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航空燃油系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)附件防火
輕量化的膨脹型防火涂料更適用于現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙結(jié)構(gòu)防火
短艙是飛機(jī)核心裝備——發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)罩，它的設(shè)計(jì)能力關(guān)系到飛機(jī)性能、操作安全、系統(tǒng)可靠性、重量、成本等關(guān)鍵航空技術(shù)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)短艙中的防火是保障飛機(jī)安全飛行的重要前提之一。
根據(jù)AC20-135防火設(shè)的定義：防火（Fireproof）材料或結(jié)構(gòu)在1093 ±65°度的火焰下沖擊15分鐘，依然能夠完成基礎(chǔ)工作要求。確保在已燃燒的情況不會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展和蔓延，以便在15分鐘內(nèi)給飛機(jī)駕駛員處置火災(zāi)或降落逃生的時(shí)間。
航空飛機(jī)短艙需要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防火墻將火區(qū)與非火區(qū)隔離開(kāi)來(lái)，如結(jié)構(gòu)防火墻的設(shè)計(jì)，由于直接暴露在火焰的沖擊之中，通常選取可耐高溫的金屬，同時(shí)需在表面做額外的防火處理，以確保在載荷的作用下不會(huì)引起火焰的燒穿。
鈦合金在高溫作用下材料性能會(huì)有所下降，進(jìn)氣道后隔板的溫度環(huán)境約為537°度 ，對(duì)于短艙罩體和隔板因采用的材料溫度受到限制，需額外設(shè)計(jì)防火保護(hù)層以防止火焰的直接沖擊，另外短艙的防火墻設(shè)計(jì)有很多開(kāi)口，用來(lái)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)之間的管路與電纜，可能會(huì)引起外部載荷的開(kāi)口。另外短艙內(nèi)的結(jié)構(gòu)件如鋼或者鋁鎂合金的防火墻接頭/緊固件，為了滿足民用飛機(jī)噪聲控制的要求，短艙進(jìn)氣道的內(nèi)壁板通常采用了消聲處理的復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)，不能承受高溫環(huán)境，同樣需要進(jìn)行防火處理。
由于短艙罩體和隔板材料受溫度的限制，傳統(tǒng)采用隔熱毯來(lái)進(jìn)行隔離保護(hù)，用面板將陶瓷纖維壓縮成一定的密度和厚度作用防火保護(hù)，但現(xiàn)代航空為了節(jié)能環(huán)保，對(duì)減重有著嚴(yán)苛的要求，更輕更博的新材料被研發(fā)出來(lái)。
國(guó)外在80年代開(kāi)始，飛機(jī)已經(jīng)大部分上使用膨脹型防火涂料，以滿足飛機(jī)短艙防火墻、APU艙防火墻等部位對(duì)防火的需求，提高飛機(jī)的安全性，目前大連義邦輕薄耐高溫膨脹型防火涂料已應(yīng)用在大力神發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩和V-22魚(yú)鷹的玻璃纖維燃料箱等來(lái)解決輕量化的防火需求，當(dāng)膨脹涂料遇到高溫火焰時(shí)，被動(dòng)式防火屏障薄膜涂層會(huì)形成一個(gè)堅(jiān)硬的碳屏障，可使其導(dǎo)熱系數(shù)下降至少 90%，對(duì)基材的升溫起到遲滯作用，通過(guò)膨脹炭層傳遞到基材的熱量只有原涂層的幾十分之一，另外對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)短艙結(jié)構(gòu)防火墻和被保護(hù)的防火墻。
輕薄的涂層更加適應(yīng)航空減重需求，大連義邦膨脹型防火涂料涂敷的厚度僅為0.0254 mm干膜厚度膨脹=0.0010毫米,（與傳統(tǒng)膨脹層厚度對(duì)比請(qǐng)見(jiàn)下圖)，通過(guò)阻礙燃燒物體所需燃料的獲取，阻止火勢(shì)的蔓延，起到保護(hù)作用。對(duì)于邊緣縫隙具有其他材料不具備的輕薄靈活等優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，膨脹碳層實(shí)現(xiàn)對(duì)基材損害的最小化，當(dāng)火災(zāi)撲滅后，大連義邦膨脹型防火涂料燃燒后的膨脹碳層可被刮去，下面的基材仍較完好，修復(fù)簡(jiǎn)便，減少維修難度和維修費(fèi)用。目前已應(yīng)用在航空短艙、燃油泵、液壓起落架部件、機(jī)艙內(nèi)部部件及特種裝備、航天航空等領(lǐng)域。
本文意在傳播新材料資訊，部分圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)。
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