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航空燃油系統及發動機附件防火

輕量化的膨脹型防火涂料更適用于現代航空發動機短艙結構防火

發布日期：2021-02-19 作者：大連義邦科技瀏覽數：16751

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短艙是飛機核心裝備——發動機的保護罩，它的設計能力關系到飛機性能、操作安全、系統可靠性、重量、成本等關鍵航空技術，其中發動機短艙中的防火是保障飛機安全飛行的重要前提之一。

根據AC20-135防火設的定義：防火（Fireproof）材料或結構在1093 ±65°度的火焰下沖擊15分鐘，依然能夠完成基礎工作要求。確保在已燃燒的情況不會進一步擴展和蔓延，以便在15分鐘內給飛機駕駛員處置火災或降落逃生的時間。

航空飛機短艙需要設計結構防火墻將火區與非火區隔離開來，如結構防火墻的設計，由于直接暴露在火焰的沖擊之中，通常選取可耐高溫的金屬，同時需在表面做額外的防火處理，以確保在載荷的作用下不會引起火焰的燒穿。

鈦合金在高溫作用下材料性能會有所下降，進氣道后隔板的溫度環境約為537°度 ，對于短艙罩體和隔板因采用的材料溫度受到限制，需額外設計防火保護層以防止火焰的直接沖擊，另外短艙的防火墻設計有很多開口，用來通過發動機與飛機之間的管路與電纜，可能會引起外部載荷的開口。另外短艙內的結構件如鋼或者鋁鎂合金的防火墻接頭/緊固件，為了滿足民用飛機噪聲控制的要求，短艙進氣道的內壁板通常采用了消聲處理的復合材料蜂窩結構，不能承受高溫環境，同樣需要進行防火處理。

由于短艙罩體和隔板材料受溫度的限制，傳統采用隔熱毯來進行隔離保護，用面板將陶瓷纖維壓縮成一定的密度和厚度作用防火保護，但現代航空為了節能環保，對減重有著嚴苛的要求，更輕更博的新材料被研發出來。

國外在80年代開始，飛機已經大部分上使用膨脹型防火涂料，以滿足飛機短艙防火墻、APU艙防火墻等部位對防火的需求，提高飛機的安全性，目前大連義邦輕薄耐高溫膨脹型防火涂料已應用在大力神發動機整流罩和V-22魚鷹的玻璃纖維燃料箱等來解決輕量化的防火需求，當膨脹涂料遇到高溫火焰時，被動式防火屏障薄膜涂層會形成一個堅硬的碳屏障，可使其導熱系數下降至少 90%，對基材的升溫起到遲滯作用，通過膨脹炭層傳遞到基材的熱量只有原涂層的幾十分之一，另外對于航空發動機短艙結構防火墻和被保護的防火墻。

輕薄的涂層更加適應航空減重需求，大連義邦膨脹型防火涂料涂敷的厚度僅為0.0254 mm干膜厚度膨脹=0.0010毫米,（與傳統膨脹層厚度對比請見下圖)，通過阻礙燃燒物體所需燃料的獲取，阻止火勢的蔓延，起到保護作用。對于邊緣縫隙具有其他材料不具備的輕薄靈活等優勢，經過實驗測試，膨脹碳層實現對基材損害的最小化，當火災撲滅后，大連義邦膨脹型防火涂料燃燒后的膨脹碳層可被刮去，下面的基材仍較完好，修復簡便，減少維修難度和維修費用。目前已應用在航空短艙、燃油泵、液壓起落架部件、機艙內部部件及特種裝備、航天航空等領域。

本文意在傳播新材料資訊，部分圖片來自網絡。

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