一種基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防火防爆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代飛機(jī)的安全問題一直以來受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，而燃油系統(tǒng)燃燒、爆炸是引起飛機(jī)失事的主要原因之一。有數(shù)據(jù)表明，在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)空軍由于受到地面火力攻擊而損失了數(shù)千架飛機(jī)。在這些損失中，由于燃油失火導(dǎo)致的損失比例就高達(dá)50%。北約在對(duì)1141次與失火有關(guān)的飛機(jī)事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，主要原因就是由飛行或墜毀后燃油箱爆炸所引起。當(dāng)然，在加油和維護(hù)期間，也有可能會(huì)引起燃油箱燃燒和爆炸。
[0003]由此可見，無論對(duì)于軍機(jī)還是民機(jī)，都必須采用有效地措施來防止油箱燃爆。也就是說，飛機(jī)油箱的防火抑爆能力不僅關(guān)系到飛機(jī)的生存能力和易損性，同時(shí)也關(guān)系到飛機(jī)的利用率、成本和乘客的安全。按工作原理來分，飛機(jī)燃油箱防火抑爆技術(shù)可分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩大類。
[0004]所謂被動(dòng)式，是指當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，依靠油箱內(nèi)特殊的填充材料來對(duì)燃燒和火焰的傳播進(jìn)行抑制的技術(shù)措施，其目的是降低火災(zāi)發(fā)生所造成的影響。被動(dòng)式防爆，其優(yōu)點(diǎn)是平時(shí)不需要維護(hù)，任何時(shí)候都可保護(hù)燃油箱，無故障發(fā)生等；主要缺點(diǎn)是燃油箱內(nèi)充填的抑爆材料減少了飛機(jī)的可用燃油儲(chǔ)存量(大約減少4%左右)，增加了飛機(jī)重量(大約增加
0.06?0.08鎊/加侖)，對(duì)飛機(jī)性能影響較大。例如常用的油箱填充材料有網(wǎng)狀泡沫和網(wǎng)狀金屬絲兩類。
[0005]所謂主動(dòng)式防火抑爆方法，即油箱惰化技術(shù)，因其能主動(dòng)控制并保持油箱上部空間的氧濃度而達(dá)到防火、防爆的目的，其重點(diǎn)在于“防”，故稱其為主動(dòng)式。它可以根據(jù)惰化氣體種類、來源的不同而分類。主要包括:液氮/氣氮惰化技術(shù)、Halonl301惰化技術(shù)、燃油催化技術(shù)和機(jī)載制氮惰化技術(shù)等幾種。隨著分離膜技術(shù)的發(fā)展，采用中空纖維膜制取富氮?dú)怏w的機(jī)載制氮惰化技術(shù)(OBIGGS, On-Board Inert Gas Generat1n system)是目前的主流技術(shù)，不僅在國(guó)外軍機(jī)和民機(jī)被廣泛使用，近年來在我國(guó)自主新研制的運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)及支線和干線客機(jī)上也成為必須配套的機(jī)載裝置。
[0006]雖然基于膜分離的OBIGGS是目前的主流惰化技術(shù)，但是仍然存在很多問題，例如分離膜效率低導(dǎo)致飛機(jī)代償損失大、分離膜入口需求壓力高導(dǎo)致在很多機(jī)型上無法使用(如直升機(jī))、細(xì)小的膜絲和滲透孔徑逐漸堵塞及氣源中臭氧導(dǎo)致膜性能衰減嚴(yán)重、N2填充油箱時(shí)導(dǎo)致燃油蒸汽外泄污染環(huán)境等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服制膜分離的OBIGGS效率低、價(jià)格昂貴及適用范圍窄等缺點(diǎn)，基于催化氧化技術(shù)，提供一種基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 一種基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置，包括穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器出口通過管道分別與第一氣體噴射器一次流入口及第二截止閥入口連接，所述第二截止閥出口通過管道與第二氣體噴射器二次流入口連接，所述第一氣體噴射器混合流出口及所述第二氣體噴射器混合流出口通過管道與回?zé)崞骼鋫?cè)通道入口連接，所述回?zé)崞骼鋫?cè)通道出口至第二阻火器入口之間通過管道順次連接有第二冷卻器熱側(cè)通道、氣體電加熱器、第一阻火器和催化反應(yīng)器，所述第二阻火器出口通過管道分別與所述回?zé)崞鳠醾?cè)通道入口及第一截止閥入口連接，第一截止閥出口通過管道分別與所述回?zé)崞鳠醾?cè)通道出口及第一冷卻器熱側(cè)通道入口連接，所述第一冷卻器熱側(cè)通道出口通過管道與除水器入口連接，燃油箱氣體出口至所述第一氣體噴射器二次流入口之間通過管道連接有第一止回閥，儲(chǔ)油罐蒸汽出口至所述第二氣體噴射器二次流入口之間通過管道連接有第二止回閥，所述燃油箱連通口至儲(chǔ)油罐連通口之間通過管道連接有第三止回閥，所述儲(chǔ)油罐底部放置有燃油電加熱器，所述燃油箱燃油循環(huán)入口通過管道分別與所述第一冷卻器冷側(cè)通道出口及所述第二冷卻器冷側(cè)通道出口連接，所述第一冷卻器冷側(cè)通道入口通過管道與三通閥第一出口連接，所述第二冷卻器冷側(cè)通道入口通過管道與所述三通閥第二出口連接，所述三通閥入口至所述燃油箱燃油循環(huán)出口之間通過管道連接有燃油循環(huán)泵，燃油電加熱器和氣體電加熱器通過電纜與電源連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述除水器出口通過管道與所述燃油箱惰氣入口連接。
