Противопожарная система авиационных двигателей
Возможность возникновения пожара в процессе эксплуатации летательного аппарата обусловлена следующими факторами:
1) наличием на борту больших количеств горючих материалов;
2) самовоспламеняемостью топлив и масел при попадании их на горячую поверхность двигателя и агрегатов силовой установки;
3) расположением топливных баков близко от работающих двигателей;
4) различного рода летными и чрезвычайными происшествиями, вызываемыми разрушением отдельных агрегатов, нарушением правил пожарной безопасности, инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию летательных аппаратов;
5) взрывом паров топлива в надтопливном пространстве баков или в другом замкнутом объеме при возникновении в этой зоне пламени.
Источником воспламенения топлива могут быть повреждения отдельных участков электропроводки или разряды статического электричества, которые образуются из-за трения обшивки летательного аппарата о воздух во время полета, а также во время заправки топливных баков вследствие трения топлива при движении его в шлангах топливозаправщика.
Уменьшение возможности возникновения пожара на летательном аппарате, быстрая его локализация и тушение осуществляются путем конструктивных мероприятий, установки противопожарного оборудования, заполнения баков нейтральным газом, повышения эффективности противопожарных средств и надежности сигнализации.
Система нейтрального газа
На современных летательных аппаратах, имеющих большие запасы топлива, по мере его выработки в баках образуется значительное количество взрыво- и пожароопасной топливовоздушной смеси. Для предупреждения взрыва этой смеси на некоторых типах летательных аппаратов с неблагоприятным расположением топливных баков (например, в нижней части фюзеляжа) устанавливают кратковременно действующие (аварийные) системы нейтрального газа. Такие системы обеспечивают подачу нейтрального газа в надтопливное пространство баков перед аварийной посадкой. На сверхзвуковых летательных аппаратах возникает необходимость применения постоянно действующих в полете систем нейтрального газа, так как при увеличении скорости полета температура стенок баков может достигнуть температуры самовоспламенения паров топлива.
В качестве нейтрального газа используют азот и углекислоту, потребная взрывобезопасная концентрация которых (в % по объему воздуха) составляет 30–35%. Огнегасящий эффект этих газов заключается в том, что концентрация кислорода в топливовоздушной смеси становится ниже того минимума, при котором возможно горение. По условиям взрывобезопасности концентрация свободного кислорода в топливных баках не должна превышать 8–10% по объему.
При проектировании системы нейтрального газа к ней предъявляются следующие требования:
1) предотвращение воспламенения топливовоздушной смеси в баках при различных условиях полета. Для обеспечения этого требования в системе нужно сохранять заданную объемную концентрацию нейтрального газа при различных расходах топлива и режимах полета. Расход газа при открытой системе дренажа не должен быть чрезмерно большим;
2) достаточный запас нейтрального газа, необходимый для создания нужной концентрации в надтопливном пространстве баков в течение всего полета. При работе системы давление в баках не должно возрастать выше допустимого;
3) наличие приборов, обеспечивающих возможность контроля за работой системы в полете и проверку ее на земле;
4) надежность работы системы во всем диапазоне температур, при которых эксплуатируется летательный аппарат;
5) малая растворимость применяемого нейтрального газа в топливе;
6) небольшой вес системы, автоматизация действия, простота и безопасность эксплуатации.
Работает система нейтрального газа следующим образом (рисунок 1.1). Перед вынужденной посадкой летательного аппарата с убранным шасси или при возникновении пожара в отсеках, расположенных рядом с топливными баками, открывают кран 6, через который газ из баллона 1 поступает в надтопливное пространство баков. При достижении давления в баках 0,15–0,2 кг/см2 срабатывают сигнализаторы давления 10 и подают команду на закрытие перекрывного крана. Одновременно с этим открывается кран стравливания 3, через который остатки нейтрального газа выбрасываются в атмосферу. Система предусматривает также возможность поступления нейтрального газа в баки через жиклер-подогреватель 8 в течение всего полета. Давление газа в топливных баках составляет примерно 0,12–0,15 кг/см2. Калиброванное отверстие жиклера обеспечивает необходимое давление, заданный расход газа и время разрядки баллонов.
1 – баллон; 2 – сигнальное очко; 3 – кран стравливания; 4 – штуцер стравливания; 5 – жиклер; 6 – перекрывной кран; 7 – обратные клапаны; 8 – жиклер-подогреватель; 9 – дренаж бака; 10 – сигнализатор давления; 11 – топливный бак; 12 – подкачивающий насос
Рисунок 1.1 – Схема системы нейтрального газа
Нейтральный газ при необходимости может быть использован в системе тушения пожара. С этой целью на баллонах устанавливают комбинированный затвор, в котором расположены пиротехнические пусковые устройства механизма выпуска нейтрального газа в баки или в систему тушения пожара.
К недостаткам рассматриваемой системы относится большой вес баллонов, а также необходимость поддержания постоянного температурного режима баллонов из-за резкого изменения давления в них при изменении температуры. Кроме того, с увеличением объема топливных баков значительно возрастает вес системы, усложняется регулирование расхода газа и подачи его в топливные баки.
Для сверхзвуковых летательных аппаратов могут найти применение системы, в качестве нейтрального газа в которых будут использовать продукты сгорания топлива после освобождения их от паров воды. Такие системы обычно состоят из генератора, в котором сжигается топливо в смеси с воздухом для получения концентрации, соответствующей по составу нейтральному газу, конденсатора, предназначенного для охлаждения нейтрального газа и частичного отделения влаги, вымораживателя влаги и осушителя. Эти системы не получили пока распространения из-за неточного регулирования подачи топлива и воздуха в камеру сгорания с подъемом на высоту, неполного отделения влаги осушителем, ненадежного запуска.
Датчик сигнализации о пожаре
Датчики сигнализации о пожаре предназначены для того, чтобы своевременно обнаружить пожар, предупредить о его появлении экипаж и автоматически привести в действие первую очередь системы тушения пожара.
Надежность работы системы сигнализации может быть обеспечена, если будут выполнены следующие предъявляемые к ней требования:
1) быстрота действия: время выдачи сигнала с момента возникновения пожара не должно превышать 3 секунд;
2) многократность действия и надежность работы во всех условиях эксплуатации;
3) быстрое возвращение системы в исходное положение после прекращения пожара;
4) отсутствие подачи ложных сигналов;
Скачать реферат