《直升機結構與系統》第十章防火10.1火警和煙霧探測及警告系統10.1.1防火系統的功用和組成防火系統分為火警探測系統和滅火系統兩部分。火警探測系統對發動機和直升機機體潛在的著火區域的火警溫度、過熱溫度、煙霧濃度，和高壓熱空氣泄漏等狀況進行監控，一旦監控數據達到警告值，立即發出目視和聲響警告，并且指出需要采取措施的具體部位。滅火系統是根據火警警告部位，由飛行員（或自動）控制啟動滅火系統，迅速有效地實施滅火。直升機“火區”部位的確定是由制造廠根據適航相關規定設置的，不同類型的直升機，“火區”劃分也有差異。即使相同的“火區”劃分，其具體的防火系統配置也各有不同。就大多數直升機而言，防火區域如圖10—1所示。主要防火區域有駕駛艙和客艙、發動機艙及貨艙（行李艙）。第1頁/共27頁第一頁，共28頁。《直升機結構與系統》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，中央警告為紅色的主警告燈和連續強烈的警鈴；局部警告包括防火控制板上的紅色警告燈，也包括ECAM（

ElectronicCentralizedAircraftMonitoring，空客飛機使用）或EICAS（

EngineIndicationandCrewAlertingSystem，波音、龐巴迪飛機使用

）上的信息。一旦火情發生，火警探測系統立即向飛行員發出警告：處于明顯位置的兩個紅色主警告燈亮，并伴有連續強烈的火警警鈴，以催促飛行員立即查看處置。紅色的主警告燈和連續強烈的警鈴警告稱為主警告。主警告只告訴飛行員有火警（或重要警告）出現，但不能指出具體的火警（或故障）部位。獲知主警告后，飛行員需要通過查看ECAM或EICAS上的文字警告信息（如“LENGFIRE'’左發火警等），或通過查看防火控制板上的火警指示，以確定具體火警部位；還可以通過查看警告燈牌及其他相關指示，進一步復核這些信息的一致性。具體火警部位判明后，為避免主警告火警燈和連續強烈的火警警鈴干擾飛行員的工作，應將主警告取消，可通過按壓主火警燈或按壓火警警鈴切斷按鈕等方法取消主警告。取消主警告后，按照ECAM或EICAS上的文字信息或飛行操作手冊或維護手冊規定的滅火程序實施滅火。龐巴迪宇航公司(BombardierAerospace)是龐巴迪公司的子公司。以員工人數計它是世界上第三大的飛機制造商(僅次于波音及空中客車)，及以年度付運量計全球第四大商業飛機制造商(僅次于波音、空中客車及巴西航空工業)。第2頁/共27頁第二頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火10.2火警探測系統10.2.1火警探測系統的組成火警探測系統由火警探測器、火警監控組件和火警信號裝置3個部分組成。火警探測器直升機上的火警探測器是將表征火警條件的物理量轉換為另一種物理量的器件。火警探測器主要通過溫度煙煙霧來探測火警，用溫度敏感探測器監測發動機的過熱，用煙霧探測器監測貨艙的火警。直升機上常用的火警探測器類型主要有：①熱敏電門式火警探測器；②熱電偶式火警探測器；③火焰式火警探測器；④電阻型火警探測器（感溫環線）；⑤電容型火警探測器（感溫環線）；⑥氣體型火警探測器（感溫環線）；⑦一氧化碳探測器；⑧光電式煙霧探測器；⑨離子型煙霧探測器。通常將火警探測器按其探測范圍分為“單元型”和“連續型”兩大類。“單元型”火警探測器安裝在最有可能發生火警的部位；而“連續型”火警探測器的分布盡可能覆蓋整個防火區域。第3頁/共27頁第三頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火2．火警監控組件火警監控組件用于監控火警探測器的參數變化，并輸出一個表示火警存在的信號。火警監控組件位于電子設備艙。3．火警信號裝置火警信號裝置是將監控組件的輸出信號轉換為目視和聲響警告信息。它包括主警告（紅色主警告燈和火警鈴）和火警控制板上或ECAM或EICAS上的文字警告信息，這些警告信息指明具體的火警部位，以便飛行員采取有效的滅火程序。10.2.2火警探測原理單元型火警探測器（1）熱敏電門式火警探測器熱電偶式火警探測器熱敏電門是一個雙金屬熱敏開關，當溫度達到某一值時，靠雙金屬片變形使觸點閉合。