Indication and Crew Alerting System，波音、庞巴迪飞机使用 ）上的信息。 一旦火情发生，火警探测系统立即向飞行员

3、发出警告： 处于明显位置的两个红色主警告灯亮，并伴有连续强烈的火警警铃，以催促飞行员立即查看处置。 红色的主警告灯和连续强烈的警铃警告称为主警告。主警告只告诉飞行员有火警（或重要警告）出现，但不能指出具体的火警（或故障）部位。 获知主警告后，飞行员需要通过查看ECAM 或EICAS 上的文字警告信息（如“L ENG FIRE左发火警等），或通过查看防火控制板上的火警指示，以确定具体火警部位；还可以通过查看警告灯牌及其他相关指示，进一步复核这些信息的一致性。 具体火警部位判明后，为避免主警告火警灯和连续强烈的火警警铃干扰飞行员的工作，应将主警告取消，可通过按压主火警灯或按压火警警铃切断按钮等方法

4、取消主警告。 取消主警告后，按照ECAM 或EICAS 上的文字信息或飞行操作手册或维护手册规定的灭火程序实施灭火。,庞巴迪宇航公司(Bombardier Aerospace)是庞巴迪公司的子公司。以员工人数计它是世界上第三大的飞机制造商(仅次于波音及空中客车)，及以年度付运量计全球第四大商业飞机制造商(仅次于波音、空中客车及巴西航空工业)。,直升机结构与系统 第十章 防 火,10.2 火警探测系统 10.2.1 火警探测系统的组成 火警探测系统由火警探测器、火警监控组件和火警信号装置 3 个部分组成。 火警探测器 直升机上的火警探测器是将表征火警条件的物理量转换为另一种物理量的器件。火警探测

5、器主要通过温度烟烟雾来探测火警，用温度敏感探测器监测发动机的过热，用烟雾探测器监测货舱的火警。,直升机上常用的火警探测器类型主要有： 热敏电门式火警探测器； 热电偶式火警探测器； 火焰式火警探测器； 电阻型火警探测器（感温环线）； 电容型火警探测器（感温环线）； 气体型火警探测器（感温环线）； 一氧化碳探测器； 光电式烟雾探测器； 离子型烟雾探测器。,通常将火警探测器按其探测范围分为“单元型”和“连续型”两大类。 “单元型”火警探测器安装在最有可能发生火警的部位； 而“连续型”火警探测器的分布尽可能覆盖整个防火区域。,直升机结构与系统 第十章 防 火,2火警监控组件 火警监控组件用于监控火警探

6、测器的参数变化，并输出一个表示火警存在的信号。 火警监控组件位于电子设备舱。 3火警信号装置 火警信号装置是将监控组件的输出信号转换为目视和声响警告信息。 它包括主警告（红色主警告灯和火警铃）和火警控制板上或 ECAM 或EICAS 上的文字警告信息，这些警告信息指明具体的火警部位，以便飞行员采取有效的灭火程序。,10.2.2 火警探测原理,单元型火警探测器 （1）热敏电门式火警探测器热电偶式火警探测器 热敏电门是一个双金属热敏开关，当温度达到某一值时，靠双金属片变形使触点闭合。,直升机结构与系统 第十章 防 火,（2）热电偶式火警探测器 热电偶元件是由两种不同的金属如铬镍合金和康铜接合（不能

7、焊接）而成，其中一个接合端点置于可能着火的部位，感受高的温度，称为热端；另一接合端点置于仅感受周围环境温度的地方，称为冷端。 着火时热端温度上升很快，而冷端温度基本不变，则在热端与冷端之间产生温差电势。检测这个电势的大小即可用于火警报警。,直升机结构与系统 第十章 防 火,（3）火焰式火警探测器 火焰式火警探测器是利用光敏元件（电阻）感受火焰产生的红外线的原理来探测火警的。 当探测器内的光敏元件感受到红外线时，电阻下降，该信号放大后驱动火警警告和音响警告电路。,2连续型火警探测器 为了在较大的防火区有效地探测火警，避免使用大量的单元型探测器，现代航空器通常使用连续型火警探测器。 连续型火警探测

