飛機氧氣系統安全性設計研究

史云龍

摘 要 氧氣作為助燃劑，其泄漏會導致局部氧濃度過高，往往成為火災擴散的主要因素，造成嚴重的事故后果。因此對其系統設計進行安全性研究具有十分重要的現實意義。本人結合多年工作經驗，同時參考現有研究理論，分別對飛機氧氣安全系統各個環節的設計進行探究，希望為相關人員提供一定的參考。

關鍵詞 飛機 氧氣系統 安全性 設計

中圖分類號：V245.3 文獻標識碼：A

0引言

氧氣系統作為應急系統，為機上人員提供補充氧氣，被現代民用飛機廣泛使用，避免了高空缺氧的威脅，雖然氧氣不會燃燒，但它屬于強烈的助燃劑，在使用時應格外小心，避免與易燃易爆物品或者高溫環境接觸。飛機的氧氣系統對于整個飛機來說，都是十分重要的存在，當飛機發生故障時，氧氣系統可以給飛機上的乘客提供必要的氧氣，因此對已進行研究，具有十分重要的現實意義。

1通用飛機的氧氣系統簡介

小型通用飛機的氧氣系統包含固定式氧氣系統和便攜式氧氣系統。其中固定式的氧氣系統包含了機組人員氧氣系統和乘員氧氣系統。駕駛艙機組人員和乘員可根據需要隨時打開供氧開關獲得氧氣。機組人員氧氣系統、乘員氧氣系統一般采用同一個氣氧氧源，當氧源不足時機組人員可以通過一個切斷閥來切斷乘員供氧，這樣可以優先保證機組人員供氧，提高飛機的安全性。便攜式氧氣系統是具有一個獨立氧氣源，并且可以在整個飛機內移動的氧氣系統。與此同時，在實際使用中，便攜式氧氣系統一般主要用于急救的情況，或者應用于一些特殊需求的人員。

2機組氧氣系統的組成和特點

2.1組成

機組氧氣系統主要由氧氣瓶組件、傳感器、減壓閥、維修面板、超壓指示器、壓力釋放活門、氧氣控制裝置、輸送管道以及一系列的控制電門和控制面板組成。

2.2特點

飛行機組氧氣由高壓氧氣瓶通過供氧管和面罩供氧，供氧時間較長，和旅客氧氣系統是獨立的。飛行員可以在任何時候取下面罩吸氧。

3飛機氧氣系統安全性設計

3.1氧氣管路設計

氧氣管路各硬管必須使用管夾固定，防止飛機飛行過程中過大的管路移動，并且對管夾與管路接觸面進行保護防止擦傷。在振動劇烈的區域推薦使用抗震管夾，盡可能地過濾因振動產生的應力。為了補償硬管間的安裝誤差、應力等，軟管的使用也是必要的。軟管也應充分固定，不能出現無控制的震蕩，但應避免在彎折段安裝卡箍。尤其注意各軟管間不應纏繞、摩擦。

3.2管路接頭

氧氣管路接頭屬于主要的泄漏易發區域，所以在合理布置的前提下，應盡量減少接頭的數量、種類，避免在同一系統中混合使用擴口和非擴口標準的接頭。各接頭的設計位置均應置于易于檢驗的區域，并且具有足夠的空間便于用具施加擰緊力矩。為了減小氧氣泄漏后的影響，所有接頭的位置必須設計為即使泄漏也不會導致氧氣積聚在電氣部件周圍，且氧氣系統所有接頭均應遠離燃油、滑油、液壓系統各部件。

3.3避開飛機活動部件

氧氣系統任何部件應與飛機可活動部件的最大運動偏離點至少保持50mm的距離。如果50mm的最小距離不能保證，氧氣管路必須考慮在機械損壞造成最嚴重負荷因素的情況下的防護問題。特別要注意的是氧氣系統與主飛行操縱和發動機控制活動部件的距離不應小于300mm。

3.4避開電氣線路

氧氣管路應與電氣線路保持150mm以上的距離。如果最小距離小于150mm，那么電纜線束外部必須使用有剛性支撐的導線管或管夾固定，保持線束固定不隨飛機運動而偏移。如此處理后可將最小安全距離需求降低至50mm。如果空間過小，50mm安全距離仍舊不能被滿足，那么電纜線束和電氣部件必須有額外的隔離措施，比如使用耐腐蝕的塑膠軟管包裹氧氣管路，以隔斷與氧氣系統之間空間。隔斷后可進一步縮小最小安全距離需求至13mm。此外，氧氣系統各部件與易發熱、易發生電火花的電氣部件（例如繼電器、斷路器等）的距離在沒有隔離的情況下不應小于50mm。

3.5避開易燃物

氧氣系統管路和各部件不應安裝在內部有可燃液體的管路或容器下方，避免其泄漏后將可燃液體滴在氧氣系統部件表面。燃油、滑油或液壓設備應特別注意，禁止將氧氣系統任何部件安裝在它們的下方或附近。氧氣系統部件應安裝在燃油、滑油和液壓系統以及任何可燃液體可能泄漏的區域上方至少150mm的距離外。如果由于空間等原因不能保證150mm的安全距離，那么應在氧氣管路外圍安裝保護套，或使用擋板進行隔離，防止液體濺射到氧氣管路、部件上。

3.6電化腐蝕與電搭接

氧氣系統各部件應使用相同材料以避免電化腐蝕。如果無法統一材料，則必須進行必要的表面防腐蝕處理。穩定的電搭接也是防止氧氣系統電火花產生的必要防護措施。應保證氧氣系統各部件、各管路均良好地搭接在飛機結構上。這樣在實際使用過程中，才不會由于接觸不好而影響使用效果，從而保障飛機上乘客的人身安全。

4提高飛機氧氣系統安全性相關措施

影響通用飛機氧氣系統安全的主要問題是氧氣泄漏和高壓氧氣瓶爆裂。氧氣泄漏包含管路泄漏、壓力調節器滲漏和氧氣面罩泄漏。在飛行前，打開固定式氧氣系統開關。即使機組和乘員不使用氧氣，由于系統存在的微小泄漏，氧氣壓力也會降低。在管道之間可以通過設置一個低壓告警開關來提醒氧氣管道壓力過低的情況，當管道壓力過低時，應查明氧氣泄漏的原因，特別注意接頭連接處的排查。壓力調節器的滲漏流量較小，達不到吹走釋壓保護片的標準，因此很難發現。在實踐中可以在釋壓片上噴灑肥皂水來判斷是否存在壓力調節器滲漏問題。隨著現代技術的成熟，氧氣面罩很少出現泄漏的情況，一般廠家在設備出廠之前都會進行氧氣泄露的測試試驗，合格以后才會進行售出使用，同時還會提供買方測試方法，以進一步確認氧氣系統是合格的，不會出現漏氣的情況。

5結束語

總而言之，氧氣系統直接關系到飛行員的生命安全，在進行氧氣系統設計時應進行充分的方案論證，但這并不能確保實際運行時由氧氣系統引發災難性事件是可以絕對避免的。同時作為相關人員應該不斷提升自己的專業技術水平，學習國外相關先進的技術，相信隨著科學技術的發展以及我們不斷的努力，在該領域我們可以取得更好的研究成果。

參考文獻

[1] 任朋浩.基于有限元法的氧氣減壓器強度分析[D].南京：南京航空航天大學，2016.endprint