1、2 0 2 3年 第8期C E S S N A 5 2 5 M 2飞 机 防 火 系 统 原 理 分 析 及与C J 1飞 机 构 型 差 异 对 比陈 磊(中 国 民 用 航 空 飞 行 学 院 绵 阳 分 院,四 川 绵 阳 621000)摘 要:CESSNA525M2飞 机 是 国 内 比 较 常 见 的 公 务 机,同 时 也 被 用 作 飞 行 训 练 的 教 练 机。本 文 参 照M2飞机 维 护 手 册 防 火 系 统 章 节,介 绍M2飞 机 防 火 系 统 的 工 作 原 理。对 发 动 机 火 警 探 测 系 统 和 灭 火 系 统 两 部 分 进 行 分析,便 于 我 们
2、 更 好 地 掌 握M2飞 机 防 火 系 统 的 原 理,并 且 对 比 了 与CESSNA525CJ 1飞 机 防 火 系 统 的 构 型 差 异,对飞 机 运 行 中 出 现 的 防 火 系 统 故 障 可 提 供 一 定 的 排 故 参 考。关 键 词:CESSNA525M2飞 机;防 火 系 统;原 理 分 析;构 型 差 异 中 图 分 类 号:V23 文 献 标 识 码:A 文 章 编 号:1674-957X(2023)08-0028-03C E S S N A 5 2 5 M 2 A i r c r a f t F i r e P r o t e c t i o n Sys t
3、 e m P r i n c ipl eA n a lys i s a n d C o mpa r i s o n w i t h C J 1 A i r c r a f t C o n f igu r a t i o nChenLe i(Mi anyangBr ancho fC i v i lAv i a t i onFl i gh tUn i ve r s i t yOfCh i na,S i chuanMi anyang621000)A b s t r a c t:CESSNA525M2a i r c r a f ti sar e l a t i ve l yc ommonbus i n
4、e s sa i r c r a f ti nCh i na,andi ti sa l s ous eda sat r a i n i nga i r c r a f tf o rf l i gh tt r a i n i ng.Th i spape ri n t r oduc e st hewo rk i ngp r i nc i p l eo fM2a i r c r a f tf i r ep r o t e c t i ons ys-t emwi t hr e f e r enc et ot hef i r ep r o t e c t i ons ys t ems e c t i o
5、no fM2a i r c r a f tma i n t enanc emanua l.Theana l ys i so ft heeng i nef i r ede t e c t i ons ys t emandf i r eex t i ngu i sh i ngs ys t emwi l lhe l pusbe t t e runde r s t andt hep r i nc i p l eo ft heM2a i r c r a f tf i r ep r o t e c t i ons ys t em,andcompa r et hec on f i gur a t i ond
