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航空燃油系统及发动机附件防火

轻量化的膨胀型防火涂料更适用于现代航空发动机短舱结构防火

发布日期:2021-02-19 作者:大连义邦科技 浏览数:15285
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短舱是飞机核心装备——发动机的保护罩,它的设计能力关系到飞机性能、操作安全、系统可靠性、重量、成本等关键航空技术,其中发动机短舱中的防火是保障飞机安全飞行的重要前提之一。
根据AC20-135防火设的定义:防火(Fireproof)材料或结构在1093 ±65°度的火焰下冲击15分钟,依然能够完成基础工作要求。确保在已燃烧的情况不会进一步扩展和蔓延,以便在15分钟内给飞机驾驶员处置火灾或降落逃生的时间。
航空飞机短舱需要设计结构防火墙将火区与非火区隔离开来,如结构防火墙的设计,由于直接暴露在火焰的冲击之中,通常选取可耐高温的金属,同时需在表面做额外的防火处理,以确保在载荷的作用下不会引起火焰的烧穿。
钛合金在高温作用下材料性能会有所下降,进气道后隔板的温度环境约为537°度 ,对于短舱罩体和隔板因采用的材料温度受到限制,需额外设计防火保护层以防止火焰的直接冲击,另外短舱的防火墙设计有很多开口,用来通过发动机与飞机之间的管路与电缆,可能会引起外部载荷的开口。另外短舱内的结构件如钢或者铝镁合金的防火墙接头/紧固件,为了满足民用飞机噪声控制的要求,短舱进气道的内壁板通常采用了消声处理的复合材料蜂窝结构,不能承受高温环境,同样需要进行防火处理。
由于短舱罩体和隔板材料受温度的限制,传统采用隔热毯来进行隔离保护,用面板将陶瓷纤维压缩成一定的密度和厚度作用防火保护,但现代航空为了节能环保,对减重有着严苛的要求,更轻更博的新材料被研发出来。
国外在80年代开始,飞机已经大部分上使用膨胀型防火涂料,以满足飞机短舱防火墙、APU舱防火墙等部位对防火的需求,提高飞机的安全性,目前大连义邦轻薄耐高温膨胀型防火涂料已应用在大力神发动机整流罩和V-22鱼鹰的玻璃纤维燃料箱等来解决轻量化的防火需求,当膨胀涂料遇到高温火焰时,被动式防火屏障薄膜涂层会形成一个坚硬的碳屏障,可使其导热系数下降至少 90%,对基材的升温起到迟滞作用,通过膨胀炭层传递到基材的热量只有原涂层的几十分之一,另外对于航空发动机短舱结构防火墙和被保护的防火墙。
轻薄的涂层更加适应航空减重需求,大连义邦膨胀型防火涂料涂敷的厚度仅为0.0254 mm干膜厚度膨胀=0.0010毫米,(与传统膨胀层厚度对比请见下图),通过阻碍燃烧物体所需燃料的获取,阻止火势的蔓延,起到保护作用。对于边缘缝隙具有其他材料不具备的轻薄灵活等优势,经过实验测试,膨胀碳层实现对基材损害的最小化,当火灾扑灭后,大连义邦膨胀型防火涂料燃烧后的膨胀碳层可被刮去,下面的基材仍较完好,修复简便,减少维修难度和维修费用。目前已应用在航空短舱、燃油泵、液压起落架部件、机舱内部部件及特种装备、航天航空等领域。
本文意在传播新材料资讯,部分图片来自网络。


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