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近期航空事故頻發 淺析飛機客艙防火問題

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-07-25   來源:中國名航局研究所   瀏覽次數:7004  分享到: 分享到騰訊微博

介紹了飛機客艙火災的原因以及提高飛機客艙防火性能的措施,從加強安全檢查、高分子材料的阻燃和客艙重要部件/區域的防火等方面進行了探討。

關鍵詞:消防;飛機客艙;阻燃材料

火災是影響飛機安全飛行的重要原因,飛機作為科學技術含量高、結構復雜的交通工具,如果在操作中出現微小疏忽和失誤,就可能釀成重大火災,發生機毀人亡的惡性事故,造成重大損失。因此,預防飛機火災并積極開展防火研究十分重要。

1火災原因

客艙是飛機的重要部分,是飛機在飛行過程中旅客活動的主要區域,由于此處部件多,人員多,因此也是飛機防火的重要區域。通過對多起火災的調查,引起飛機客艙火災的主要原因有3個方面:

(1)旅客攜帶或在行李中夾帶易燃、易爆物品,甚至故意放火。2002年5月7日,旅客張某在某客機衛生間內掏出藏匿的350mL汽油潑灑,并用隨身攜帶的火柴將其點燃,致客機尾部油箱爆炸,飛機墜入大海,機上人員全部遇難。

(2)旅客或乘務人員吸煙,亂扔煙頭引起火災。煙頭中心溫度可達700~800℃與可燃物接觸極易引發 火災。2002 年 8 月 11 日, 某客機因旅客隨意亂丟煙頭 而險釀空中火災, 幸虧乘務員及時發現, 制止了一場大 禍。 1982 年12 月24 日, 某客機由于旅客吸煙使煙頭落 入導軌, 致飛機后艙密封窗口冒煙, 火勢瞬間蔓延客 艙, 致 25 人死亡, 30 人受傷。

(3) 飛機電路和電器設備線路短路、 過載等引起火 災。 2001 年 4 月 25 日, 加拿大某客機發生了一起嚴重 的客艙火災, 造成23名旅客死亡。起火原因是飛機起 飛 1. 5 h 后衛生間由于電流短路引發火災。

 飛機是可燃物品聚集的地方, 如高分子材料, 飛機 上的座椅墊、 防滑墊、 安全帶、 地毯、 餐桌等都是由高分 子材料制成的, 這些高分子材料主要有聚氨酯( PU ) 、 聚酰胺( PA) 、 羊毛( WOOL ) 和聚氯乙烯( PVC) 等。但 是高分子材料多易燃, 而且燃燒時產生大量煙霧, 這對飛機客艙的防火安全非常不利。另外, 旅客攜帶的行 李、 衣服等可燃物也增加了飛機客艙的火災負載。

2 提高飛機客艙防火性能的措施

2. 1防火安全法規

飛機客艙防火安全性法規是飛機客艙防火的基礎 性文件, 各國民航當局都高度重視, 都頒布了各自的防 火法規。較權威的飛機客艙防火的法規為美國聯邦航 空局( Federal Aviat ion A dminist rat io n, F AA ) 頒布的 美 國 聯 邦航 空 條 例 ( Federal Av iat ion Regulat io ns, FAR) , 其中涉及客艙防火的條例主要有F AR 25. 851, 25. 853 和 25. 854。特別是 FAR 25. 853 涉及多項適航試驗, 自20世紀60年代以來, FAA不斷對 FAR25.853 進行修 訂, 頒布了許多修訂案, 如: 25- 15、 25-32、25-59、25-60、25-61、 25-66、 25-83、 25-111, 這些法規和修訂案的頒布為提高飛機客艙防火安全性 起到了十分重要的作用。

2. 2加強安全檢查

無論是在登機前還是在飛行中, 必須加強安全檢 查, 嚴禁旅客攜帶易燃、 易爆物品。乘務員應加強消防 知識的學習, 掌握防火、 滅火技能, 真正做到一旦發生 火災能正確處理, 將火災損失減少到最低程度。同時, 乘務員還應學習并運用心理學, 對旅客要有客觀的評 估, 善于分析旅客的心理, 盡量杜絕可疑人員采取行動, 做到防患于未然。

2. 3 采用高分子阻燃材料

( 1) 飛機客艙使用了大量高分子材料, 這些材料必須進行阻燃處理以通過適航要求。用于高分子材料阻燃的阻燃劑主要有添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。目前, 高分子材料阻燃的發展方向有無鹵阻燃劑、膨脹性阻燃劑、微膠囊化技術和納米阻燃技術等。

( 2) 高分子材料在燃燒過程中會釋放大量熱量, 熱 量不僅會使環境溫度升高, 而且會加速燃燒。因此, FAA 將美國俄亥俄州立大學的 OSU 熱釋放測量儀指 定為民用飛機材料及組合結構熱釋放測試的儀器。該 儀器基于熱量測定原理, 其測出的數據比真實值低, 但 它可通過校正因子將這一問題克服, 因此做出的試驗結果在不同的實驗室比較一致, 而且 OSU 量熱儀的試 樣盒比較大, 可用材料的實際結構進行試驗, 從而獲得 與實際情況比較相符的數據。FAA要求在5min試驗期間平均最大熱釋放速率不應超過65 kW/m25和最初2min 的平均總熱釋放量不應超過65 kW. min/m 2。

