飞机货舱隐藏区域防火试验系统及方法与流程

1.本发明涉及航空防火试验技术领域，具体涉及一种飞机货舱隐藏区域防火试验系统。


背景技术：

2.飞机货舱是飞机中堆积物品最多最密集的区域，若发生火灾将造成非常严重的后果。然而，现在没有专门针对飞机货舱的防火试验，更多地还是基于飞机整体的防火考量，没有单独将货舱和客舱进行分开测试。虽然国外有针对新型灭火剂试验而提出了在货舱试验的研究计划，但是其出发点也仅仅是为了满足灭火剂的应用场景，而对货舱实际的火灾模拟并没有作出任何贡献。
3.而现在对于飞机整体的防火试验，都仅仅是从模拟装置外围点火，检测模拟装置模拟飞机的外表面的火焰燃烧情况。飞机实际货舱舱段中，除了裸露出来的能够肉眼直接观察到的货舱内壁和外壁，在货舱内壁外壁之间一般还留有供各种电气设备和线缆管路通过的安装区域，这些安装区域被遮挡在货舱内壁内，是不易被观察到的隐藏区域，往往是实际火焰蔓延的主要通道，但是现在的货舱舱段防火试验没有针对隐藏区域的防火试验。


技术实现要素：

4.本发明意在提供飞机货舱隐藏区域防火试验系统，以解决飞机货舱隐藏区域的防火试验操作问题。
5.为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：
6.飞机货舱隐藏区域防火试验系统，包括用来模拟飞机货舱实际状态的模拟装置，用来在模拟装置的多个位置进行点火的火源系统，以及用来测量记录模拟装置在火源系统中燃烧情况的测试系统；
7.所述模拟装置，包括上下设置的顶板、舱段主体和底板，所述舱段主体具有前侧壁、后侧壁、左侧壁和右侧壁；舱段主体的右侧壁为弧形结构，用来模拟飞机货舱的外表面，舱段主体的右侧壁为竖直平面结构，用来模拟飞机货舱的内表面；所述舱段主体连接在顶板的右下方；所述顶板上设有用来模拟飞机货舱天花板隐藏区域的顶部通道；所述舱段主体上设有用来模拟飞机货舱侧壁隐藏区域的中部通道；所述顶部通道与所述中部通道的走向为模拟装置的长度方向。
8.进一步，所述顶部通道，包括单排布置的椭圆通道，或者，单排设置的圆形通道和椭圆通道，所述圆形通道为两个且分别设置在所有椭圆通道的两侧。
9.顶部通道，用来模拟飞机隔板中的隐藏区域。顶部通道，包括单排布置的椭圆通道，或者是，顶部通道，包括单排布置的椭圆通道加圆形通道，其中，圆形通道位于椭圆通道的两边，便于加工。
10.进一步，所述顶板与舱段主体连接处的顶部通道中，椭圆通道和/或圆形通道的对应位置均封闭。
11.顶板与舱段主体连接处的位置处，对应的顶部通道如果是椭圆通道，则这几个椭圆通道封闭，对应的如果是椭圆通道和圆形通道，则椭圆通道和圆形通道均封闭。
12.进一步，所述舱段主体的前侧壁和后侧壁上分别设有用来从前后方向打开或者关闭中部通道的第一侧门，所述舱段主体的左侧壁上设有多个用来横向打开中部通道的第二侧门。
13.进一步，所述中部通道的纵截面面积与顶部通道的纵截面面积的比值大于等于2:1。
14.进一步，所述舱段主体为飞机货舱舱段等比例条件下，截取的长度为实际待测舱段长度1/5以下，纵截面积为实际待测舱段的1/2以下的舱段。
15.进一步，所述顶部通道和中部通道中均安装有用来模拟飞机实际安装设备、管路、线缆的长方体、圆柱体和其他异形体。
16.其中，实际安装设备、管路、线缆，根据其轮廓，规则的则用长方体、圆柱体替代，不规则的，则按照对应设备的外轮廓3d打印出对应的异形体，使放置在顶部通道和中部通道的几何体能够模拟出飞机上实际安装设备、管路和线缆的安装情况。
17.本发明还提供了一种飞机货舱隐藏区域防火试验方法，采用前述的飞机货舱隐藏区域防火试验系统，包括如下步骤：
18.步骤一，分别固定中部通道和顶部通道中长方体、圆柱体和异形体的位置，用来模拟飞机货舱对应舱段的线缆和设备的安装位置；
19.步骤二，将火源系统中的点火燃烧器，分别放置在底板的各个位置，点火模拟燃烧情况；
20.步骤三，通过分别安装在舱段主体各个位置的温度传感器和热流计检测对应位置的温度和热流，通过高温摄像头观察火焰形态，完成试验。