[0010]優(yōu)選的，所述除水器出口通過管道與洗滌噴射器氣體入口連接，所述燃油箱底部燃油出口至所述洗滌噴射器燃油入口之間通過管道連接有油泵，所述洗滌噴射器出口在所述燃油箱底部最低液面下。
[0011]進(jìn)一步的，所述除水器出口通過管道與氣體分配器入口連接，所述氣體分配器出口在所述燃油箱底部最低液面下。
[0012]進(jìn)一步的，所述除水器為吸附式、吸收式、冷卻式和等離子等去除氣體中水蒸氣的設(shè)備。
[0013]優(yōu)選的，所述電源為直流和交流電源，電壓和電流可無極調(diào)節(jié)。
[0014]進(jìn)一步的，所述穩(wěn)壓器入口與飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)引氣口通過管道連接。
[0015]進(jìn)一步的，其特征在于，所述穩(wěn)壓器入口與飛行器環(huán)控引氣口通過管道連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
采用本發(fā)明技術(shù)方案，通過催化燃燒技術(shù)將燃油蒸汽轉(zhuǎn)化為二氧化碳來惰化油箱，因此對(duì)氣源純凈度要求低，無需高壓引氣，無需對(duì)膜分離裝置進(jìn)行預(yù)熱，因此啟動(dòng)速度快、惰化時(shí)間短，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1為基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置；
圖2為實(shí)施例2中采用噴射器洗滌燃油的催化氧化惰化裝置流程示意圖；
圖3為實(shí)施例3中采用分配器洗滌燃油的催化氧化惰化裝置流程示意圖；
圖4為實(shí)施例4中無補(bǔ)氣增壓沖洗催化氧化惰化裝置流程示意圖； 圖5為氣體分配器下部的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為氣體分配器上部的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標(biāo)號(hào)說明:
1、穩(wěn)壓器，2、第一氣體噴射器，3、第二氣體噴射器，4、回?zé)崞鳎?、第一冷卻器，6、第二冷卻器，7、除水器，8、氣體電加熱器，9、第一阻火器，10、催化反應(yīng)器，11、第二阻火器，12、燃油箱，13、儲(chǔ)油罐，14、燃油電加熱器，15、燃油循環(huán)泵，16、電源，17、油泵，18、洗滌噴射器，19、氣體分配器，101、第一截止閥，102、第二截止閥，103、三通閥，201、第一止回閥，202、第二止回閥，203、第三止回閥，1001、惰氣入口管，1002、惰氣支管，1003、惰氣主管，1004、惰氣小孔。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0020]I)實(shí)施例1:
圖1是本發(fā)明基于催化氧化技術(shù)的飛行器燃油箱惰化裝置，穩(wěn)壓器I出口通過管道分別與第一氣體噴射器2—次流入口及第二截止閥102入口連接，第二截止閥102出口通過管道與第二氣體噴射器2 二次流入口連接，第一氣體噴射器2混合流出口及第二氣體噴射器3混合流出口通過管道與回?zé)崞?冷側(cè)通道入口連接，回?zé)崞?冷側(cè)通道出口至第二阻火器11入口之間通過管道順次連接有第二冷卻器6熱側(cè)通道、氣體電加熱器8、第一阻火器9和催化反應(yīng)器10，第二阻火器11出口通過管道分別與回?zé)崞?熱側(cè)通道入口及第一截止閥101入口連接，第一截止閥101出口通過管道分別與回?zé)崞?熱側(cè)通道出口及第一冷卻器5熱側(cè)通道入口連接，第一冷卻器5熱側(cè)通道出口通過管道與除水器7入口連接，燃油箱12氣體出口至第一氣體噴射器2 二次流入口之間通過管道連接有第一止回閥201，儲(chǔ)油罐13蒸汽出口至第二氣體噴射器3 二次流入口之間通過管道連接有第二止回閥202，油箱12連通口至儲(chǔ)油罐13連通口之間通過管道連接有第三止回閥203，儲(chǔ)油罐13底部放置有燃油電加熱器14，油箱12燃油循環(huán)入口通過管道分別與第一冷卻器5冷側(cè)通道出口及第二冷卻器6冷側(cè)通道出口連接，第一冷卻器5冷側(cè)通道入口通過管道與三通閥103第一出口連接，第二冷卻器6冷側(cè)通道入口通過管道與三通閥103第二出口連接，三通閥103入口至油箱12燃油循環(huán)出口之間通過管道連接有燃油循環(huán)泵15，燃油電加熱器14和氣體電加熱器8通過電纜與電源16連接，除水器7出口通過管道與燃油箱12惰氣入口連接。
[0021]本實(shí)施例用于對(duì)飛機(jī)燃油箱全飛行剖面下沖洗惰化，其包含兩個(gè)工作模式，具體過程如下:
I)模式一一地面滑行、爬升和巡航階段:關(guān)閉第二截止閥102，將減壓器I與發(fā)動(dòng)機(jī)引氣口連接，使引氣流入第一氣體噴射器2 —次流入口，從第一氣體噴射器2 二次流入口抽吸來自油箱12上部的燃油蒸汽和其他氣體，最終流出第一氣體噴射器2混合流出口的氣體由燃油蒸汽、油箱上