航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的滅火系統(tǒng)及滅火方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的主要火源，一般在設(shè)計(jì)階段就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)著火危害進(jìn)行防護(hù)。造成發(fā)動(dòng)機(jī)著火的首要條件有三個(gè):易燃物質(zhì)、火源和空氣。當(dāng)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)大多已經(jīng)采用隔離、探測(cè)等方式來(lái)控制前兩個(gè)因素，使發(fā)動(dòng)機(jī)的著火概率降低到安全范圍以?xún)?nèi)。但是對(duì)于空氣因素，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)機(jī)匣表面會(huì)達(dá)到較高的溫度，需要不斷向短艙內(nèi)通風(fēng)進(jìn)行冷卻，確保安裝在機(jī)匣上的其他部件正常工作，因此設(shè)計(jì)中一般不會(huì)采用控制空氣量的方式實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)火焰防護(hù)。
[0003]為了確保民用飛機(jī)的飛行安全，適航規(guī)章上將飛機(jī)上單次失效就可能導(dǎo)致火源、燃料和空氣這三個(gè)著火要素同時(shí)出現(xiàn)的區(qū)域定義為指定火區(qū)，指定火區(qū)內(nèi)安裝有火警探測(cè)裝置。當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，火警探測(cè)裝置會(huì)向機(jī)組成員發(fā)出警告信號(hào)，機(jī)組成員按照規(guī)定程序執(zhí)行滅火操作。某些情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)火情無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自然解除，這時(shí)需要向著火區(qū)域噴射滅火劑，實(shí)現(xiàn)可靠滅火。目前最常用的滅火劑是哈龍滅火劑，但是，由于這種滅火劑嚴(yán)重影響環(huán)境，國(guó)內(nèi)外滅火系統(tǒng)制造商都在積極尋找更加環(huán)保的滅火劑，以替代哈龍滅火劑，但目前還未發(fā)現(xiàn)更合適的滅火劑。
[0004]眾所周知，干冰和氮?dú)獾榷季哂忻黠@的抑制燃燒能力，并且其性能穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有危害，已作為生活中常用的滅火材料，但這兩種物質(zhì)的滅火效率都不如哈龍滅火劑。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)常用的滅火布局中，由于機(jī)匣表面冷卻的需要，短艙內(nèi)外保持恒壓，不斷有新鮮空氣注入，這一方面補(bǔ)充了助氧劑，另一方面稀釋了滅火劑，大大降低了滅火效果。因此，干冰、氮?dú)獾拳h(huán)保型滅火劑很難適用于當(dāng)前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)。如果航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中考慮采用干冰、氮?dú)獾拳h(huán)保型滅火劑，就必須考慮對(duì)滅火系統(tǒng)的布局進(jìn)行革新，需要新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡(jiǎn)要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡(jiǎn)化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)的短艙設(shè)有指定火區(qū)，指定火區(qū)內(nèi)布置有滅火劑噴嘴，該滅火劑噴嘴用于在發(fā)生火情時(shí)噴射滅火劑滅火，該系統(tǒng)包括:布置在該指定火區(qū)內(nèi)的可開(kāi)關(guān)的通風(fēng)入口和通風(fēng)出口，該通風(fēng)入口和該通風(fēng)出口用于注入和排出空氣；以及布置在該指定火區(qū)內(nèi)的可開(kāi)關(guān)的排液口，該排液口用于排出泄漏的易燃液體；其中，該通風(fēng)入口、該通風(fēng)出口和該排液口在該航空發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)處于打開(kāi)狀態(tài)，并且在該指定火區(qū)發(fā)生火情時(shí)切換為關(guān)閉狀態(tài)以阻止空氣流入該指定火區(qū)。
[0007]在一實(shí)例中，還包括布置在短艙內(nèi)的壓力傳感器以用于檢測(cè)短艙的內(nèi)外壓差，其中，響應(yīng)于該短艙的內(nèi)外壓差達(dá)到閾值，該排液口從關(guān)閉狀態(tài)被切換回打開(kāi)狀態(tài)以使該短艙的內(nèi)外壓差保持微正壓。
[0008]在一實(shí)例中，該系統(tǒng)還包括:布置在該排液口處的阻氧噴嘴，響應(yīng)于該排液口為了在火情時(shí)保持該短艙的內(nèi)外壓差為微正壓而處在打開(kāi)狀態(tài)下，該阻氧噴嘴向該排液口噴射滅火劑以阻斷空氣從該阻氧噴嘴回入到該指定火區(qū)內(nèi)。
[0009]在一實(shí)例中，該排液口包括活門(mén)，該排液口的活門(mén)是可打開(kāi)和關(guān)閉的，其中該阻氧噴嘴噴出的滅火劑的射流與該排液口的活門(mén)的法線間的角度大于O度小于90度。
[0010]在一實(shí)例中，該滅火劑是具有冷卻作用的環(huán)保型滅火劑。較優(yōu)地，該環(huán)保型滅火劑包括干冰或氮?dú)狻?br>[0011 ] 在一實(shí)例中，該通風(fēng)入口、和該通風(fēng)出口分別包括活門(mén)，該通風(fēng)入口和該通風(fēng)出口的活門(mén)是可打開(kāi)和關(guān)閉的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于操作航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)的方法，包括:在發(fā)生火情時(shí)，關(guān)閉通風(fēng)入口、通風(fēng)出口、和排液口以阻止空氣流入指定火區(qū)；以及打開(kāi)滅火劑噴嘴以向該指定火區(qū)內(nèi)噴射滅火劑。
[0013]在一實(shí)例中，該方法還包括:檢測(cè)該短艙的內(nèi)外壓差；以及在該短艙的內(nèi)外壓差達(dá)到閾值時(shí)，使該排液口從關(guān)閉狀態(tài)被切換回打開(kāi)狀態(tài)以使該短艙的內(nèi)外壓差保持微正壓。
