国家自然科学基金联合基金重点项目“国产宽体客机货舱火灾特性及洁净灭火技术研究”(U2233202)项目介绍

1 研究背景和意义

目前飞机上普遍使用的哈龙灭火剂由于破坏大气臭氧层而即将退出市场(国际民航组织要求新生产飞机上2024年前全面停止使用哈龙),世界范围都面临旧产品退出而合适替代品缺失的局面;我国机载灭火装置一直依靠进口,灭火技术原创性成果匮乏;此外,哈龙的退出也面临当前适航标准体系中灭火部分审定方法的重构,而适航能力又是我国公认的“卡脖子”问题。国产宽体客机已经开始设计,计划在2025年进行试飞的紧迫形势下,开展宽体客机火灾特性及先进灭火技术研究,实现我国民机防火系统自主研发和优化升级,是航空产业高质量发展的重要任务。针对我国当前对飞机货舱火灾特性规律认识不清、货舱防火装备依赖整机进口、自主适航审定能力不足的短板,本项目瞄准国产宽体客机货舱火灾防治“卡脖子”技术难题进行研究,此项研究可有效推动国产宽体客机货舱新型灭火技术的研发和应用,助力国产宽体客机货舱灭火装备的国产化和核心技术的自主可控。

2 研究目标

(1)开展宽体客机货舱火灾特性机理研究,揭示货舱关键构件功能失效与火灾强度的量化关系,明确货舱灭火装备应满足的性能指标要求。

(2)研究宽体客机货舱可替代哈龙的理想化学灭火气体快速优选方法,研发具有自主知识产权的洁净化学气体灭火剂,并研究其装置的优化设计方法,为哈龙即将退出货舱应用而合适替代品缺失的困境提供解决方案。

(3)研发模拟飞行工况的宽体客机货舱标准防火实验平台,验证洁净气体灭火装置的灭火有效性。

(4)研究并建立宽体客机货舱洁净化学气体灭火装备适航符合性验证方法、审定流程和准则,为新型化学灭火气体的适航符合性审定标准的制定提供数据支撑和技术支持。

3 关键科学问题

(1)耦合火灾放热强度、飞行极端条件、货舱复杂结构、构件功能失效等多项因素,科学准确的量化宽体客机货舱火灾特点和灭火要求。

(2)准确快速的优选出具有应用潜力的哈龙灭火剂替代产品,确保所建立的化学灭火气体评选过程和设计方法的科学、合理,且适用于宽体客机货舱。

(3)建立起易操作、可重复、精准度高的宽体客机货舱化学气体灭火系统的适航符合性审定方法和平台。