21.进一步，步骤二中，将点火燃烧器放置在舱段主体的弧形外表面的下方，用来模拟外部起火情况；和/或将点火燃烧器放置在顶板下方，用来模拟舱段内起火情况。
22.进一步，步骤二中，将点火燃烧器放分别放置在顶部通道，和/或中部通道的各个位置，用来模拟隐藏区域内起火的情况。
23.本方案的原理及优点是：通过设置顶部通道和中部通道，使模拟装置更加真实地模拟飞机货舱舱段的实际隐藏区域，通过本方案能够完成对中等规模的火灾模拟试验，在目前尚无标准试验方法的现在，不仅仅是提供了一种货舱防火试验的构建和执行方案，还对货舱隐藏区域模拟还原了真实场景。尤其是顶板中顶部通道的设置，将一直被忽略的飞机舱段天花板考虑进去，为防火试验提供更加真实的试验对象和试验环境，能够更加直观准确地测试出隐藏区域对于火焰燃烧、蔓延的影响。
附图说明
24.图1为本发明实施例一中模拟装置从前向后看的结构示意图。
25.图2为本发明实施例一中模拟装置从后向前看的结构示意图。
26.图3为图1的前视图。
27.图4为本发明实施例二中模拟装置的前视图。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
29.说明书附图中的附图标记包括：顶板100、顶部通道110、圆形通道111、椭圆通道112、底板200、支撑柱210、支撑板220、万向轮230、舱段主体300、中部通道310、第一侧门320、第二侧门330。
30.实施例一
31.飞机货舱隐藏区域防火试验系统，包括用来模拟飞机货舱实际情况的模拟装置，以及用来为模拟装置提供燃烧试验的火源系统，和用来测量模拟装置在火源系统中的燃烧情况的测量系统。
32.如图1所示，模拟装置，包括用来模拟飞机天花板的顶板100，用来模拟货舱中段的舱段主体300，以及用来支撑舱段主体300的支撑板220和用来支撑顶板100的支撑柱210，支撑柱210有多根，焊接在顶板100与底板200之间，支撑板220向上倾斜布置，支撑板220连接在底板200和舱段主体300之间，使整个模拟装置更加稳固。除了底板伸出舱段主体的部分，整个模拟装置一比一还原待测飞机舱段。
33.相比于现在货舱防火试验或者其他燃烧试验的时候，往往被忽略掉的天花板区域，本实施例不仅通过设置顶板100来模拟天花板，更重要的是在顶板100的长度方向上，通过开通顶部通道110，用来模拟实际飞机天花板的顶部隐藏空间。本实施例的顶部通道110，包括圆形通道111和椭圆通道112两种，通过分别在圆形通道111和椭圆通道112里面布置不同的线缆，能够更加贴合实际的模拟飞机天花板的隐藏区域状态。
34.如图1和图2所示，舱段主体300的前侧面和后侧面均开有供舱段主体300上的中部通道310打开的第一侧门320。本实施例中第一侧门320，通过合页连接在舱段主体300的前后侧壁上，方便在中部通道310中放置、增减箱体或者柱体，来模拟在飞机中部舱段中的安装设备以及连接管线，同时，本实施例在舱段主体300的左侧面，还有四个第二侧门330。相比于第一侧门320，第二侧门330不常打开，因此第二侧门330通过螺钉连接在舱段主体300上，第二侧门330主要用来在系列模拟试验之前，协助第一侧门320调整中部通道310内的箱体、柱体、管线等飞机舱段实际安装设备、线路的安装布置情况。
35.所有第二侧门330几乎与舱段主体300的左侧壁平齐，用来模拟飞机上实际设备和线路安装的货舱内侧壁表面。
36.本实施例中的舱段主体300，为飞机实际1:1比例下，长度为的际待测舱段长度1/5以下，纵截面积为实际待测舱段的1/2以下。本实施例中，舱段主体300的长度为4-5米，本实施例中顶板100的宽度为2-3米，支撑柱210的长度为2-3米，使包括舱段主体300在内的各个结构形成的模拟装置，能够在真实还原飞机实际运行空间的前提下，尽可能减小模拟装置体积，节省占地空间，节约成本。