[0014]在一實(shí)例中，該排液口處布置有阻氧噴嘴，該方法還包括:打開(kāi)該阻氧噴嘴向該排液口噴射滅火劑，以阻斷空氣從該排液口回流到該指定火區(qū)內(nèi)。
[0015]在一實(shí)例中，該方法還包括:在火情解除時(shí)，關(guān)閉該滅火劑噴嘴和該阻氧噴嘴。
【附圖說(shuō)明】
[0016]在結(jié)合以下附圖閱讀本公開(kāi)的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類(lèi)似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。
[0017]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的阻氧噴嘴的設(shè)置的示意圖；以及
[0019]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的操作航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。注意，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例描述的諸方面僅是示例性的，而不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。
[0021]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的航空發(fā)動(dòng)機(jī)滅火系統(tǒng)100的示意圖。如圖1所示，航空發(fā)動(dòng)機(jī)101位于短艙102內(nèi)，后者將航空發(fā)動(dòng)機(jī)101包裹起來(lái)。短艙102的作用主要可包括:a)提供流暢的氣動(dòng)外形，降低飛行阻力；b)為發(fā)動(dòng)機(jī)101提供防護(hù)，防止飛行中外物沖擊到發(fā)動(dòng)機(jī)本體；c)包容可能發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)火災(zāi)，防止火焰沖擊到短艙外側(cè)的部件。結(jié)構(gòu)上，短艙102內(nèi)側(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣外側(cè)之間留有一定間距，形成艙室，里面布置著發(fā)動(dòng)機(jī)的油路、電纜、控制系統(tǒng)、附件等設(shè)備。在艙室內(nèi)具備指定火區(qū)的條件的區(qū)域，可將該區(qū)域隔離為指定火區(qū)，指定火區(qū)由防火墻104隔開(kāi)。如圖所示，短艙102可包括指定火區(qū)103。
[0022]短艙102的指定火區(qū)103內(nèi)可布置有通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107，以用于短艙102的通風(fēng)之用。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)101處于正常工作狀態(tài)時(shí)，通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107用于使得新鮮空氣能夠循環(huán)流入流出。航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)附件等運(yùn)行散熱，使風(fēng)扇艙內(nèi)的溫度不斷上升。通過(guò)通風(fēng)入口 106流入的空氣就能對(duì)機(jī)匣表面起到冷卻作用，以緩解發(fā)動(dòng)機(jī)部件表面的高溫。
[0023]指定火區(qū)103內(nèi)還可布置有可開(kāi)關(guān)的排液口 108。在工作過(guò)程中，航空發(fā)動(dòng)機(jī)101有可能會(huì)泄漏出易燃液體。因此，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)101處于正常工作狀態(tài)時(shí)，排液口 108可用于排出可能泄漏出的易燃液體。
[0024]指定火區(qū)103內(nèi)還可布置有滅火劑噴嘴105。根據(jù)本發(fā)明的一方面，滅火劑噴嘴105可采用具有冷卻作用的環(huán)保型滅火劑，例如，干冰、氮?dú)獾鹊?。在指定火區(qū)103內(nèi)出現(xiàn)火情，并且火情無(wú)法自然解除時(shí)，可使用滅火劑噴嘴105噴射滅火劑進(jìn)行滅火。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一方面，通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107可以是可開(kāi)關(guān)的，即具有打開(kāi)狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)101處于正常工作狀態(tài)時(shí)，通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107可以打開(kāi)以起到正常通風(fēng)的作用。在一實(shí)例中，通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107可采用活門(mén)設(shè)計(jì)，通過(guò)活門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉來(lái)控制通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107的開(kāi)關(guān)。
[0026]另外，排液口 108也可以是可開(kāi)關(guān)的，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)101處于正常工作狀態(tài)時(shí)，排液口 108可處于打開(kāi)狀態(tài)以起到排出可能泄漏出的易燃液體的作用。在一實(shí)例中，排液口108可采用活門(mén)設(shè)計(jì)，通過(guò)活門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉來(lái)控制排液口 108的開(kāi)關(guān)。
[0027]按照航空安全標(biāo)準(zhǔn)，指定火區(qū)103內(nèi)一般都設(shè)有火警探測(cè)器(未示出)，當(dāng)火警探測(cè)器檢測(cè)到火情時(shí)，會(huì)向機(jī)組成員發(fā)出警告信號(hào)。如果火情較輕，能夠自然解除，則無(wú)需啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，如果火情較重，無(wú)法自然解除，則需要采用滅火劑消滅火情。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一方面，接到滅火指令后，通風(fēng)入口 106和通風(fēng)出口 107以及排液口108可被關(guān)閉，以阻止空氣流入指定火區(qū)103內(nèi)。另外，滅火劑噴嘴105可以打開(kāi)以向短艙102內(nèi)噴射滅火劑。通風(fēng)入