張海明
摘要:火警是飛機(jī)安全飛行過程中重要的監(jiān)控對象。早期探測到火警對于及時采取措施,降低安全風(fēng)險具有重要意義。本文簡要分析S76C++型直升機(jī)行李艙的煙霧探測系統(tǒng)工作原理。并分析該型探測器的缺點以及S76C++型直升機(jī)采用此類型探測器的原因。
關(guān)鍵詞:火警;煙霧探測器
火警是飛機(jī)安全飛行過程中重要的監(jiān)控對象。早期探測到火警對于及時采取措施,降低安全風(fēng)險具有重要意義。飛機(jī)的貨艙(行李艙)是火警易發(fā)區(qū)域,根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)的條例規(guī)定,貨艙的火警必須在火災(zāi)發(fā)生的60秒內(nèi)向機(jī)組發(fā)出警告。為了滿足條例所要求的及時報警,現(xiàn)代飛機(jī)需要在貨艙安裝火警探測設(shè)備。S76C++型直升機(jī)是雙發(fā)多用途直升機(jī),最大起飛重量為5.3噸,載客12人。該飛機(jī)的行李艙火警探測系統(tǒng)采用的是光電式煙霧探測技術(shù),主要由三部分組成:火警探測器,火警邏輯電路和火警警告系統(tǒng)?;鹁綔y系統(tǒng)用于探測可能存在的火警信號,S76C++采用煙霧探測的形式探測發(fā)生在行李艙內(nèi)的火警,通過邏輯電路的工作,在飛行員的顯示系統(tǒng)中給出目視告警,提醒飛行員采取措施。
一、火警探測器原理
目前飛機(jī)上采用的火警探測器主要有溫度探測,遠(yuǎn)紅外光探測以及煙霧探測等形式。絕大多數(shù)行李艙內(nèi)發(fā)生的火警最初都會出現(xiàn)煙霧的形式,因此很多飛機(jī)采用煙霧式火警探測器進(jìn)行行李艙的火警探測。煙霧式火警探測有兩種方法,一是光電感應(yīng),另一種是離子感應(yīng)。S76C++型直升機(jī)行李艙火警探測器采用的就是光電式煙霧探測器。
光電式煙霧探測器安裝在行李艙內(nèi),行李艙內(nèi)的空氣通過氣孔自由進(jìn)入到煙霧室,煙霧室內(nèi)有測試燈,信號燈,光電管等元件。光電管利用光電效應(yīng)進(jìn)行光—電轉(zhuǎn)換,當(dāng)沒有光照射到光電管時,輸出電流為0,當(dāng)有一定數(shù)量的光線照射光電管時,其產(chǎn)生與光照相對應(yīng)的電流輸出,此電流經(jīng)放大處理后觸發(fā)告警系統(tǒng),在駕駛艙儀表上顯示告警信息,通知飛行員采取相應(yīng)的措施。在煙霧室內(nèi)信號燈光束與光電管安裝成90度,且有側(cè)隔板相隔,而煙霧室是一個不透光且內(nèi)部不能反光的組件,因此當(dāng)行李艙沒有發(fā)生火災(zāi),空氣中不含有煙霧小顆粒,信號燈的光線不能被折射照到光電管上,光電管產(chǎn)生電流為0,不能觸發(fā)告警電路。當(dāng)行李艙產(chǎn)生煙霧時,由于煙霧中含有小顆粒,在煙霧室內(nèi)對光線進(jìn)行折射,光電管受到照射,產(chǎn)生電流輸出,電流隨煙霧量的增加而成比例的增加,經(jīng)放大電路放大后,觸發(fā)告警電路,產(chǎn)生警告。
1.火警邏輯電路和火警警告系統(tǒng)
28V直流電源通過飛機(jī)上NO.2 DC ESS BUS經(jīng)過跳開關(guān)供給行李艙煙霧探測器B點(如圖),正常情況下,由于光電組件沒有接收到光源,不產(chǎn)生電流,因此此時沒有信號輸出。當(dāng)煙霧探測器由于空氣中的煙霧顆粒發(fā)生光源折射,光電組件產(chǎn)生信號后,經(jīng)過內(nèi)部放大電路,導(dǎo)通B點和A點接地,產(chǎn)生輸出電壓由D點輸出。通過VMM控制盒分成兩路后傳到兩個VMM監(jiān)控組件上,分
2.光電式煙霧探測電路測試
光電式煙霧探測器測試方法是使用在光電組件前方安裝的測試光源。當(dāng)測試光源通電后,可直接照射到光電敏感組件。在S76C++直升機(jī)上,當(dāng)飛行員按壓火警測試面板上的行李艙火警測試按鈕,來自于NO.2 DC ESS BUS的電流點亮測試光源,光電組件接收光源照射,產(chǎn)生電流,經(jīng)放大電路后輸出警告電壓至飛行員顯示器上顯示行李艙煙霧警告。
二、光電式火警探測器缺點分析
由光電式火警探測器的原理可以看出,煙霧探測器是通過進(jìn)入煙霧室內(nèi)的粒子折射光源的積累到門檻值而使光電元件觸發(fā),任何粒子濃度達(dá)到一定數(shù)值都會使得光電組件觸發(fā)。因此,光電組件不僅僅是火警時產(chǎn)生的煙霧敏感,任何能夠?qū)饩€產(chǎn)生反射和折射的進(jìn)入煙霧室的小粒子都會輸出火警信號。對于直升機(jī)來講,經(jīng)常作業(yè)在野外或是條件比較簡單的著陸場,在直升機(jī)旋翼氣流的作用下,空氣中的浮塵顆粒增加,同時,直升機(jī)的行李艙又是非密閉增壓艙,行李艙與外界通風(fēng)較多,因此空氣中的浮塵顆粒,發(fā)動機(jī)燃燒不充分的尾氣等等經(jīng)常容易觸發(fā)煙霧探測器的告警,產(chǎn)生假火警信號。統(tǒng)計表明,1995年—1999年,在美國運行的飛機(jī)中平均每200次貨艙火警中只有1次是真實火警。目前很多飛機(jī)上已經(jīng)使用更為可靠的貨艙火警探測設(shè)備。
三、S76C++型直升機(jī)使用光電式火警探測器原因分析
在S76C++直升機(jī)上,由于S76直升機(jī)的流線設(shè)計,飛行員可以輕易通過駕駛艙后視鏡觀察行李艙門是否有煙霧出現(xiàn)來輔助判斷行李艙火警警告真實情況。同時,由于直升機(jī)的飛行特點,行李艙火警級別較低,在行李艙火警出現(xiàn)警報后,飛行員也可以正常操作飛機(jī)盡快落地,落地后采取人工形式滅火。因此,S76C++直升機(jī)行李艙火警探測系統(tǒng)設(shè)計簡單,采用的形式也比較單一,在電路中并沒有引用其他溫度等信號進(jìn)行火警真實情況的比較,而是繼續(xù)采用光電式煙霧探測器對行李艙內(nèi)進(jìn)行火警監(jiān)控。
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