第4頁/共27頁第四頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（2）熱電偶式火警探測器熱電偶元件是由兩種不同的金屬如鉻鎳合金和康銅接合（不能焊接）而成，其中一個接合端點置于可能著火的部位，感受高的溫度，稱為熱端；另一接合端點置于僅感受周圍環境溫度的地方，稱為冷端。著火時熱端溫度上升很快，而冷端溫度基本不變，則在熱端與冷端之間產生溫差電勢。檢測這個電勢的大小即可用于火警報警。第5頁/共27頁第五頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（3）火焰式火警探測器火焰式火警探測器是利用光敏元件（電阻）感受火焰產生的紅外線的原理來探測火警的。當探測器內的光敏元件感受到紅外線時，電阻下降，該信號放大后驅動火警警告和音響警告電路。2．連續型火警探測器為了在較大的防火區有效地探測火警，避免使用大量的單元型探測器，現代航空器通常使用連續型火警探測器。連續型火警探測器比單元型更能對防火區形成完整的覆蓋，通常也稱為感溫環線。按感溫環線的構成和工作原理，可以分為電阻型感溫環線、電容型感溫環線和氣體型感溫環線3種。（1）電阻型感溫環線敏感元件的構造是在鉻鎳鐵耐熱腐蝕的合金管內裝有在共晶鹽中浸過的或特殊的陶瓷電阻芯子，在芯子中嵌有一根導線（稱為芬沃爾環線）或兩根導線（稱為基德環線）。第6頁/共27頁第六頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火在基德環線內兩根導線中的一根的兩端與管壁相接并通過固定卡環接地。共晶鹽陶瓷是具有隨溫度升高其電阻值降低特性的半導體材料。由電阻型感溫環線組成的探測系統如圖10—7所示。在正常溫度時，芯內導線對地具有高電阻，因此沒有電流流動。在過熱或著火情況下，芯體電阻值顯著下降，有電流流動，火警控制組件敏感這個電流信號，其內部繼電器工作，使火警信號裝置報警。（2）電容型感溫環線電容型感溫環線是由若干段感溫元件連接而成。每個感溫元件的外管為不銹鋼，內裝一根中心電極（導線），外管與中心電極間的電介質為溫度敏感的填充材料，構成圓筒形電容。當達到警告溫度時，電容值增大到某一數值，其充電或放電電流即可驅動警告信號裝置報警。第7頁/共27頁第七頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（3）氣體型感溫環線圖10—8所示為現在常用的一種氣體型火警探測器，它主要由感溫管和壓力膜片電門組成。感溫管的殼體是不銹鋼細管，管內充滿了氦氣，在管子中心有一根鈦金屬線（具有在低溫吸人而在高溫放出氫氣的特點）。第8頁/共27頁第八頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火3．煙霧探測器原理常見的煙霧探測器類型有：一氧化碳探測器、光電式煙霧探測器、離子型煙霧探測器和目測煙霧探測器等。（1）一氧化碳探測器一氧化碳探測器用來探測空氣中一氧化碳氣體的濃度，常用于駕駛艙和客艙的火警探測。1）黃色硅膠指示管它是一種可更換的指示管，管內裝黃色硅膠（復合鉬硅酸鹽化合物，并由硫酸鈀作催化劑）。當空氣中含有一氧化碳時，管內黃色硅膠變為綠色，綠色的深淺與一氧化碳濃度成正比。2）棕黃色紐扣狀指示盤正常時為棕黃色，遇到一氧化碳后變為深灰色再變為黑色，其變化顏色的時間與碳濃度有關。（2）光電式煙霧探測器光電式煙霧探測器廣泛用于貨艙和電子設備艙，它是利用煙霧對光的折射（及吸收）原理制成的。光電式煙霧探測器主要有兩種形式：一種是折射式，如圖10—9所示；另一種是比較式，如圖10—10所示。第9頁/共27頁第九頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火1）折射式光電煙霧探測器第10頁/共27頁第十頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火2）比較式光電煙霧探測器第11頁/共27頁第十一頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（3）離子型煙霧探測器離子型煙霧探測器采用少量的放射性材料，當兩極加上電壓后使探測器室內的空氣電離，這樣就會有一定的電流流過探測器。