一种液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统的制作方法

本发明涉及一种液态己烷的航空火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统，其属于航空燃油技术领域。

背景技术：

通过审查自1964年以来全球发生的涉及碰撞后油箱爆炸的飞机运输事故，特殊航空着火和爆炸减轻(safer)咨询委员会发现，按现有技术，可以通过各种手段来减小坠撞后燃油箱爆炸的可能性。safer咨询委员会确认：如果飞机的燃油箱通气系统安装有火焰抑制器或通气/防溢油箱灭火系统，其中四起因坠撞着火引起的燃油箱爆炸可以避免。此外，该委员会还评估了解决燃油箱爆炸问题的方法，譬如燃油箱惰化、安装燃油箱通气火焰抑制器、引入通气/防溢油箱灭火系统等，并确认安装燃油箱通气火焰抑制器是当时最可行的方法。该方法已在许多现役飞机上用于延迟地面着火的传播及之后的爆炸，为乘客和机组的安全撤离提供了额外的时间。

基于safer咨询委员会的报告，faa在1995年2月2日发布了nprm“fuelsystemventfireprotection”，提议更改《运输类飞机适航标准》，要求新的运输类飞机型号设计具有5分钟的燃油箱通气防火能力；并对相关的运营规章进行更改，以要求对现有运输类飞机机队进行改装。faa收到的与该nprm相关的评论包括：对所提议的5分钟标准及改装要求的经济性分析的准确性的质疑，并建议faa制定额外的指南(如ac)，以提供鉴定火焰抑制器满足所提议要求的符合性方法。

自2005年起，faa基于14cfr21.21关于不安全设计特征的判定要求，针对特定的审定项目，通过问题纪要，要求进行新的型号合格审定的飞机设计采用火焰抑制器。

2014年8月1日，faa发布了新的nprm“fuelsystemventfireprotection”，并于2016年6月24日，正式发布第25－143号修正案，修订第25.975条以要求:当燃油箱通气口连续地暴露在火焰中时，燃油箱通气系统能至少在2分30秒内，阻止因燃油箱外的火焰经由燃油箱通气系统传播到燃油箱蒸气空间而导致爆炸。与此同时，faa还对121部、129部中相关运营类要求进行了修订。具体的符合性验证思路参照ac25.975-1。

技术实现要素：

本发明的目的是建立基于液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统，对飞机火焰抑制器阻火和耐烧性能进行试验模拟。

本发明采取的技术方案为：

本发明提供一种液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统，包括：配气系统，阻火耐烧试验系统和测试系统；配气系统用于接收液态己烷，并气化；接收空气；按照一定的比例要求产生所需流量的气态己烷和空气的混合可燃气体；试验系统用于模拟飞机接口，安装被测火焰抑制器，测火焰抑制器将混合可燃气体和外界空间隔离；测试系统用于当外界空间点火，采集火焰抑制器关键监控测试点的数据。

进一步的，配气子系统包括：空气管路、己烷管路和汇聚管路；

其中，空气管路依次连通第一调节阀、气体流量计105、电加热器110；第一温度传感器109安装在电加热器110内；

己烷管路的输入液态己烷储存罐101，依次连通过滤器102、液体流量计106、第二调节阀、加热器111；加热器111内安装有第二温度传感器112；

空气管路的输出和己烷管路的输出作为汇聚管路的输入；汇聚管路依次连通放液孔113、单向阀114、切断阀115，最终输入至阻火耐烧试验子系统的输入口。

进一步的，第二调节阀包括并联的第二手动粗调节阀107和第二手动细调节阀108；第一调节阀包括并联的第一手动细调节阀103、第一手动粗调节阀104。

进一步的，阻火耐烧试验子系统包括：试验舱段201、延长段208，试验舱段201由外到内包括：高温外壳202、水加热层203、油箱内壳204、作为混合室205的内腔，高温外壳202底部与延长段208之间安装被测火焰抑制器；点火端d206位于试验舱段201内、点火端u207位于延长段208内。

进一步的，测试子系统包括安装在混合室205内的舱内热电偶301、安装在被测火焰抑制器上表面的上游表面热电偶302、被测火焰抑制器外壳热电偶303、下游表面热电偶304、延长段点火端热电偶305、第一压力传感器306、第二压力传感器307，上述部件通过传输电缆与计算机相连。

进一步的，点火端d206、点火端u207分别采用高压点火器，能够实现己烷和空气混合气可靠点火。

进一步的，整个试验舱段201需要在试验前后维持75℃的基本温度，采用水浴加热方式在水加热层203形成加热环境，并在管道和实验段采用保温措施。

进一步的，在每次实验前后，系统需要用高压空气吹扫，排出杂质和残余物质；吹扫设计所用气源就是配气系统中的高压空气，吹扫口连通室外排气，同时避免可能接触到室外点火源。

有益技术效果：该测试系统可模拟机上混合可燃气体比例和流量，测量航空火焰抑制器阻火和耐烧性能，可实现各参数自动采集、输出。试验测试系统搭建简单，操作方便安全，满足相关标准测试要求，测试结果能够有效的支持航空火焰抑制器的鉴定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一种液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统示意图；