6、 i f f e r enc e swi t ht heCESSNA525CJ 1a i r c r a f tf i r ep r o t e c t i ons ys t em,wh i chc anp r ov i des omet r oub l e shoo t i ngr e f e r enc ef o rt hef i r ep r o t e c t i ons ys t emf a i l u r e si na i r-c r a f tope r a t i on.K e y w o r d s:CESSNA525M2a i r c r a f t;F i r ep r
7、 o t e c t i ons ys t em;Pr i nc i p l eana l ys i s;Con f i gu r a t i ond i f f e r enc e作 者 简 介:陈 磊(1995),男,汉 族,江 苏 盐 城 人,助 理 工 程 师,本 科,学 士,主 要 从 事 通 用 航 空 器 维 修 工 作。对 于 飞 机 来 说,不 管 在 飞 行 中 还 是 在 地 面 上,火 情 是最 危 险 的 威 胁 之 一;飞 机 的 失 火 是 飞 机 使 用、维 护 过 程 中发 生 次 数 最 多 的 事 故 情 况 之 一,因 此 世 界 各 国 对 飞 机 防
8、 火系 统 的 设 计、分 析 工 作 都 十 分 重 视。CESSNA525M2型飞 机 是 国 内 比 较 常 见 的 公 务 机,同 时 也 多 被 用 作 飞 行 训 练的 教 练 机。防 火 系 统 用 于 发 动 机 舱 发 生 火 警 或 过 热 状 况时 给 飞 行 员 提 供 火 警 警 告 并 在 飞 行 员 操 作 下 对 相 应 发 动机 舱 进 行 灭 火。CESSNA525M2飞 机 防 火 系 统 分 为 两 个 主 要 部 分:火 警 探 测 系 统 和 灭 火 系 统。火 警 探 测 系 统 用 于 探 测 和 指示 发 动 机 舱 内 火 警 或 过 热 状
9、 况,火 警 探 测 系 统 主 要 部 件 包括 探 测 装 置 和 火 警 警 告 灯。火 警 探 测 装 置 安 装 在 左 和 右发 动 机 舱,由 火 警 探 测 传 感 器 和 相 应 组 件 构 成,如 果 出 现火 警 或 过 热 情 况,驾 驶 舱 遮 光 板 下 对 应 的 红 色 发 动 机 火 警(ENGFIRE)警 告 灯 点 亮。灭 火 系 统 在 发 动 机 舱 发 生 火警 或 过 热 状 况 时 对 两 个 发 动 机 舱 进 行 灭 火。主 要 部 件 包括 开 关 灯、两 个 液 压 关 断 活 门、两 个 燃 油 关 断 活 门、一 个 灭火 瓶、两 个
10、 防 火 墙 关 断 开 关 以 及 集 成 在 发 电 机 中 断 开GCU内 部 励 磁 继 电 器 的 控 制 电 路。左 发 和 右 发 防 火 系 统工 作 原 理 相 同,由 一 个 灭 火 瓶 连 接,将 灭 火 剂 释 放 到 任 意一 台 发 动 机 短 舱 中 或 同 时 释 放 到 两 台 发 动 机 短 舱 中(防 火系 统 原 理 如 图1所 示)。图1 M 2飞 机 防 火 系 统 原 理 图1 火 警 探 测 系 统每 当 发 动 机 机 舱 发 生 火 警 或 出 现 过 热 状 况 时,发 动 机火 警 探 测 系 统 探 测 到 火 警 并 向 机 组 人
11、员 发 出 火 警 指 示。发 动 机 火 警 探 测 系 统 包 括 两 组 灯 开 关:一 组 灯 开 关 警 告 机组 人 员 发 动 机 机 舱 过 热(红 色 火 警 灯);另 一 组 灯 开 关 用 于将 灭 火 剂 释 放 到 机 舱 中(白 色 灭 火 瓶 预 位 灯),以 扑 灭 火8 2DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.08.011内 燃 机 与 配 件 w w w.n r j p j.c n情。拆 下 发 动 机 整 流 罩 即 可 接 近 火 警 探 测 系 统。左、右 发动 机 火 警 探 测 系 统 工 作 原 理 是 相 同 的
