民用飞机引气过热探测告警温度研究

陈彦伟　马进涛

【摘 要】民用飞机引气泄漏过热探测系统是用于探测飞机高温引气管路泄漏，保护引气管路周围的结构或设备。探测器告警温度的选取直接决定了探测器能否及时并准确的探测引气管路泄漏。对共晶盐引气泄漏过热探测器告警温度的设置进行了研究，给出了共晶盐过热探测器告警温度计算分析方法。

【关键词】民用飞机；引气；探测；共晶盐；告警温度

【Abstract】The bleed air leakage overheat system of civil aircraft is to detect the leakage of bleed air duct and protect aircraft structure and equipment around bleed duct. Whether the overheat sensor detect the leakage quickly and exactly is determined by the setup of alarm temperature. The analysis of alarm setup is researched in this paper.

【Key words】Civil aircraft； Bleed air； Detection； Eutectic salt； Alarm temperature

0 引言

引气泄漏过热探测器主要布置在飞机高温引气管路附近，引气管路发生泄漏会造成周围的环境温度升高，当环境温度超过探测器设置的告警温度时，探测器就会发出告警，防止泄漏的高温引气对周围的结构或设备造成损坏。本文主要针对共晶盐引气泄漏过热探测器的告警温度设置原理进行研究。

1 引气泄漏过热探测器系统介绍

1.1 设计要求

民用飞机上有大量的高温引气管，一般引气管路内部的温度都在250℃左右。一旦泄漏，对飞机结构或设备将造成损坏。相关的适航条款见25.1103（d）条款[1]：

对于涡轮发动机和辅助动力装置的引气导管系统，如果在空气导管的引气口与飞机的用气装置之间的任一部位上出现导管破损，不得造成危害。

1.2 引气泄漏过热探测器系统

引气泄漏过热探测器主要布置在飞机上高温引气管路周围，被探测的引气管路主要有发动机引气管路，机翼防冰引气管路，APU引气管路以及空调包引气管路等。根据引气管路分区活门和探测关阀的需求，引气泄漏过热探测系统分为不同的探测区域，每两个探测区域互相独立。当某个区域的引气管路发生泄漏并使得探测器周围的环境温度达到告警温度时，探测器发出告警并由航电系统将此信息发给飞机机组人员，关闭泄漏区域的引气管路活门。

1.3 引气泄漏过热探测器的工作原理

引气泄漏过热探测器按照布置区域分为点状探测器和线状探测器。线状探测器又分为电阻型感温探测器和电容型感温探测器。以下主要以电阻型共晶盐过热探测器工作原理进行分析。共晶盐过热探测器部件的主要构成[2]有：

中心导体

共晶盐层

镍625外壳

探测器的中心导体是镍合金材料，具有在大温度范围内保持恒定电阻的特性，反复暴露在高于共晶盐的融化温度之上的温度时，中心线电阻不会变化。基本的结构如图1所示。

在温度到达设定的告警温度之前，共晶盐层电阻值变化不大；当到达告警温度时，共晶盐融化，其电阻值急速下降，从而达到设定的电阻值并给出告警。图2为不同告警温度下的共晶盐探测器电阻和温度的关系。

2 引气泄漏过热探测器告警温度

2.1 告警温度设置要求

引气泄漏过热探测器是否选择合适的告警温度决定了探测器的准确性和敏感性。如果告警温度选用的过低，引气导管稍有超温，就有可能导致探测器虚警；如果告警温度选用的过高，引气导管发生微小泄漏不能及时报警，导致飞机结构或设备造成损坏。

为了保证探测器在飞机所有飞行工况下不产生误报警，引气泄漏过热探测器告警温度设置是首先要计算飞机在最严酷工况下计算探测器周围最高的环境温度。考虑到探测器的告警温度有一定的制造误差，每段探测器的告警温度（Talarm）是在探测器最高的环境温度（Taound）上加一个阈值（Δ）所确定。

Talarm=Taound+Δ

2.2 告警温度的设置

根据2.1节，首先要计算探测器在最严酷工况下探测器周围的最高环境温度。探测器告警温度的设置一般都在飞机研制阶段，所以最严酷工况下的环境温度只能根据理论推导进行计算分析。一般来说对于飞机最严酷工况的边界条件如下表1所示。

通过计算流体力学的方法对飞机各个舱内进行流场和温度分析，得出舱内引气管路表面不同距离的温度场。对于布置在不同的舱的同一段探测器，需考虑探测器每个舱内最高周围环境温度，见图3。

测量每个舱内探测器距离管路的最小间距，对比舱内最小间距的最高环境温度，得到探测器周围最高环境温度后，告警温度的设定最终为探测器最高环境温度加上一个阈值（56℃～83℃），并从符合条件的探测器规格的告警温度中选取确定最终的告警温度。根据不同探测需求，共晶盐的告警温度一般有120℃、150℃、180℃、200℃左右等。

3 总结

民用飞机上面有很多高温引气管，根据适航条款的要求，引气管路周围必须布置探测器用于探测引气泄漏，避免高温引气对周围的结构或设备造成损坏。本文介绍了引气泄漏过热探测系统，并以共晶盐过热探测器为例，介绍了共晶盐探测器的工作原理和告警温度设置方法。

【参考文献】

[1]屈昕，田傲，邵飞.一种引气管路泄漏过热探测系统的设计方法[J].中国科技信息，2014.

[2]陈建国.A320系列飞机引气渗漏探测线故障排除的新方法[J].航空维修与工程，2012.

[责任编辑：汤静]