當有煙霧的空氣通過探測器時，煙霧的微小粒子附著在離子上，使離子濃度降低，通過探測器的電流下降，當電流下降到預定警告值時，發出聲光報警。圖10—11所示為離子型煙霧探測器的原理圖。早期直升機的駕駛艙內裝有一個煙霧觀察筒，觀察貨艙是否有煙霧存在。利用文氏管將貨艙空氣通過觀察筒，在飛行中，需要時打開指示燈，如果有煙霧存在，光線的散射會使燈亮；否則觀察筒看不到光亮，即通過燈的亮暗判斷煙霧是否存在。（4）目測煙霧探測器第12頁/共27頁第十二頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火10.2.3典型發動機火警探測系統的工作和說明①每臺發動機前后各有一個火警探測器；②控制放大器和測試開關；③警告燈和語音警告系統。火警發生時，前或后火警探測發生火警信號到控制放大器，經放大器放大后，使正副駕駛的火警“T”形把手的“#1ENGEMEROFF”或“#2ENGEMEROFF”的警告燈點亮，同時警告鈴響。按壓正副駕駛任何一個“FIREPRESS-TONEOFF”警告燈來關閉語音警告。第13頁/共27頁第十三頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火10.3.1火的種類和滅火方法10.3直升機滅火系統燃燒三要素任何物質當劇烈發生氧化反應同時發光、發熱時，則稱為燃燒。燃燒的3個要素是燃料、氧氣和熱源，如圖10—13所示。燃燒的必要條件是：燃料——在常溫或某一高溫下，任何物質只要能與氧化合，產生大量的熱，那么這種被消耗掉的物質稱為燃料，例如木材、燃油和鋁合金等。氧氣——氧氣在燃燒過程中是不可缺少的物質，氧氣通過氧化過程與另一些物質進行化合。燃燒的充分條件是：熱源——起始引火。熱源將有關物質加熱到燃點溫度，在此溫度下，燃燒可以進行得足夠快速而不需要再從外界獲得熱量。第14頁/共27頁第十四頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火2．滅火的基本途徑防火的手段是使燃燒三要素的必要條件和充分條件得不到滿足，以避免火災。而滅火則是一旦著火時，迅速有效地使燃燒三要素中的一個或兩個條件缺少或消除，使燃燒停止，將損壞最小化。滅火通常使用滅火劑，其滅火機理是：①隔離氧氣；②物理冷卻，使燃燒物溫度降低到燃點以下；③化學冷卻，阻隔熱量的傳遞，相當于使未燃物與已燃物隔開，使未燃物部分不滿足燃燒的充分條件。3．火的種類根據國際防火協會規定，可將火分成3個基本類型，即A類火、B類火和C類火，此外還有派生的D類火。A類火是由一般燃燒物如木材、布、紙、裝飾物等燃燒引起。B類火是由易燃石油產品或其他易燃液體、滑油、溶劑、油漆等燃燒引起。C類火是由通電電器的短路引起的燃燒。發現電器短路著火，應立即設法切斷電源。D類火是由易燃金屬燃燒引起的。不把D類火看作基本類型火，因為它通常是由A、B或C類火引燃的。第15頁/共27頁第十五頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火4．滅火劑根據不同的火源特性，常用的滅火劑主要有鹵烴、干粉、惰性冷卻氣體和水。（1）鹵代烴（氟利昂）滅火劑這是航空器和地面上廣泛使用的滅火劑。其優點是：它適用于滅A、B和C類火，低毒，滅火后無殘留物。但氟利昂破壞地球的臭氧層，從1994年開始地面上已不允許使用，但在航空器的滅火系統中可以使用直到有代替物為止。鹵代烴的滅火機理是：鹵代烴本身、鹵代烴與比如燃油燃燒生成的物質進行化學反應所生成的新物質，都具有阻止熱量傳遞的作用，這稱為“化學冷卻”或“能量傳遞中斷”。這種阻隔相當于將未燃燒部分燃料與燃燒處隔離，使滅火更為有效。（2）干粉滅火劑干粉滅火采用干燥的化學粉末（如碳酸氫鈉等）滅火劑進行滅火。從理論上講，它適用于滅A、B、C、D各類火，特別適用于輪艙剎車片起火。干粉滅D類火后，有的干粉殘留對鋁等有腐蝕作用，應注意清除。干粉滅火的機理是粉末受熱后釋放CO2