8、器比单元型更能对防火区形成完整的覆盖，通常也称为感温环线。,按感温环线的构成和工作原理，可以分为电阻型感温环线、电容型感温环线和气体型感温环线3 种。,（1）电阻型感温环线 敏感元件的构造是在铬镍铁耐热腐蚀的合金管内装有在共晶盐中浸过的或特殊的陶瓷电阻芯子，在芯子中嵌有一根导线（称为芬沃尔环线）或两根导线（称为基德环线）。,直升机结构与系统 第十章 防 火,在基德环线内两根导线中的一根的两端与管壁相接并通过固定卡环接地。共晶盐陶瓷是具有随温度升高其电阻值降低特性的半导体材料。 由电阻型感温环线组成的探测系统如图 107 所示。在正常温度时，芯内导线对地具有高电阻，因此没有电流流动。 在过热或着

9、火情况下，芯体电阻值显著下降，有电流流动，火警控制组件敏感这个电流信号，其内部继电器工作，使火警信号装置报警。 （2）电容型感温环线 电容型感温环线是由若干段感温元件连接而成。每个感温元件的外管为不锈钢，内装一根中心电极（导线），外管与中心电极间的电介质为温度敏感的填充材料，构成圆筒形电容。 当达到警告温度时，电容值增大到某一数值，其充电或放电电流即可驱动警告信号装置报警。,直升机结构与系统 第十章 防 火,（3）气体型感温环线 图108 所示为现在常用的一种气体型火警探测器，它主要由感温管和压力膜片电门组成。感温管的壳体是不锈钢细管，管内充满了氦气，在管子中心有一根钛金属线（具有在低温吸人而

10、在高温放出氢气的特点）。,直升机结构与系统 第十章 防 火,3烟雾探测器原理 常见的烟雾探测器类型有：一氧化碳探测器、光电式烟雾探测器、离子型烟雾探测器和目测烟雾探测器等。 （1）一氧化碳探测器 一氧化碳探测器用来探测空气中一氧化碳气体的浓度，常用于驾驶舱和客舱的火警探测。 1）黄色硅胶指示管 它是一种可更换的指示管，管内装黄色硅胶（复合钼硅酸盐化合物，并由硫酸钯作催化剂）。当空气中含有一氧化碳时，管内黄色硅胶变为绿色，绿色的深浅与一氧化碳浓度成正比。 2）棕黄色纽扣状指示盘 正常时为棕黄色，遇到一氧化碳后变为深灰色再变为黑色，其变化颜色的时间与碳浓度有关。 （2）光电式烟雾探测器 光电式烟雾

11、探测器广泛用于货舱和电子设备舱，它是利用烟雾对光的折射（及吸收）原理制成的。 光电式烟雾探测器主要有两种形式：一种是折射式，如图109 所示；另一种是比较式，如图1010 所示。,直升机结构与系统 第十章 防 火,1）折射式光电烟雾探测器,直升机结构与系统 第十章 防 火,2）比较式光电烟雾探测器,直升机结构与系统 第十章 防 火,（3）离子型烟雾探测器 离子型烟雾探测器采用少量的放射性材料，当两极加上电压后使探测器室内的空气电离，这样就会有一定的电流流过探测器。 当有烟雾的空气通过探测器时，烟雾的微小粒子附着在离子上，使离子浓度降低，通过探测器的电流下降，当电流下降到预定警告值时，发出声光报

12、警。 图1011 所示为离子型烟雾探测器的原理图。,早期直升机的驾驶舱内装有一个烟雾观察筒，观察货舱是否有烟雾存在。 利用文氏管将货舱空气通过观察筒，在飞行中，需要时打开指示灯，如果有烟雾存在，光线的散射会使灯亮；否则观察筒看不到光亮，即通过灯的亮暗判断烟雾是否存在。,（4）目测烟雾探测器,直升机结构与系统 第十章 防 火,10.2.3 典型发动机火警探测系统的工作和说明,每台发动机前后各有一个火警探测器； 控制放大器和测试开关； 警告灯和语音警告系统。,火警发生时，前或后火警探测发生火警信号到控制放大器，经放大器放大后，使正副驾驶的火警“T”形把手的“#1ENG EMER OFF”或“#2