图中标号说明：101、液态己烷储存罐，102、过滤器，103、第一手动细调节阀，104、第一手动粗调节阀，105、气体流量计，106、液体流量计，107、第二手动粗调节阀，108、第二手动细调节阀，109、第一温度传感器，110、空气电加热器，111、加热器，112、第二温度传感器，113、放液孔，114、单向阀，115、切断阀。

201、试验舱段，202、高温外壳，203、水加热层，204、油箱内壳，205、混合室，206、点火端d，207、点火端u，208、延长段。

301、舱内热电偶，302、上游表面热电偶，303、被测火焰抑制器外壳热电偶，304、下游表面热电偶，305、延长段点火端热电偶，306、第一压力传感器，307、第二压力传感器。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式，来详述本发明的结构特点及技术实施过程。

图1是本发明提供的液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统示意图，其包括配气系统，阻火耐烧试验系统和测试系统；配气系统用于气化己烷，按照一定的比例要求产生所需流量的气态己烷和空气的混合可燃气体；阻火耐烧试验系统用于模拟飞机接口，安装被测火焰抑制器；测试系统用于火焰抑制器关键监控测试点的数据采集。

图1是本发明提供的液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统示意图，其配气子系统用于按照一定的比例要求产生所需流量的气态己烷和空气的混合可燃气体。其中液态己烷储存罐101存储液态己烷，试验中液态己烷在重力的作用下流经过滤器102，通过液体流量计106后进入加热器111，利用加热器111将己烷加热至68℃以上从而使其气化，第二温度传感器112监控己烷加热温度，己烷流量配置过程中通过第二手动粗调节阀107、第二手动细调节阀108进行己烷流量的粗调与细调，使其达到实际调节流量要求。利用空气电加热器110将高压空气流加热至200℃以上，第一温度传感器109监控高温空气加热温度，通过第一手动细调节阀103、第一手动粗调节阀104进行高温空气的粗调与细调，使其达到实际调节流量要求。气化后己烷在高压加热空气的带动下混合，通过113放液孔、单向阀114和切断阀115后进入试验舱段201。

图1是本发明提供的液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统示意图，其阻火耐烧试验子系统用于模拟飞机接口，安装被测火焰抑制器。其中试验舱段201由高温外壳202、油箱内壳204组成，试验舱段201竖直放置，己烷/空气混合气体自试验舱段201顶部向下流动。采用水浴加热方式在水加热层203形成加热环境，并在管道和实验段采用保温措施，以确保己烷处于气化状态。被测火焰抑制器安装于试验舱段201底部，另一端与延长段208连接，延长段208内设置点火端u207，用于点燃混合气体，试验舱段201内设置点火端u206，用于判断混合气是否处于燃烧极限范围内。

图1是本发明提供的液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统示意图，其测试子系统用于火焰抑制器关键监控测试点的数据采集。其中试验舱段201内布置舱内热电偶301，用于判断点火端d206的点火情况及记录试验舱段201内混合气体温度，根据实验需要，也可在试验舱段201底部安装第一压力传感器306，第二压力传感器307来监控试验舱段201内的压力波动情况(可选)。被测火焰抑制器上下表面及外壳分别设置了上游表面热电偶302、下游表面热电偶304、被测火焰抑制器外壳热电偶303，用于记录点火后火焰抑制器上下游及表面课题的温度变化情况；火焰抑制器下方延长段208内设置点火端u207，其下侧设置延长段点火端热电偶305，以判断点火端u207的点火情况。

本发明提供一种液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统，如图1所示，包括配气系统，阻火耐烧试验系统和测试系统；配气系统用于气化己烷，按照一定的比例要求产生所需流量的气态己烷和空气的混合可燃气体；试验系统用于模拟飞机接口，安装被测火焰抑制器；测试系统用于火焰抑制器关键监控测试点的数据采集。

测试子系统包括舱内热电偶(301)、上游表面热电偶(302)、被测火焰抑制器外壳热电偶(303)、下游表面热电偶(304)、延长段点火端热电偶(305)、第一压力传感器(306)、第二压力传感器(307)，上述部件通过传输电缆与计算机相连。

所述基于液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统还包括点火端d(206)、点火端u(207)分别采用高压点火器，能够实现己烷和空气混合气可靠点火。

所述基于液态己烷的机载火焰抑制器阻火及耐烧性能测试系统还包括在每次实验前，需要用高压空气对整个实验装置吹扫，排出杂质和残余物质；在每次实验后，也需要高压空气吹扫排出残余己烷蒸气和反应产物。吹扫设计所用气源就是配气系统中的高压空气，吹扫口连通室外排气，同时避免可能接触到室外点火源。

为了满足该条款的要求，航空火焰抑制器成为了飞机燃油通气系统防止外部火焰传播到燃油箱的首选设备，同时鉴于该产品性能的通用性，也可应用于惰化系统，以防止高温气体进入到燃油箱。

因此，为了满足该条款的要求，航空火焰抑制器成为了飞机燃油通气系统防止外部火焰传播到燃油箱的首选设备，同时鉴于该产品性能的通用性，也可应用于惰化系统，以防止高温气体进入到燃油箱。

上面结合附图所描述的本发明优选具体实施过程仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求书内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。