飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性設(shè)計研究

史云龍

摘 要 氧氣作為助燃劑，其泄漏會導(dǎo)致局部氧濃度過高，往往成為火災(zāi)擴(kuò)散的主要因素，造成嚴(yán)重的事故后果。因此對其系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行安全性研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本人結(jié)合多年工作經(jīng)驗，同時參考現(xiàn)有研究理論，分別對飛機(jī)氧氣安全系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的設(shè)計進(jìn)行探究，希望為相關(guān)人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞 飛機(jī) 氧氣系統(tǒng) 安全性 設(shè)計

中圖分類號：V245.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

氧氣系統(tǒng)作為應(yīng)急系統(tǒng)，為機(jī)上人員提供補(bǔ)充氧氣，被現(xiàn)代民用飛機(jī)廣泛使用，避免了高空缺氧的威脅，雖然氧氣不會燃燒，但它屬于強(qiáng)烈的助燃劑，在使用時應(yīng)格外小心，避免與易燃易爆物品或者高溫環(huán)境接觸。飛機(jī)的氧氣系統(tǒng)對于整個飛機(jī)來說，都是十分重要的存在，當(dāng)飛機(jī)發(fā)生故障時，氧氣系統(tǒng)可以給飛機(jī)上的乘客提供必要的氧氣，因此對已進(jìn)行研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1通用飛機(jī)的氧氣系統(tǒng)簡介

小型通用飛機(jī)的氧氣系統(tǒng)包含固定式氧氣系統(tǒng)和便攜式氧氣系統(tǒng)。其中固定式的氧氣系統(tǒng)包含了機(jī)組人員氧氣系統(tǒng)和乘員氧氣系統(tǒng)。駕駛艙機(jī)組人員和乘員可根據(jù)需要隨時打開供氧開關(guān)獲得氧氣。機(jī)組人員氧氣系統(tǒng)、乘員氧氣系統(tǒng)一般采用同一個氣氧氧源，當(dāng)氧源不足時機(jī)組人員可以通過一個切斷閥來切斷乘員供氧，這樣可以優(yōu)先保證機(jī)組人員供氧，提高飛機(jī)的安全性。便攜式氧氣系統(tǒng)是具有一個獨立氧氣源，并且可以在整個飛機(jī)內(nèi)移動的氧氣系統(tǒng)。與此同時，在實際使用中，便攜式氧氣系統(tǒng)一般主要用于急救的情況，或者應(yīng)用于一些特殊需求的人員。

2機(jī)組氧氣系統(tǒng)的組成和特點

2.1組成

機(jī)組氧氣系統(tǒng)主要由氧氣瓶組件、傳感器、減壓閥、維修面板、超壓指示器、壓力釋放活門、氧氣控制裝置、輸送管道以及一系列的控制電門和控制面板組成。

2.2特點

飛行機(jī)組氧氣由高壓氧氣瓶通過供氧管和面罩供氧，供氧時間較長，和旅客氧氣系統(tǒng)是獨立的。飛行員可以在任何時候取下面罩吸氧。

3飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性設(shè)計

3.1氧氣管路設(shè)計

氧氣管路各硬管必須使用管夾固定，防止飛機(jī)飛行過程中過大的管路移動，并且對管夾與管路接觸面進(jìn)行保護(hù)防止擦傷。在振動劇烈的區(qū)域推薦使用抗震管夾，盡可能地過濾因振動產(chǎn)生的應(yīng)力。為了補(bǔ)償硬管間的安裝誤差、應(yīng)力等，軟管的使用也是必要的。軟管也應(yīng)充分固定，不能出現(xiàn)無控制的震蕩，但應(yīng)避免在彎折段安裝卡箍。尤其注意各軟管間不應(yīng)纏繞、摩擦。

3.2管路接頭

氧氣管路接頭屬于主要的泄漏易發(fā)區(qū)域，所以在合理布置的前提下，應(yīng)盡量減少接頭的數(shù)量、種類，避免在同一系統(tǒng)中混合使用擴(kuò)口和非擴(kuò)口標(biāo)準(zhǔn)的接頭。各接頭的設(shè)計位置均應(yīng)置于易于檢驗的區(qū)域，并且具有足夠的空間便于用具施加擰緊力矩。為了減小氧氣泄漏后的影響，所有接頭的位置必須設(shè)計為即使泄漏也不會導(dǎo)致氧氣積聚在電氣部件周圍，且氧氣系統(tǒng)所有接頭均應(yīng)遠(yuǎn)離燃油、滑油、液壓系統(tǒng)各部件。