13、ENG EMER OFF”的警告灯点亮，同时警告铃响。按压正副驾驶任何一个“FIRE PRESS- TONE OFF”警告灯来关闭语音警告。,直升机结构与系统 第十章 防 火,10.3.1 火的种类和灭火方法,10.3直升机灭火系统,燃烧三要素 任何物质当剧烈发生氧化反应同时发光、发热时，则称为燃烧。燃烧的 3个要素是燃料、氧气和热源，如图1013 所示。 燃烧的必要条件是： 燃料在常温或某一高温下，任何物质只要能与氧化合，产生大量的热，那么这种被消耗掉的物质称为燃料，例如木材、燃油和铝合金等。 氧气氧气在燃烧过程中是不可缺少的物质，氧气通过氧化过程与另一些物质进行化合。 燃烧的充分条件是：

14、热源起始引火。热源将有关物质加热到燃点温度，在此温度下，燃烧可以进行得足够快速而不需要再从外界获得热量。,直升机结构与系统 第十章 防 火,2灭火的基本途径 防火的手段是使燃烧三要素的必要条件和充分条件得不到满足，以避免火灾。 而灭火则是一旦着火时，迅速有效地使燃烧三要素中的一个或两个条件缺少或消除，使燃烧停止，将损坏最小化。 灭火通常使用灭火剂，其灭火机理是： 隔离氧气； 物理冷却，使燃烧物温度降低到燃点以下； 化学冷却，阻隔热量的传递，相当于使未燃物与已燃物隔开，使未燃物部分不满足燃烧的充分条件。 3火的种类 根据国际防火协会规定，可将火分成3 个基本类型，即A 类火、B 类火和C类火，此

15、外还有派生的D 类火。 A 类火是由一般燃烧物如木材、布、纸、装饰物等燃烧引起。 B 类火是由易燃石油产品或其他易燃液体、滑油、溶剂、油漆等燃烧引起。 C 类火是由通电电器的短路引起的燃烧。发现电器短路着火，应立即设法切断电源。 D 类火是由易燃金属燃烧引起的。不把D 类火看作基本类型火，因为它通常是由A、B 或C 类火引燃的。,直升机结构与系统 第十章 防 火,4灭火剂 根据不同的火源特性，常用的灭火剂主要有卤烃、干粉、惰性冷却气体和水。 （1）卤代烃（氟利昂）灭火剂 这是航空器和地面上广泛使用的灭火剂。 其优点是：它适用于灭A、B 和C类火，低毒，灭火后无残留物。但氟利昂破坏地球的臭氧层，

16、从1994 年开始地面上已不允许使用，但在航空器的灭火系统中可以使用直到有代替物为止。 卤代烃的灭火机理是：卤代烃本身、卤代烃与比如燃油燃烧生成的物质进行化学反应所生成的新物质，都具有阻止热量传递的作用，这称为“化学冷却”或“能量传递中断”。这种阻隔相当于将未燃烧部分燃料与燃烧处隔离，使灭火更为有效。 （2）干粉灭火剂 干粉灭火采用干燥的化学粉末（如碳酸氢钠等）灭火剂进行灭火。 从理论上讲，它适用于灭A、B、C、D 各类火，特别适用于轮舱刹车片起火。 干粉灭D类火后，有的干粉残留对铝等有腐蚀作用，应注意清除。 干粉灭火的机理是粉末受热后释放 CO2 气体，从而隔离氧气灭火，也具有分解吸热冷却作用。,直升机结构与系统 第十章 防 火,（3）惰性冷却气体灭火剂 二氧化碳（CO2）和氮气（N2）是两种很有效的惰性冷却气体灭火剂。 常温下 CO2 为气态，经加压（7001000psi）以液态形式储存在灭火瓶内。喷射时 CO2 液化气吸热变为气态，具