12、。为 了 测 试 火 警 探测 系 统 环 路 完 整 性,M2飞 机 拥 有 火 警 环 路 测 试 功 能,通过 操 作GDU(触 摸 控 制 显 示 组 件)进 入 飞 机 系 统 页 面 测 试页 面 选 择 火 警 测 试 实 现,从 飞 机 汇 流 条 取 电,测 试 电 门 接通,环 路 完 整 性 电 门 闭 合,音 响 提 示 火 警 警 告 音,红 色 火 警灯 点 亮(如 图2电 路 图 所 示,红 色 电 路 走 势),火 警 测 试 功能 只 能 检 测 探 测 环 路 的 完 整 性 功 能,注 意 火 警 测 试 回 路 不经 过 探 测 器 原 件,不 能 证
13、明 探 测 器 元 件 的 功 能 是 否 完 好。图2 火 警 探 测 系 统 原 理 图火 警 探 测 系 统 包 括 以 下 部 件:火 警 探 测 装 置、火 警 灯开 关、灭 火 瓶 预 位 灯 开 关。发 动 机 火 警 探 测 装 置 由 传 感 器和 对 应 组 件 构 成,报 警 器 和 完 整 性 电 门 安 装 于 相 应 装 置上。组 件 和 传 感 器 管 均 由 耐 高 温 不 锈 钢 制 成,可 承 受 极 端温 度 且 不 会 损 坏 或 降 解 材 料。两 个 火 警 灯(LENGFIRE(左 发 动 机 火 警)、RENGFIRE(右 发 动 机 火 警)位
14、 于 遮光 板 下 方,火 警 灯 燃 亮 时 为 红 色。两 个BOTTLEARMED灭 火 瓶 预 位 灯 位 于 对 应 的 两 个 火 警 灯 下 方,灭 火瓶 预 位 灯 燃 亮 时 为 白 色(如 图3所 示),当 灭 火 瓶 预 位 灯 点亮 时,表 明 发 动 机 灭 火 器 瓶 处 于 待 命 状 态 可 以 用 来 释 放 灭火 剂 进 行 灭 火。图3 火 警 灯、灭 火 瓶 预 位 灯、火 警 警 告 布 局 图火 警 传 感 器 外 部 为 耐 高 温 不 锈 钢 材 料,内 部 充 满 氦 气并 且 拥 有 一 个 充 有 氢 气 的 核 心 装 置,探 测 器 有
15、 两 种 方 式 可检 测 到 过 热 情 况:发 动 机 平 均 温 度 升 高 使 传 感 器 加 温 导 致内 部 氦 气 气 压 上 升,气 压 推 动 横 膜 使 电 气 触 点 接 通 警 告 电路;探 测 器 传 感 器 也 包 含 一 个 充 满 氢 气 的 核 心 装 置,一 旦元 件 内 分 散 的 局 部 温 度 超 过 预 设 的 温 度,则 核 心 装 置 释 放氢 气 使 传 感 器 核 心 气 压 增 高 并 接 通 警 告 电 路(如 图2电 路图 所 示,蓝 色 电 路 走 势)。火 警 探 测 警 告 温 度 范 围 由 飞 机制 造 厂 家 设 置,外 场
16、 不 能 改 变。对 平 均 温 度 和 分 散 温 度 的探 测 过 程 是 可 逆 的。由 于 温 度 下 降 使 气 压 减 小,从 而 警 告电 门 恢 复 到 普 通 位 置 并 断 开 警 告 电 路。当 探 测 电 路 探 测 到 发 动 机 机 舱 发 生 火 警 或 出 现 过 热状 况 时,左 发 动 机 火 警 和 右 发 动 机 火 警 报 警 开 关 灯 组 件 通电。当 灯 燃 亮(红 色)时,表 明 相 关 发 动 机 机 舱 已 达 到 过 热状 态 或 发 生 火 警,驾 驶 舱 内 喇 叭 会 发 出 火 警 警 示 音,警 告窗 口 出 现ENGINEFI