37.本实施例通过顶部通道110和中部通道310以及分别安装在顶部通道110和中部通道310里面的箱体、柱体以及线缆等类似几何体，真实模拟和还原飞机实际存在的因为安装设备和线缆而存在的隐藏区域，以及在这些隐藏区域里面的设备和管线，通过本实施例的模拟装置，能够提供更加真实的防火试验对象，使防火试验的结果更加符合飞机实际起火后，在隐藏区域的火焰燃烧和蔓延情况。
38.本实施例中的火源系统可以采用常规的火焰燃烧器，通过分别放置在底板200上
的各个位置来测试舱段主体300内、外表面的燃烧情况；通过将燃烧器分别放置在顶部通道110和中部通道310，能够模拟在隐藏区域起火的情况，再通过常规的测量系统检测在起火情况发生之后，对区域内的检测位置的温度、热流，火焰形态，火羽流及射流特性等常规检测参数项。
39.在运用以上模拟装置进行飞机货舱隐藏区域防火试验时，首先打开开第一侧门320和第二侧门330，分别对中部通道310中的圆柱体、立方体、中空箱体、线缆等相关几何体结构的位置进行固定。同时，对顶部通道110中的线缆的安装位置进行固定，用来模拟飞机实际对应舱段的线缆和设备的安装位置。
40.然后，关闭第一侧门320和第二侧门330，第二侧门330非必须不打开。将火源系统中的点火燃烧器，分别放置在底板200的各个位置，例如放置在舱段主体300的弧形外表面的下方，用来模拟外部起火情况；放置在顶板100下方，用来模拟舱段内起火情况；将燃烧器放分别放置在顶部通道110，或者中部通道310的各个位置，用来模拟隐藏区域起火的情况。
41.第三步，通过分别安装在舱段主体300各个位置的温度传感器和热流计检测对应位置的温度和射流特性，通过高温摄像头观察火焰形态，完成试验。
42.如图3所示本实施例中，舱段主体300的纵截面积为实际飞机舱段纵截面的1/4，为对应货舱截面积的1/2，其中，飞机舱段纵截面的上半部为客舱纵截面，下半部为货舱纵截面，本实施例中的货舱纵截面还包括用来分给客舱和货舱的隔板，即本实施例模拟装置中的顶板100。
43.舱段主体300，集中还原和呈现飞机实际舱段上用来安装空调设备以及对应电线线缆的空间区域。本实施例中，舱段主体300顶板100上顶部通道110形成的隐藏区域空间，占整个顶板100空间的1/10以上，尽可能真实地模拟飞机隔板中实际的隐藏区域空间。顶板100的左半部分的圆形通道111和椭圆通道112均开口，布置在顶板100右半部分的椭圆通道112和圆形通道111被舱段主体300的前后侧壁封闭覆盖，用来模拟实际上舱段主体300，因为飞机本身运行环境而形成的半封闭空间。在实际试验当中，顶板100所有开口的圆形通道111和椭圆通道112可通过密封胶等方式进行全部封闭或部分封闭，更加真实地模拟飞机内顶部通道110的半封闭状态，避免因为模拟装置所在的正常大气压环境可能带来的误差影响，使模拟更真实，测试更准确。
44.实施例二
45.如图4所示，本实施例与实施利一的区别在于，顶板100的下方设置有万向轮230，便于模拟装置的移动和试验场地的选择，有助于结合外界天气变化情况来进行防火试验，可以还原和设置飞机实际情起火情况的外在天气因素影响。
46.实施例三
47.本实施例，限定了中部通道310的纵截面积和顶部通道110纵截面面积的比值，使整个呈现出来的舱段主体300以及模拟天花板的顶板100，其在单位区域里面形成的顶部隐藏区域和中部隐藏区域的面积比值与飞机实际情况相符，能够更加真实的模拟出两种隐藏区域可能存在的火焰蔓延情况，本实施例中中部通道310纵截面面积，与顶部通道110纵截面面积的比值大于等于2:1，尽可能真实地还原顶部和中部隐蔽空间的面积大小，使形成的模拟装置能够提供更加精准的模拟对象和更加真实的试验空间。
48.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识
在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。