飞机货舱防火设计要求研究

王 哲

（中航工业一飞院，陕西 西安 710089）

飞机货舱防火设计要求研究

王 哲

（中航工业一飞院，陕西 西安 710089）

从飞机货舱总体布局、隔离、通风冷却及排漏，不同等级货舱防火等方面进行了全面论述，研究了货舱结构防火设计与材料选择、货舱防火设施配置、灭火器、货舱烟雾或火警探测系统、货舱内系统布置以及货舱防火试验等，形成了顶层的货舱防火设计要求。

飞机货舱；防火；货舱分级

火灾是影响飞机安全飞行的重要原因之一，如果在操作中出现微小疏忽和失误，就可能酿成重大火灾，发生机毁人亡的恶性事故，造成重大损失。因此，预防飞机火灾并积极开展防火研究十分重要。

飞机货舱由于运输货物及无人监控，因此是防火重要区域，与货舱防火的相关要求有美国联邦航空规章第25部（FAR25），其中涉及防火的条例主要有FAR25.851、FAR25.853和FAR25.854。特别是FAR25.853涉及多项适航试验。自20世纪60年代以来，FAA不断对FAR25.853进行修订，颁布了许多修订案，这些法规和修订案的颁布为的是提高飞机防火安全性。目前，国内关于运输类飞机的防火要求有：中国民用航空规章第25部《运输类飞机适航标准》（CCAR25），HB5469-1991《民用飞机机舱内部非金属材料燃烧试验方法》，HB5470-1991《民用飞机舱内非金属材料燃烧性能要求》，HB7265-1996《民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验方法》，HB/Z 277-1995《飞机舱内材料适火性设计准则》等系列标准，尤其CCAR25附录F对材料试验要求比较全面。但这些要求比较零散，针对货舱设计方面防火不够系统、操作性较差，随着运输类飞机货运技术发展，对货舱防火设计要求更为迫切。

1 总体要求

1.1 布局

按货舱各个区域的环境温度要求，布置货舱上各个系统及设备，以减少潜在故障下发生过热、烟雾或着火的可能性。如果货舱内布置的手提式灭火器，应与货舱的容量相匹配。在货舱内应布置独立的烟雾探测系统，并在驾驶舱及货运台面板上设置相应的烟雾警告灯。对于设置火警、过热及烟雾探测系统的区域内发生的火情，应提供相应的告警信息。

1.2 隔离

在货舱各系统及结构的布局上，应对燃料、火源和助燃剂等进行隔离或分离；货物或行李舱内必须有防火的措施；货舱内热源必须屏蔽和隔绝，防止引燃货物；应对可燃材料、易燃油液及油汽、火源的区域采用分离设计，使可燃液体和点火源分离在不同区域。

1.3 通风、冷却及排漏

在可能出现易燃油液和油汽泄露的所有舱内，应有通风措施，利用气流来阻止易燃物、腐蚀性气体及易爆气体–空气混合物在飞机舱内的聚积；在货舱内可能存在热源和火源的所有舱和其他区域，应设计有冷却措施，确保在任何使用条件下都不会超过飞机内已确立的所有温度极限，包括所安装设备的温度、任何附属设备的温度、支撑结构温度及舱体温度。最典型的区域包括电子电气设备舱等；在货舱可能出现危险的油液泄露的区域内，应设计有排漏措施，消除易燃物或腐蚀性油液的泄露物堆积，并且阻止易燃物、腐蚀性油液聚积在飞机舱内。可燃液体渗漏排放口不应布置在雷击区内。

