燃油箱的燃烧爆炸已成为民用航空安全的主要威胁之一：聚焦飞机燃油箱可燃性与适航符合性

 

飞机燃油箱的防火抑爆能力不仅关系到飞机的生存和易损性，同时也关系到飞机利用率、成本及乘员安全，因而一直以来都是飞机燃油惰化系统设计师、制造商、维修者和适航审定人员所关注的重点。

▲ 飞机燃油箱起火三要素

众所周知，飞机燃油箱燃烧爆炸一般需要同时具备：易燃介质、充足的助燃物——氧气以及由点火源触发的化学反应链三个条件。为有效阻止燃油箱燃爆事故的发生，必须排除三个条件中的一个或多个。燃油箱是飞机复杂系统中重要组成部分，承担着存储燃油、调节重心及冷却设备等任务，其内部存放的航空煤油是由多种碳氢化合物混合而成的易挥发性液体，在一定的温度和压力下，分子量较小的烃类物质就会挥发到燃油箱的空余空间中，因此，易燃物质在燃油箱中总是存在的，防范的重点自然落在点火源和氧浓度控制上。但限于当时的技术水平，对于燃油箱空余空间氧浓度进行控制并不是一件容易的事情，它需要付出沉重的经济代价；加之认识上的缺陷，人们寄希望于可以通过“失效安全设计”来杜绝一切点火源的产生，因此，工作的重心仍放在点火源防范上。

 

2008年9月19日，美国联邦航空管理局(FAA)颁布了14CFR 25部125修正案，该修正案要求运输类飞机的营运人和制造商采取措施大幅度减小燃油箱爆炸等灾难性事件的发生概率；在中国民用航空局(CAAC)2011年11月7日颁布的《运输类飞机适航标准》(CCAR-25-R4)中，全面采纳了FAA的25部125修正案规则与要求，强调了民用运输类飞机降低燃油箱可燃性的重要性。

▲ 燃油箱燃爆事故统计

尽管近几十年来民用航空的安全性取得了长足进步，但涉及燃油箱安全的飞机事故还时有发生。截至2008年，全球范围内运输类飞机燃油箱爆炸事故共发生了18起，总计542人遇难，燃油箱的燃烧爆炸已成为民用航空安全的主要威胁之一。早先人们并不能掌握导致燃油箱燃爆发生的潜在安全性原因，因此一直致力于仅通过设计手段控制燃油箱温度来防范燃油箱燃爆事故的出现，直至TWA800航班事故的发生，通过对该事故原因的调查分析，人们加深了对燃油箱可燃性危害的认识，强化了防范燃油箱燃爆事故发生的适航符合性要求与技术措施。

 

我国飞机设计人员、制造商和适航审定部门在运输类飞机设计与适航工作方面经验不足，在适航取证过程中遇到了许多技术难题，为了攻克这些难题，工信部组织开展了“C919大型客机动力装置相关特殊风险专题审定技术研究”，《运输类飞机燃油箱可燃性与适航符合性方法》（刘卫华，刘春阳，薛勇著.北京：科学出版社，2018.11）即为该专题的研究成果之一。

 

作为国内外第一部专门论述运输类飞机燃油箱可燃性与适航符合性方法的研究著作，本书简要地介绍了燃油箱可燃性及其相关概念，系统地总结分析了降低燃油箱可燃性技术措施的发展和运输类飞机燃油箱可燃性适航条款演变历史，详细地介绍了运输类飞机燃油箱可燃性暴露时间蒙特卡罗计算方法及其应用、燃油箱可燃性适航符合性验证方法、燃油温度变化的热力学分析方法和燃油箱空余空间氧浓度变化的数学分析方法。

▲ 耗氧型惰化系统工作原理

2004年美国Phyre公司在为空军研发一种用于去除燃油中溶解氧气的新型除氧系统时，开发出了一种经济、高效、环保的耗氧型燃油箱惰化系统。该系统完全使用催化产生的CO₂和燃油箱空间空气中的氮气作为惰性气体，可以说是一种自产自销的闭式循环系统(所谓闭式是指燃油的反应产物返回燃油箱，而不是排出去，但并不是绝对的闭式，因为还需要补充空气以平衡压力和保证燃油蒸气充分氧化及除去水蒸气等)。

 

本书内容主要来源于作者科研团队近十年来在飞机燃油箱惰化与适航符合性验证方法等方面的研究心得、学术论文、科学报告和系统设计的工作总结，同时也部分参考了国内外在该领域的最新研究成果、文献资料和专利，在此对被索引的文献作者表示衷心的感谢。

 

本文摘编自《运输类飞机燃油箱可燃性与适航符合性方法》（刘卫华，刘春阳，薛勇著.北京：科学出版社，2018.11）一书“前言”，有删减，标题为编者所加。文中插图及图注文字来自该书正文。

ISBN 978-7-03-059522-5

责任编辑: 惠 雪 曾佳佳

 

本书简要地介绍了燃油箱可燃性及其相关概念，系统地总结分析了降低燃油箱可燃性技术措施的发展和运输类飞机燃油箱可燃性适航条款演变历史，详细地介绍了运输类飞机燃油箱可燃性暴露时间蒙特卡罗计算方法及其应用、燃油箱可燃性适航符合性验证方法、燃油温度变化的热力学分析方法和燃油箱空余空间氧浓度变化的数学分析方法。

 

（本文编辑：刘四旦）

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