17、REL-R警 告。2 灭 火 系 统发 动 机 灭 火 系 统 用 于 扑 灭 发 动 机 舱 内 的 火 警 或 过 热情 况。由 一 个 固 定 灭 火 瓶、释 放 管 路、灭 火 瓶 释 放 控 制 装置 和 相 关 电 路 组 成,灭 火 瓶 包 括 压 力 表 和 两 个 释 放 组 件(如 图4所 示)。此 外,连 接 到 发 动 机 风 扇 导 管 组 件 的 防 火墙 可 防 止 灭 火 剂 从 发 动 机 舱 后 端 逸 出。灭 火 剂 对 发 动 机舱 部 件 没 有 损 坏,因 此 无 需 更 换 发 动 机 部 件。发 动 机 灭 火 瓶 位 于 行 李 舱 上 方 的
18、 尾 锥 中,在 发 动 机 横梁 的 后 方。瓶 体 由 一 个86立 方 英 寸(1409立 方 厘 米)的球 形 钢 容 器 构 成,该 容 器 带 有 压 力 表、一 个 安 全 释 压 口 和加 注 口 以 及 两 个 排 放 阀 和 出 口。瓶 体 有 灭 火 剂 释 放 管,用于 向 左 侧 或 右 侧 发 动 机 供 应 灭 火 剂,灭 火 瓶 只 能 释 放 一次。灭 火 剂 为 一 溴 三 氟 甲 烷 或CBrF3,灭 火 剂 无 腐 蚀 性 且对 发 动 机 舱 部 件 没 有 任 何 损 坏,因 此 无 需 更 换 发 动 机 部 件或 完 成 单 独 的 发 动 机
19、清 洁 工 作。瓶 体 的 压 力 表 指 示 灭 火瓶 内 的 压 力,压 力 表 旁 边 有 压 力 温 度 校 正 表,用 来 校 准 即时 温 度 对 应 的 压 力 指 示。灭 火 瓶 采 用 了 一 个 组 合 式 加 注接 头 和 安 全 释 压 口 组 件,如 果 环 境 温 度 异 常 升 高,加 注 接头 内 的 易 熔 止 回 阀 将 熔 化,加 注 接 头 将 释 放 瓶 内 的 灭 火剂。灭 火 瓶 爆 炸 帽 是 电 点 火 控 制 的。按 下 灭 火 瓶 预 位 灯开 关 后,爆 炸 帽 阀 芯 产 生 高 压,使 壳 体 组 件 破 裂,从 而 消 除阀 塞 的
20、 锁 定 力,冲 开 灭 火 瓶 塞,将 灭 火 剂 释 放 到 释 放 管 路中 并 通 过 释 放 管 到 达 发 动 机 机 舱。冲 开 的 塞 子 和 爆 炸 帽外 壳 组 件 隔 离 在 滤 网 篮 中。灭 火 瓶 瓶 体 为 高 压 容 器,需 定期 完 成 水 压 测 试。图4 M 2左 发 动 机 火 警 断 燃 油、断 液 压 油、断 电 原 理 图9 22 0 2 3年 第8期发 动 机 灭 火 系 统 的 控 制 逻 辑 与 探 测 系 统 的 控 制 逻 辑是 连 贯 的。当 探 测 系 统 电 路 探 测 到 发 动 机 机 舱 发 生 火 警或 出 现 过 热 状
21、况 时,左 发 动 机 火 警 和 右 发 动 机 火 警 灯 组 件通 电,火 警 灯 燃 亮 为 红 色。当 灯 燃 亮(红 色)时,表 明 相 关发 动 机 机 舱 已 达 到 过 热 状 态 或 发 生 火 警。需 要 注 意 的 是火 警 灯 包 括 一 个 开 关 和 一 个 保 护 罩,打 开 保 护 罩 才 能 按 下开 关 灯。当 按 下 左 发 动 机 火 警 或 右 发 动 机 火 警 灯 时,两 个BOTTLEARMED开 关 灯 通 电 燃 亮(白 色),飞 机 尾 锥 中的 灭 火 器 瓶 处 于 待 命 状 态;同 时 通 过 继 电 器 内 部 线 圈 励 磁吸