1.4 不同等级货舱防火要求

不同等级货舱防火要求如下：

1.4.1 A级

a. 机组成员在其工作位置上能容易地发现着火现象；

b. 机组成员在飞行中容易接近舱内每个部位。

1.4.2 B级

a. 有足够的通路使机组成员在飞行中能携带手提灭火器有效地到达舱内任何部位；

b. 当利用通道时，没有危险量的烟、火焰或灭火剂进入任何有机组或旅客的舱；

c. 有经批准的、独立的烟雾探测或火警探测器系统，可在驾驶员或飞行工程师工作位置处给出警告。

1.4.3 C级

a. 有经批准的、独立的烟雾探测或火警探测器系统，可在驾驶员或飞行工程师工作位置处给出警告；

b. 有从驾驶舱处可操纵的、经批准的固定式灭火或抑制系统；

c. 有措施阻止危险量的烟、火焰或灭火剂进入任何有机组或旅客的舱；

d. 有控制舱内通风和抽风的措施，使所有灭火剂能抑制舱内任何可能的着火。

1.4.4 D 级

a. 舱内发生火情能被完全隔离而不致危及飞机或乘员的安全；

b. 有措施阻止危险量的烟、火焰或其他有毒气体进入任何有机组成员或旅客的舱；

c. 舱内的通风和抽风受到控制，使舱内可能发生的任何火情不会蔓延至超过安全的限度；

d. 已考虑舱内的热对附近机上关键零件的影响。对于容积等于或小于14m3的舱，空气流量应不小于42 m3/h。

1.4.5 E级

a. 有经批准的、独立的烟雾探测或火警探测器系统，可在驾驶员或飞行工程师工作位置处给出警告；

b. 有措施切断进入货舱的或货舱内的通风气流，这些措施的操纵器件是机组舱内的飞行机组可以接近的；

c. 有措施阻止危险量的烟、火焰或有毒气体进入驾驶舱。

2 货舱防火设计

2.1 货舱结构防火设计与材料选择

货舱设计要考虑结构布置不易着火、防火设施的安装与维护、检查通道、照明安全等因素，尽量采用具有阻燃性的材料、耐火材料及防火材料，可以最大限度地减少着火险情的发生，减少着火危害。用于货舱内的天花板、内壁板、隔板、厨房结构、结构地板的铺面以及储存间的材料，应是自熄的；地板的覆盖物、纺织品（包括帷幕和罩布）、座椅垫、衬垫、有涂层织物（装饰性和非装饰性的）、皮革制品、托盘和厨房设备、电气套管、隔热和隔音层及绝缘表层、空气导管、接头和边缘遮盖物、隔热毯、货物覆罩和透明罩、模塑和热成型件、空气导管接头和镶边条（装饰用和防磨用），必须是自熄的；装于机身任何区域的电线或电缆的绝缘层，在进行60°试验时，应是自熄的；货舱内应衬以铝材或具有等效耐火能力的材料所制成的衬垫。

2.2 货舱防火设施配置

在火情易于判明，且飞行中易接近情况下，应为每个货舱至少设置一个手提式灭火器；如果在飞行中有足够的通路接近货舱，而火情不易发觉，则应为每个舱设置一套独立的烟雾或火警探测系统，并为每个舱设置易于使用的手提式灭火器。在货舱的通路打开时应防止危险量的烟雾、火焰或灭火剂进入驾驶舱。如果火情不易判明，并在飞行中又不能接近，应为每个货舱设置单独的烟雾或火警探测系统，并设置一套机内固定式灭火系统。如果不致危及飞机或机上人员的安全，而火情完全能被隔离控制，则不需要探测系统或灭火系统。但是应有措施防止有危险量的火焰、烟雾、有毒气体进入驾驶舱或旅客舱。电子电气设备应有过载保护，并有措施防止设备故障引起过热。

(1) 对于专门用来运输货物的飞机应该按照下列措施进行防火：

a. 应设置单独的烟雾或火警探测系统；

b. 应设置切断流入舱内气流的装置，不应有危险量的烟雾、火焰或灭火剂进入飞行人员区域；

c. 舱内应衬以铝材或等效耐火能力的材料所制成的衬垫；

(2) 任何货舱或行李舱不得含有任何其损坏或失效会影响安全运行的电气线路互联系统，除非电气线路互联系统得到保护使其：

a. 不会由于舱内货物或行李的移动而损坏；

b. 损坏或失效不会产生火情危险。

2.3 灭火器

对于手提式灭火器：每个A级或B级货舱和每个机组人员在飞行中可以到达的E级货舱内，必须至少布置一个易于接近取用的手提式灭火器。

甲洛洛心里难受极了，觉得自己给这一家人带来了太多的麻烦，他赶忙把扎巴拉到身边：扎巴，别哭，爷爷明天给你们吃糖。孩子们的眼睛一下亮起来，围着甲洛洛：爷爷，你说的是真的？甲洛洛把身边最小的一个孩子抱到怀里：爷爷骗你们是小牛。抱在怀里的那个孩子在甲洛洛脸上亲了一口，鼻涕粘在甲洛洛脸上。登子一把拉下这孩子放在地上：你看把爷爷的衣服都弄脏了。央青赶忙把小孩拉到身边，卷起围腰帕，给孩子揩鼻涕。

对于固定式灭火器：每个C级货舱的固定式灭火系统的安装必须做到，使很可能进入载人舱的灭火剂不致危害乘员，灭火剂的喷射不会引起结构损伤。每个所要求的固定式灭火系统的容量，必须与使用该系统的隔离舱内很可能发生的任何火情相适应，并要考虑舱内容积及通风情况。

2.4 货舱烟雾或火警探测系统

货舱烟雾或火警探测系统：该探测系统必须在起火后1min内，向飞行机组给出目视指示；该系统能探测到火警时的温度，必须远低于使飞机结构完整性显著降低的温度；必须有措施使机组在飞行中能检查每个火警探测器线路的功能；必须表明，探测系统在所有经批准的运行形态和条件下均为有效。

