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航空燃油系統(tǒng)及發(fā)動機附件防火

輕量化的膨脹型防火涂料更適用于現代航空發(fā)動機短艙結構防火

發(fā)布日期:2021-02-19 作者:大連義邦科技 瀏覽數:15737
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短艙是飛機核心裝備——發(fā)動機的保護罩,它的設計能力關系到飛機性能、操作安全、系統(tǒng)可靠性、重量、成本等關鍵航空技術,其中發(fā)動機短艙中的防火是保障飛機安全飛行的重要前提之一。
根據AC20-135防火設的定義:防火(Fireproof)材料或結構在1093 ±65°度的火焰下沖擊15分鐘,依然能夠完成基礎工作要求。確保在已燃燒的情況不會進一步擴展和蔓延,以便在15分鐘內給飛機駕駛員處置火災或降落逃生的時間。
航空飛機短艙需要設計結構防火墻將火區(qū)與非火區(qū)隔離開來,如結構防火墻的設計,由于直接暴露在火焰的沖擊之中,通常選取可耐高溫的金屬,同時需在表面做額外的防火處理,以確保在載荷的作用下不會引起火焰的燒穿。
鈦合金在高溫作用下材料性能會有所下降,進氣道后隔板的溫度環(huán)境約為537°度 ,對于短艙罩體和隔板因采用的材料溫度受到限制,需額外設計防火保護層以防止火焰的直接沖擊,另外短艙的防火墻設計有很多開口,用來通過發(fā)動機與飛機之間的管路與電纜,可能會引起外部載荷的開口。另外短艙內的結構件如鋼或者鋁鎂合金的防火墻接頭/緊固件,為了滿足民用飛機噪聲控制的要求,短艙進氣道的內壁板通常采用了消聲處理的復合材料蜂窩結構,不能承受高溫環(huán)境,同樣需要進行防火處理。
由于短艙罩體和隔板材料受溫度的限制,傳統(tǒng)采用隔熱毯來進行隔離保護,用面板將陶瓷纖維壓縮成一定的密度和厚度作用防火保護,但現代航空為了節(jié)能環(huán)保,對減重有著嚴苛的要求,更輕更博的新材料被研發(fā)出來。
國外在80年代開始,飛機已經大部分上使用膨脹型防火涂料,以滿足飛機短艙防火墻、APU艙防火墻等部位對防火的需求,提高飛機的安全性,目前大連義邦輕薄耐高溫膨脹型防火涂料已應用在大力神發(fā)動機整流罩和V-22魚鷹的玻璃纖維燃料箱等來解決輕量化的防火需求,當膨脹涂料遇到高溫火焰時,被動式防火屏障薄膜涂層會形成一個堅硬的碳屏障,可使其導熱系數下降至少 90%,對基材的升溫起到遲滯作用,通過膨脹炭層傳遞到基材的熱量只有原涂層的幾十分之一,另外對于航空發(fā)動機短艙結構防火墻和被保護的防火墻。
輕薄的涂層更加適應航空減重需求,大連義邦膨脹型防火涂料涂敷的厚度僅為0.0254 mm干膜厚度膨脹=0.0010毫米,(與傳統(tǒng)膨脹層厚度對比請見下圖),通過阻礙燃燒物體所需燃料的獲取,阻止火勢的蔓延,起到保護作用。對于邊緣縫隙具有其他材料不具備的輕薄靈活等優(yōu)勢,經過實驗測試,膨脹碳層實現對基材損害的最小化,當火災撲滅后,大連義邦膨脹型防火涂料燃燒后的膨脹碳層可被刮去,下面的基材仍較完好,修復簡便,減少維修難度和維修費用。目前已應用在航空短艙、燃油泵、液壓起落架部件、機艙內部部件及特種裝備、航天航空等領域。
本文意在傳播新材料資訊,部分圖片來自網絡。


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