另外, 在墜機后油箱起火爆炸, 釋放大量熱量危及旅客安全, 但若能采用熱釋放速率為0的材料就可以盡可能保護旅客并為旅客提供逃生時間, FAA預計該種材料將于2010年實現。

 ( 3) 現代火災研究表明, 火災中造成人員死亡多是 由人體吸入大量煙霧而窒息造成的, 而且大量煙霧會阻擋視線, 成為營救與逃生的障礙。 因此, FAA 對高分子材料的煙密度作了相應規定, 規定要求4min試驗 內的平均最大比光密度 Dm 值不應超過200。

苯乙烯-丁二烯- 丙烯腈共聚物是20世紀40年代開發的一種熱塑性工程塑料, 目前在飛機客艙還有 一定的應用, 但其煙密度較大且抑煙技術尚不完善, 建 議以后不再使用。

2. 4 客艙重要部件/ 區域的防火

2. 4. 1手推車

客艙用手推車是一個帶輪子的可移動箱體, 用來運送和存放各種用于客艙服務的物品, 這些物品可能 是易燃的, 如塑料餐具、 紙杯、 紙巾和報紙等。 為確保手 推車的使用安全, FAA 對其防火能力作了相應要求。 美國機動車工程師學會在 2004 年也頒布了針對客艙用手推車的標準 SAE AS 8056《 inimum design and M perf orm ance o f airplane g alley in - light cart s , f co nt ainers, and associated com ponent s》 。該標準對手 推車的設計細則作了相應的要求, 包含對手推車的熱 釋放量、 煙密度和防火等性能的要求。

2.4.2 座椅墊

飛機座椅墊是客艙中的重要部件, 與旅客直接接 觸, 它主要由裝飾套、擋火層和泡沫芯組成。裝飾套是由羊毛纖維制成的, 羊毛著火溫度為 570~600 ℃, 燃燒熱值低( 20. 5 kJ/ g - 1 ) , 具有一定的阻燃性。擋火層主要采用芳綸 1414, 俗稱凱夫拉( Kevlar) 制成, 它是一 種難燃材料。泡沫芯選用的是軟質聚氨酯泡沫 ( flex ible po lyurethane f oam ) , 它含可燃的碳氫鏈段, 開孔率較高, 極易燃燒, 極限氧指數( LOI) 只有17 左右, 且燃燒 產生大量有毒煙霧。為了對飛機座椅墊的防火安全性 499 進行客觀評估, FAA 規定了座椅墊燃燒試驗, 該試驗 用于評估飛機座椅墊在置于高強度、 開放性火焰中的 耐燃性及失重性能。規定要求至少占試驗組總數 2/ 3 的試驗的燒焦長度不得大于43. 2 cm( 17 inches) , 并且平均燒焦長度不得大于43.2 cm ,平均失重百分比不得 大于 10% 。

2.4.3隱藏區

為了提高隔熱隔音防潮的作用, 飛機客艙天花板與機殼之間都安裝了隔熱隔音材料( T her mal Aco ust ical Insulat ion) , 它是由薄膜/絮 狀纖維/薄膜按三明治狀制成的, 幾乎將飛機全部包裹起來。 安裝隔熱隔音材料的位置上分布著許多導線, 若電線老化會 造成 短路易引發火災, 而 該區域屬于隱藏區( hidden areas ) , 火情不易被發現, 一旦 著火會造 成嚴重后 果 ( 見圖1 所示) 。


 

但研究表明, 某些通過了12 s 垂直燃燒 試驗的材料仍不能阻止火焰傳播, 因此FAA開發了衡 量隔熱隔音材料防火特性的新方法——隔熱隔音材料 燃燒及火焰蔓延特性試驗方法, 該方法用來評估暴露在輻射熱源和火焰下的隔熱隔音材料的可燃性和火焰傳播特性。 適航要求從燃燒器火焰中心線的左側起, 火焰傳播不能超過51mm , 任何試樣在移開燃燒器后焰 燃時間不能超過3s。考慮在對隔熱隔音材料的連接或 修補過程中會采用搭扣( hook and loop ) 和帶子(tape) , 因此FAA補充了搭扣和帶子燃燒及火焰蔓延特性的試驗方法。目前, 國內僅有中國民航局測試中心 能開展該項適航檢測任務。

3 結束語

飛機客艙防火是一個系統工程, 既需要“ 軟件” 即 , 乘務人員的防火意識, 正確處理客艙火災的能力; 也需 要“ 硬件”即飛機客艙防火設計的合理性, 包括飛機客 , 艙使用材料的防火性能和部件/ 區域的防火性能。另 外, 政府相關職能部門應加大經費投入并合理提高相 應的防火安全標準, 相關研究人員應加強飛機客艙防 火安全性的理論研究和技術研究, 航空公司和機場應 加強防火安全檢查, 航空生產企業應對生產的艙內材 料嚴把質量關, 從而對飛機客艙防火真正做到未雨綢 繆, 防患于未然。

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