2.5 货舱内系统及管路布置

货舱内系统布置，任何舱内不得含有其损坏或失效将影响安全运行的任何控制、管线、设备或附件，除非其已得到适当的保护，使得： 舱内货物的移动不会损伤这些项目，这些项目的破裂或故障不会引起着火危险。

管路布置，易燃流体导管应避开货舱，如不能避开则所安装的导管应设防护设施。这些防护设施不能因装卸或移动货物而被损坏；所有的系统导管布置，应有弯管或其他缓冲膨胀的措施，以避免导管断裂；流体管路应设置支撑以消除由于振动而引起的断裂。支撑间隔应避开共振频率； 导管和接头护套应耐火。可燃液体管路应与电子电气设备及线缆保持至少25.4mm的安全距离，可燃液体管路不得用于支撑电气线缆及设备；可燃油液管路不应经过通风冷却气流或强迫通风气流入口处；可燃液体管路不应布置在机翼前缘区域，以防止迫降或鸟撞等情况下出现燃油管路泄漏；可燃液体管路不应经过人员舱，若无法避免，则管路的接头应保持最少的数量，管接头处应进行防护设计及排漏设计。

2.6 货舱通风

为了防止可燃油液及可燃蒸气的聚积，应采取通风、冷却及排漏措施；应控制货舱内的通风及抽风，以便有效灭火。在着火情况下切断空气通风可使灭火剂滞留比较长的一段时间，因此对所有货舱，均应设置切断通风空气装置；货舱的密闭以及通风切断应设计成在水平巡航飞行2h之后，灭火剂浓度不低于25% （相对浓度）。在飞机最大下降速率以及必要的泄漏量条件下，货舱密封保证压差不超过设计值。

3 货舱防火试验

3.1 货舱材料试验

a. 货舱衬垫，B、C、D或E级货舱地板进行45°倾斜燃烧试验，试验时材料在施加火焰或移开火焰时，火焰均不得烧穿材料，火焰移开后的平均续燃时间不得超过15s，平均阴燃时间不得超过10s。

b. 货舱所用的隔热和隔音物、保护货物的隔热毯和货物防护罩，进行12s点火垂直燃烧试验，试验时材料必须自熄，平均烧焦长度不得超过203mm，移去火源后的平均续燃时间不得超过15s，试样上的滴落物在跌落后续燃时间平均不得超过5s。

c. 货舱内任何区域内的电线和电缆的绝缘层进行60°倾斜燃烧试验，试验时材料应是自熄的，平均烧焦长度不得超过76mm，火源移开后的平均续燃时间不得超过30s，试样上的滴落物在跌落后续燃时间平均不得超过3s。

d. 有机玻璃的窗户和标识、整个或部分用弹性材料制成的零件、在一个壳体内装设一个以上仪表并带有边光照明的仪表组件、座椅安全带、肩带以及货物和行李系留设备，包括集装箱、普通箱、集装板等，凡用于客舱或机组舱内者，在进行水平放置试验时，其平均燃烧率不得超过102mm/min。

e. 货舱的天花板和侧壁的衬垫必须进行抗火焰烧穿性试验，施加火焰后5min内，任何试样均不得被烧穿，且在水平试样上表面上方102mm处测得的峰值温度不得超过203℃。

f. 如果货舱内设置座椅，应按HB 7265-1996进行座椅垫可燃性试验。

3.2 飞行试验

飞行试验主要验证：

a. 货舱的可达性；

b. 阻止危险量的烟雾或灭火剂进入机组舱或货舱的程度；

c. C级货舱内灭火剂的消散情况。

进行上述试验时必须表明，在灭火过程中或灭火后，任何货舱内的烟雾探测器或火警探测器不会由于任何另一货舱内的着火而产生误动作，除非灭火系统同时向每个货舱喷射灭火剂。

4 结束语

飞机货舱防火是一个系统工程，飞机防火设计首先是使发生火灾危险的可能性减至最小，其次是在发生火灾后使危害减至最低。需要从飞机货舱防火设计的合理性，以及货舱总体布局、材料耐火或防火、着火因素相互分离和隔离等方面综合考虑，以此减少火情发生的可能性，提高飞机结构、机载设备和附件耐受火焰的能力。另外应对飞机各指定防火区进行探测和监控，一旦发现危险信号，则采取相应的措施对告警区域进行灭火或抑制火情，从而保障飞机安全。对货舱使用材料的防火性能和区域的防火性能，应通过试验证明防火措施有效。通过研究提出货舱防火设计要求，从设计之初就杜绝和减少货舱着火发生及着火的有效发现和控制，也是一项规范设计的重要工作。

（编辑：雨晴）

V223+.2

C

1003–6660（2014）05–0013–04

10.13237/j.cnki.asq.2014.05.004

[收修订稿日期] 2014-04-30