05 июня 2017г.
Взрыв на воздушном судне является опаснейшем фактором пожара, который может возникнуть как в полете воздушного судна, так и на земле.
При анализе случаев взрыва на воздушных суднах можно выделить предпосылки возникновения взрыва. Основными из них является пожар технологической системы топливоподачи, масленой системы охлаждения, гидравлической тормозной системы и системы управления, так как жидкости в данных системах являются горючими. Для воспламенения паров данных жидкостей необходимо лишь наличие источника воспламенения. Также известно что, основным эпицентром взрыва, является топливный бак, так как он вмещает в себя большое количество горючего вещества.
Для пожара, помимо источника зажигания и горючего материала необходим окислитель. В качестве него в основном выступает кислород. Отсюда следует, что вероятность возникновения мощного горения с высотой уменьшается, и максимально у поверхности земли, так как концентрация кислорода в воздухе с высотой понижается. Анализируя это с наиболее частыми причинами возникновениями пожаров и взрывов можно выделить основные взрывопожароопасные режимы полета воздушного судна. Ими является взлетно-посадочный режим движения воздушного судна, а также полет на предельно низких высотах.
Основной виной скоротечности и высокой интенсивности выделения тепла при пожаре во время полета является нагнетание большого объема воздуха к месту воспламенения, под действием высокой скорости воздушного судна.
Теоретически, что бы обеспечить высокую защиту от взрыва топливных баков необходимо в равной степени производить мероприятия по двум направлениям: активные и пассивные системы взрывозащиты.
К активной системе взрывозащиты относят системы раннего воздействия на взрыв инертными газами, предназначенные для снижения взрывоопасной концентрации, а также автоматическая система пожаротушения двигателей воздушного судна.
К пассивной защите относят мероприятия по проектированию систем воздушного судна, снижающие вероятность взрыва или минимизирующие последствия от взрывов.
Топливная система и система энергоснабжения создается таким образом, чтобы исключить воздействия искр или разогретых поверхностей на горючие вещества. Основным ориентиром при подборе материалов для конструкции отсеков воздушного судна, содержащие опасные концентрации является показатели их пожароустойчивости.
На современных самолетах активно внедряется изоляция внутренних стенок топливных баков материалом, который способен впитывать коагулянт, предназначенный для герметизации пробоин в стенке бака с топливом.
Существует специфическая система обработки топлива перед заправкой летательного аппарата на земле, предназначенная уменьшить интенсивность испарения горючего и деаэрирование кислорода из топлива, тем самым уменьшая способность топлива к взрыву.
Так, у охлажденного топливо существенно снижаются показатели концентрации паров керосина в свободном объеме баков, тем самым и снижается вероятность взрыва данных паров.
Противопожарные системы, обеспечивающие выявление очага пожара и подавление его относятся к активным средствам пожаротушения.
Для предотвращения взрыва предлагаются следующие инновационные мероприятия, способные предотвратить возможный взрыв в замкнутом объеме: распыление инертных газов способных создать условия для предотвращения процесса горения и использование химических веществ способных к отводу тепла от очага воспламенения.
Система обнаружения и раннего воздействия на очаг пожара установленная на всех пассажирских воздушных суда с рейсами средней и длинной протяженности представлена на рис. 1.
Система воздействия на очаг пожара в пространстве двигателей представляет собой шесть огнетушителей 6 с пиротехническим пуском, которые воздействуют в три этапа (на каждом этапе разряжаются по 2 огнетушителя).
Два парных блока электромагнитных кранов 8 распределяют огнегасящий состав между правой и левой гондолами двигателей.Правый является основным, левый служит аварийным краном.
Рис. 1. Схема компоновки противопожарной и взрывозащитной системы среднемагистрального воздушного судна
1-датчик перегрузки, 2-бортовые огнетушители, 3-топливной бак ВС, 4-коллектор, 5,6- огнетушители, 7-огнетушитель с пиропатроном, 8- блок электромагнитных замков, 9,10-датчик обнаружения пожара, 11- исполнительный блок, 12,13- рассеивающие коллекторы.
Рассеивающие коллекторы 12 с распыливающими отверстиями расположены в отсеке двигателя, а коллекторы 13 - на передней пожароустойчивойстенкимотогондолы и в пилоне.
Датчики, предназначенные для обнаружения пожара, 10 установлены в разных частях мотогондолы. При увеличении температуры
в мотогондоле со скоростью не менее 2 градусов Цельсия в секунду и одновременном прогреве измерительного устройства до температуры 150 градусов Цельсия, они отправляют сигнал тревоги на электронный исполнительный блок 11. Идентично работает система тушения пожара внутри двигателей от двух огнетушителей 7 с пиропатроном, который срабатывает в два
этапа через блок электромагнитных замков 8, которыми способен управлять экипаж по сигналам датчиков 9 о возникновение очага пожара внутри двигателя.
Для превентивных мер по возникновения пожара в мотогондолах двигателей при посадке с полностью не выпущенной стойкой шасси или при поломке одной из стоек шасси датчик перегрузки 1, установленный в передней части фюзеляжа, на стойках основных
стоек шасси и на консолях крыла, подают сигнал на пиротехнический патрон огнетушителей. Все шесть огнетушителей подают огнетушащее вещество в мотогондолы, создавая
тем самым, неблагоприятные условия для продолжения дальнейшего процесса горения.
Основной топливный бак 3 оборудован системой предотвращения взрыва, обеспечивающей подачу аэрозольного хладона в свободное пространство топливного бака через коллектор 4 от огнетушителей5. Система предотвращения
взрыва включается вручную из кабины пилотов при обнаружении пожара в техническом отсеке шасси, расположенном за центральным баком, или перед посадкой с полностью убранным шасси. Так же, если по какой-либо причине пилоты не в состояние включить данную систему, она способна включаться автоматически по сигналам датчиков перегрузки 1.
Но данная система имеет недостаток, который заключается в отсутствие дублирования датчиков, предназначенных для автоматического включения системы пожаротушения, так как существует вероятность отказа одиночных датчиков, тем самым нарушая работоспособность всей системы.
Комплекс методов и бортовых средств защиты от пожара и взрыва определяется на самых ранних стадиях проектирования воздушного судна с учетом эффективности, надежности, массы всех элементов системы.На данный момент активно ведутся эксперименты с химическим составом топлива, снижая вероятность его взрыва, но современное техническое развитие не позволяет
воплотить в жизнь инновации в данном направлении. Любая попытка изменения химического состава топлива влечет за собой понижения его эффективности для двигателей, но научная деятельность не бросает попытки создания и внедрения новых технологических решений в область взрывобезопасности на ВС.
Список литературы и источников
1. Зельдович, Я.Б. Математическая теория горения и взрыва [текст] / Я.Б. Зельдович, В.Б. Баренблатт. - Москва: Наука, 2000. - 478 с.
2. Тотай, А.В. Теория горения [текст] / А.В. Тотай, О.Г. Казаков.
- Москва: Юрайт, 2015. - 295 с.
3. Хитрин, Л.Н. Физика горения и взрыва [текст] / Л.Н. Хитрин. - Москва: ИНФРА-М, 2007. - 428 с.