22、 合 开 关 来 关 断 对 应 的 防 火 墙、燃 油 活 门、液 压 活 门,通过 断 开GCU内 部 励 磁 继 电 器 来 断 开 对 应 的 发 电 机 励 磁(如 图4所 示),使 发 动 机 处 于 断 燃 油、断 液 压 油、断 电 的 状态,阻 止 发 动 机 火 情 进 一 步 扩 大 恶 化。此 时 按 下(左 侧 或右 侧)燃 亮 的BOTTLEARMED开 关 灯(白 色),灭 火 瓶 上的 对 应 侧 爆 炸 帽 电 路 接 通,爆 炸 帽 阀 芯 产 生 高 压,使 壳 体组 件 破 裂,从 而 消 除 阀 塞 的 锁 定 力,冲 开 灭 火 瓶 塞,接 通 灭火
23、 剂 释 放 到 对 应 侧 释 放 管 路,再 将 灭 火 剂 释 放 到 对 应 侧 的发 动 机 舱。因 为 爆 炸 帽 功 能 是 不 可 逆 的,所 以 当 爆 炸 帽 爆破 后,灭 火 瓶 中 灭 火 剂 的 释 放 也 是 不 可 逆 的。在 灭 火 剂 释放 完 后,白 色 灭 火 瓶 预 位 灯 熄 灭,这 表 明 瓶 子 已 放 空 不 再可 用,必 须 对 释 放 完 灭 火 剂 的 灭 火 瓶 送 回 授 权 维 修 单 位 重新 加 注 灭 火 剂。释 放 管 路 将 释 放 的 灭 火 剂 从 灭 火 瓶 分 散 到 选 定 发 动机 舱,左 右 机 舱 区 域 拥
24、 有 单 独 的 释 放 管 路。3 M 2飞 机 防 火 系 统 与C J I飞 机 防 火 系 统 构 型差 异CESSNA525CJ 1飞 机 的 防 火 系 统 的 火 警 探 测 部 分与M2飞 机 构 型 原 理 相 同;灭 火 部 分 存 在 较 大 差 异。相 较于 传 统 的CESSNA525CJ 1/CJ 2飞 机,M2飞 机 采 用 的 是G3000航 电 系 统,信 息 显 示 集 成 于 两 个PFD(主 飞 行 显 示器)和 一 个MFD(综 合 系 统 显 示 器)上。CJ 1飞 机 在 按 下左 发 动 机 火 警 或 右 发 动 机 火 警 灯 时,防 火 墙
25、 关 断 和 灭 火 准备 通 过 对 应 的 燃 油 压 力 低(FUELLOWPRESS)、液 压 流量 低(HYDFLOWLOW)、防 火 墙 关 断(F/WSHUT-OFF)、发 电 机 关 断(GENOFF)警 告 灯 面 板 和 白 色 灭 火 瓶预 位 灯(BOTTLEARMED)ARM灯 来 进 行 指 示;M2飞机 按 下 左 发 动 机 火 警 或 右 发 动 机 火 警 灯 时,在PFD右 下角 警 告 信 息 窗 口 显 示 警 告 信 息,白 色 灭 火 瓶 预 位 灯(BOT-TLEARMED)点 亮(如 图3所 示)。两 种 机 型 的 防 火 系 统 控 制 方
26、 式 设 计 差 异 比 较 明 显,由于CJ I飞 机 配 有 两 个 灭 火 瓶,两 个 灭 火 瓶 可 以 分 别 供 应 给两 台 发 动 机 短 舱 灭 火 剂,所 以 当 任 一 侧 火 警 灯 点 亮 时,按下 点 亮 火 警 灯,两 个 白 色 灭 火 瓶 预 位 灯 都 会 点 亮;CJ 1飞机 的 两 个 灭 火 瓶 瓶 体 都 有 两 个 释 放 管 路,可 以 分 别 给 左/右 发 供 应 灭 火 剂。而M2飞 机 只 有 一 个 灭 火 瓶,两 台 发 动机 的 灭 火 系 统 由 对 应 侧 的 控 制 电 路 单 独 控 制,当 任 一 侧 火警 灯 点 亮 时
27、,按 下 点 亮 的 红 色 火 警 灯,对 应 侧 的 白 色 灭 火瓶 预 位 灯 才 会 点 亮,且 左/右 发 动 机 机 舱 区 域 拥 有 单 独 的释 放 管 路 供 应 灭 火 剂。相 较 于 传 统 的CESSNA525CJ 1/CJ 2飞 机,M2飞 机的 防 火 系 统 只 配 备 了 一 个 发 动 机 灭 火 瓶,该 设 计 改 进 的 优势 在 于 减 少 了 飞 机 维 护 中 时 控 件、时 控 项 目 的 工 作 频 次。灭 火 瓶 的 爆 炸 帽 为 时 控 件,到 寿 后 需 进 行 更 换,灭 火 瓶 本身 为 高 压 容 器,需 定 期 进 行 水 压