氣體，從而隔離氧氣滅火，也具有分解吸熱冷卻作用。第16頁/共27頁第十六頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（3）惰性冷卻氣體滅火劑二氧化碳（CO2）和氮氣（N2）是兩種很有效的惰性冷卻氣體滅火劑。常溫下CO2

為氣態，經加壓（700—1000psi）以液態形式儲存在滅火瓶內。噴射時CO2

液化氣吸熱變為氣態，具有降低燃燒物表面溫度的冷卻作用。釋放出的CO2

在轉化為氣態時體積膨脹約為500倍，可沖淡燃燒物表面的氧氣。CO2的密度約為空氣的1.5倍，可在燃燒物表面形成覆蓋，以隔離氧氣。氮氣（N2）通過沖淡氧氣和隔離氧氣的方法滅火。由于N2

提供的溫度更低，并且N2

提供的沖淡氧氣的容積幾乎等于二氧化碳的兩倍，因此N2

作為滅火劑更有效。N2的缺點是必須以液態儲存，需要特殊的儲存和管路設備，設備的特殊性和重量使得大型飛機才有可能使用N2

滅火。（4）水或泡沫水類滅火劑水或泡沫水類滅火劑只適用于滅A類火，水的主要缺點是具有導電性，現代航空器上很少采用。水滅火的機理是水具有濕潤和冷卻作用。5．火的種類與相應的滅火劑第17頁/共27頁第十七頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火10.3.2直升機滅火系統的類型直升機滅火系統分為固定滅火系統和手提式滅火器。固定滅火系統指固定安裝的專用滅火系統，它包括滅火瓶、噴射導管和滅火控制組件，主要用于發動機滅火。某些直升機貨艙也采用固定滅火系統滅火。直升機上也裝有若干個手提滅火瓶，主要用于客艙或駕駛艙滅火。直升機部位的不同，需要采用不同的滅火方式，通常采用以下幾種滅火方法：①自動報警自動滅火；②自動報警人工滅火；③手提滅火瓶滅火。1．手提式滅火器（1）手提式滅火器的使用（2）手提式滅火器的檢查必須定期檢查手提式滅火器滅火瓶到期必須更換，如果壓力指示不正確或安全銷安裝不正確，必須更換滅火器，并對滅火瓶進行維護。第18頁/共27頁第十八頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（1）固定式滅火瓶典型的固定式滅火瓶由瓶體、壓力表、易熔安全塞（釋壓活門）、易碎片、釋放爆管（爆炸帽）、濾網、電插頭和排放活門等組成，如圖10—15所示。2．固定滅火系統在發動機、貨艙安裝有固定滅火系統，所有滅火系統有相同的操作方法和主要部件。固定滅火系統的主要部件有滅火瓶、帶爆炸帽的釋放活門、帶噴嘴的管、滅火系統控制和監測電路。1）滅火瓶體當滅火瓶附近有破裂的引氣管道或高溫時，滅火瓶內的壓力會隨溫度的升高而增加，為了防止滅火瓶超壓而爆炸，所有滅火瓶都有超壓釋放功能。第19頁/共27頁第十九頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火第20頁/共27頁第二十頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火2）釋放活門為了使用儲存在滅火瓶內的滅火劑，滅火瓶上安裝有釋放活門及安裝在釋放活門內的一個爆炸帽。通常一個滅火瓶上安裝有一個釋放活門，但為了滿足一個滅火瓶可以給不同的區域實施滅火的要求，一個滅火瓶上也可能有2個或3個釋放活門，如圖10—17所示。所有釋放活門都有同樣的功能和組件，在釋放活門中心有一個裝有爆炸帽（內有約400mg炸藥，屬于C類爆炸物）的釋放爆管。當釋放爆管通電爆炸時，釋放活門內的易碎片破裂，滅火劑通過破裂的易碎片離開滅火瓶釋放。（2）發動機滅火系統發動機采用固定滅火系統，多數發動機采用自動報警人工滅火方式，也有的發動機采用自動報警自動滅火和人工滅火兩組裝置。發動機滅火系統包括滅火瓶、噴射導管和滅火控制組件。發動機滅火系統典型的配置為雙噴射交叉滅火方案，也稱為“二次作動”系統，即可以將兩個滅火瓶內的滅火劑釋放到一臺發動機上，如圖10—18所示。通常在發動機平臺（艙）上有兩個并排放置的發動機滅火瓶。這種滅火瓶有兩個釋放活門，用釋放爆管控制其噴射。例如1發著火，先用1號滅火瓶滅火，如火沒有熄滅，再用2號滅火瓶滅火，這樣不需在每一臺發動機配置兩個滅火瓶。第21頁/共27頁第二十一頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火第22頁/共27頁第二十二頁，共28頁。《直升機結構與系統》第十章防火（3）行李艙滅火系統當直升機上的煙霧探測系統探測到行李艙火警時，行李艙滅火瓶的滅火劑通過行李艙頂的噴嘴釋放。10.3.3滅火系統的維護滅火系統的維護工作主要包括如下項目：滅火瓶的檢查和灌充；爆炸帽和排放活門的拆卸與安裝；噴射管路滲漏和電氣導線連續性測試等。詳細具體的檢查要求和方法要按照維護手冊或制造廠家的說明書進行。滅火瓶的維護定期檢查滅火瓶的壓力，以確定滅火瓶的壓力是否在制造廠所規定的最小極限壓力和最大極限壓力之間。需要定期檢查滅火瓶的重量，稱重時應拆下滅火瓶上的釋放活門，如稱得的滅火瓶重量與標簽上相同，則說明滅火瓶沒有泄露，如不同則說明滅火瓶已經釋放（熱釋放或滅火釋放）或泄漏，需要填充滅火劑。周圍環境溫度變化時，滅火瓶的壓力也會變化，但要符合圖10—19