3.3避開飛機(jī)活動部件

氧氣系統(tǒng)任何部件應(yīng)與飛機(jī)可活動部件的最大運動偏離點至少保持50mm的距離。如果50mm的最小距離不能保證，氧氣管路必須考慮在機(jī)械損壞造成最嚴(yán)重負(fù)荷因素的情況下的防護(hù)問題。特別要注意的是氧氣系統(tǒng)與主飛行操縱和發(fā)動機(jī)控制活動部件的距離不應(yīng)小于300mm。

3.4避開電氣線路

氧氣管路應(yīng)與電氣線路保持150mm以上的距離。如果最小距離小于150mm，那么電纜線束外部必須使用有剛性支撐的導(dǎo)線管或管夾固定，保持線束固定不隨飛機(jī)運動而偏移。如此處理后可將最小安全距離需求降低至50mm。如果空間過小，50mm安全距離仍舊不能被滿足，那么電纜線束和電氣部件必須有額外的隔離措施，比如使用耐腐蝕的塑膠軟管包裹氧氣管路，以隔斷與氧氣系統(tǒng)之間空間。隔斷后可進(jìn)一步縮小最小安全距離需求至13mm。此外，氧氣系統(tǒng)各部件與易發(fā)熱、易發(fā)生電火花的電氣部件（例如繼電器、斷路器等）的距離在沒有隔離的情況下不應(yīng)小于50mm。

3.5避開易燃物

氧氣系統(tǒng)管路和各部件不應(yīng)安裝在內(nèi)部有可燃液體的管路或容器下方，避免其泄漏后將可燃液體滴在氧氣系統(tǒng)部件表面。燃油、滑油或液壓設(shè)備應(yīng)特別注意，禁止將氧氣系統(tǒng)任何部件安裝在它們的下方或附近。氧氣系統(tǒng)部件應(yīng)安裝在燃油、滑油和液壓系統(tǒng)以及任何可燃液體可能泄漏的區(qū)域上方至少150mm的距離外。如果由于空間等原因不能保證150mm的安全距離，那么應(yīng)在氧氣管路外圍安裝保護(hù)套，或使用擋板進(jìn)行隔離，防止液體濺射到氧氣管路、部件上。

3.6電化腐蝕與電搭接

氧氣系統(tǒng)各部件應(yīng)使用相同材料以避免電化腐蝕。如果無法統(tǒng)一材料，則必須進(jìn)行必要的表面防腐蝕處理。穩(wěn)定的電搭接也是防止氧氣系統(tǒng)電火花產(chǎn)生的必要防護(hù)措施。應(yīng)保證氧氣系統(tǒng)各部件、各管路均良好地搭接在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上。這樣在實際使用過程中，才不會由于接觸不好而影響使用效果，從而保障飛機(jī)上乘客的人身安全。

4提高飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全性相關(guān)措施

影響通用飛機(jī)氧氣系統(tǒng)安全的主要問題是氧氣泄漏和高壓氧氣瓶爆裂。氧氣泄漏包含管路泄漏、壓力調(diào)節(jié)器滲漏和氧氣面罩泄漏。在飛行前，打開固定式氧氣系統(tǒng)開關(guān)。即使機(jī)組和乘員不使用氧氣，由于系統(tǒng)存在的微小泄漏，氧氣壓力也會降低。在管道之間可以通過設(shè)置一個低壓告警開關(guān)來提醒氧氣管道壓力過低的情況，當(dāng)管道壓力過低時，應(yīng)查明氧氣泄漏的原因，特別注意接頭連接處的排查。壓力調(diào)節(jié)器的滲漏流量較小，達(dá)不到吹走釋壓保護(hù)片的標(biāo)準(zhǔn)，因此很難發(fā)現(xiàn)。在實踐中可以在釋壓片上噴灑肥皂水來判斷是否存在壓力調(diào)節(jié)器滲漏問題。隨著現(xiàn)代技術(shù)的成熟，氧氣面罩很少出現(xiàn)泄漏的情況，一般廠家在設(shè)備出廠之前都會進(jìn)行氧氣泄露的測試試驗，合格以后才會進(jìn)行售出使用，同時還會提供買方測試方法，以進(jìn)一步確認(rèn)氧氣系統(tǒng)是合格的，不會出現(xiàn)漏氣的情況。

5結(jié)束語

總而言之，氧氣系統(tǒng)直接關(guān)系到飛行員的生命安全，在進(jìn)行氧氣系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行充分的方案論證，但這并不能確保實際運行時由氧氣系統(tǒng)引發(fā)災(zāi)難性事件是可以絕對避免的。同時作為相關(guān)人員應(yīng)該不斷提升自己的專業(yè)技術(shù)水平，學(xué)習(xí)國外相關(guān)先進(jìn)的技術(shù)，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及我們不斷的努力，在該領(lǐng)域我們可以取得更好的研究成果。

參考文獻(xiàn)

[1] 任朋浩.基于有限元法的氧氣減壓器強(qiáng)度分析[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2016.endprint