28、 测 试 工 作。M2飞 机 只 配备 一 个 灭 火 瓶 有 效 减 少 了 爆 炸 帽 的 数 量,减 少 了 灭 火 瓶 水压 测 试 的 频 次,大 大 减 轻 了 维 修 成 本 和 维 修 人 员 工 作。M2飞 机 驾 驶 舱 安 装 有 一 个 手 提 式 灭 火 瓶,手 提 式 灭火 瓶 安 装 在 副 驾 驶 座 位 靠 近 地 板 处 的 一 个 快 速 装 架 上,处于 正 驾 驶 和 副 驾 驶 都 能 拿 到 的 位 置 上,便 于 飞 行 人 员 在 座舱 发 生 火 情 等 紧 急 情 况 下 使 用。手 提 式 灭 火 瓶 经 过 增 压并 装 填 有Ha l
29、 on1211型 灭 火 剂。灭 火 瓶 带 有 一 个 手 动 按压 开 启 活 门,使 用 时 抽 出 锁 定 销,捏 住 手 动 活 门,即 可 释 放灭 火 剂,与 常 用 手 提 灭 火 瓶 工 作 原 理 和 使 用 方 法 一 样。灭火 剂 对A、B和C类 火 灾 有 效,手 提 式 灭 火 瓶 必 须 定 期 进行 称 重,重 量 应 为4.50磅。如 果 重 量 不 够4.50磅 或 压 力低 于 可 用 的 范 围,应 测 试 手 提 灭 火 瓶 瓶 体 有 无 渗 漏 并 重 新加 充 灭 火 剂。使 用 过 手 提 灭 火 瓶 后 要 立 即 加 充,可 以 在 任何
30、一 个 本 地 获 批 准 的 防 火 设 备 维 护 商 店 进 行 加 充 灭 火 剂。区 别 于 常 见 的 民 航 客 机,CESSNA525M2飞 机 没 有辅 助 动 力 装 置(APU)和 下 货 舱,所 以 不 需 要 对 辅 助 动 力装 置(APU)系 统 和 下 货 舱 进 行 单 独 的 防 火 设 计。飞 机 的防 火 系 统 至 关 重 要,在 发 动 机 舱 发 生 火 警 或 过 热 状 况 时 防火 系 统 给 飞 行 员 提 供 火 警 警 告 并 对 相 应 发 动 机 舱 进 行 灭火,时 刻 保 护 着 飞 机 的 运 行 安 全 和 人 员 的 生
31、命 财 产。防 火系 统 是 飞 机 安 全 性 的 重 要 保 障,因 此 防 火 系 统 要 具 备 快 速地 探 测 发 动 机 等 关 键 系 统 过 热 或 着 火 情 况,并 能 够 对 火 情发 生 地 点 快 速 实 施 灭 火,从 而 保 证 飞 机 的 安 全。随 着 火 灾科 学、集 成 电 路 和 信 息 技 术 的 不 断 进 步,防 火 系 统 必 將 向集 成 化、智 能 化 方 向 发 展,从 而 不 断 提 高 系 统 的 探 测 和 灭火 能 力 及 效 率。维 修 人 员 在 日 常 对 飞 机 的 维 护 工 作 中 也要 加 强 对 防 火 系 统 相
32、 关 部 件 的 检 查,对 于 防 火 系 统 的 故 障要 做 到 彻 底 排 除。参 考 文 献:1CITATIONJET 525&525A SERIES MAINTE-NANCESCHEMATICMANUAL.2Ce s sna 525飞 机 培 训 教 程 M.西 南 交 通 大 学 出 版 社,李 自 俊,2011.3 付 尧 明,向 淑 兰.现 代 民 用 飞 机 的 发 动 机 火 警 探 测 系统 设 计 分 析 J.西 安 航 空 技 术 高 等 专 科 学 校 学 报.2003,2.(03).4 王 志 超.民 用 飞 机 防 火 系 统 与 研 究 J.民 用 飞 机 设 计与 研 究.2011,3.5 袁 艳 良.关 于 民 用 飞 机 防 火 系 统 研 究 J.中 国 战 略 新兴 产 业.2017.(36).0 3
