关键词:消防;飞机客舱;阻燃材料

火灾是影响飞机安全飞行的重要原因,飞机作为科学技术含量高、结构复杂的交通工具,如果在操作中出现微小疏忽和失误,就可能酿成重大火灾,发生机毁人亡的恶性事故,造成重大损失。因此,预防飞机火灾并积极开展防火研究十分重要。

1火灾原因

客舱是飞机的重要部分,是飞机在飞行过程中旅客活动的主要区域,由于此处部件多,人员多,因此也是飞机防火的重要区域。通过对多起火灾的调查,引起飞机客舱火灾的主要原因有3个方面:

(1)旅客携带或在行李中夹带易燃、易爆物品,甚至故意放火。2002年5月7日,旅客张某在某客机卫生间内掏出藏匿的350mL汽油泼洒,并用随身携带的火柴将其点燃,致客机尾部油箱爆炸,飞机坠入大海,机上人员全部遇难。

(2)旅客或乘务人员吸烟,乱扔烟头引起火灾。烟头中心温度可达700～800℃与可燃物接触极易引发 火灾。2002 年 8 月 11 日, 某客机因旅客随意乱丢烟头 而险酿空中火灾, 幸亏乘务员及时发现, 制止了一场大 祸。 1982 年12 月24 日, 某客机由于旅客吸烟使烟头落 入导轨, 致飞机后舱密封窗口冒烟, 火势瞬间蔓延客 舱, 致 25 人死亡, 30 人受伤。

(3) 飞机电路和电器设备线路短路、 过载等引起火 灾。 2001 年 4 月 25 日, 加拿大某客机发生了一起严重 的客舱火灾, 造成23名旅客死亡。起火原因是飞机起 飞 1. 5 h 后卫生间由于电流短路引发火灾。

 飞机是可燃物品聚集的地方, 如高分子材料, 飞机 上的座椅垫、 防滑垫、 安全带、 地毯、 餐桌等都是由高分 子材料制成的, 这些高分子材料主要有聚氨酯( PU ) 、 聚酰胺( PA) 、 羊毛( WOOL ) 和聚氯乙烯( PVC) 等。但 是高分子材料多易燃, 而且燃烧时产生大量烟雾, 这对飞机客舱的防火安全非常不利。另外, 旅客携带的行 李、 衣服等可燃物也增加了飞机客舱的火灾负载。

2　提高飞机客舱防火性能的措施

2. 1防火安全法规

飞机客舱防火安全性法规是飞机客舱防火的基础 性文件, 各国民航当局都高度重视, 都颁布了各自的防 火法规。较权威的飞机客舱防火的法规为美国联邦航 空局( Federal Aviat ion A dminist rat io n, F AA ) 颁布的 美 国 联 邦航 空 条 例 ( Federal Av iat ion Regulat io ns, FAR) , 其中涉及客舱防火的条例主要有F AR 25. 851, 25. 853 和 25. 854。特别是 FAR 25. 853 涉及多项适航试验, 自20世纪60年代以来, FAA不断对 FAR25.853 进行修 订, 颁布了许多修订案, 如: 25- 15、 25-32、25-59、25-60、25-61、 25-66、 25-83、 25-111, 这些法规和修订案的颁布为提高飞机客舱防火安全性 起到了十分重要的作用。

2. 2加强安全检查

无论是在登机前还是在飞行中, 必须加强安全检 查, 严禁旅客携带易燃、 易爆物品。乘务员应加强消防 知识的学习, 掌握防火、 灭火技能, 真正做到一旦发生 火灾能正确处理, 将火灾损失减少到最低程度。同时, 乘务员还应学习并运用心理学, 对旅客要有客观的评 估, 善于分析旅客的心理, 尽量杜绝可疑人员采取行动, 做到防患于未然。

2. 3　采用高分子阻燃材料

( 1) 飞机客舱使用了大量高分子材料, 这些材料必须进行阻燃处理以通过适航要求。用于高分子材料阻燃的阻燃剂主要有添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。目前, 高分子材料阻燃的发展方向有无卤阻燃剂、膨胀性阻燃剂、微胶囊化技术和纳米阻燃技术等。

( 2) 高分子材料在燃烧过程中会释放大量热量, 热 量不仅会使环境温度升高, 而且会加速燃烧。因此, FAA 将美国俄亥俄州立大学的 OSU 热释放测量仪指 定为民用飞机材料及组合结构热释放测试的仪器。该 仪器基于热量测定原理, 其测出的数据比真实值低, 但 它可通过校正因子将这一问题克服, 因此做出的试验结果在不同的实验室比较一致, 而且 OSU 量热仪的试 样盒比较大, 可用材料的实际结构进行试验, 从而获得 与实际情况比较相符的数据。FAA要求在5min试验期间平均最大热释放速率不应超过65 kW/m25和最初2min 的平均总热释放量不应超过65 kW. min/m 2。

另外, 在坠机后油箱起火爆炸, 释放大量热量危及旅客安全, 但若能采用热释放速率为0的材料就可以尽可能保护旅客并为旅客提供逃生时间, FAA预计该种材料将于2010年实现。

 ( 3) 现代火灾研究表明, 火灾中造成人员死亡多是 由人体吸入大量烟雾而窒息造成的, 而且大量烟雾会阻挡视线, 成为营救与逃生的障碍。 因此, FAA 对高分子材料的烟密度作了相应规定, 规定要求4min试验 内的平均最大比光密度 Dm 值不应超过200。

苯乙烯-丁二烯- 丙烯腈共聚物是20世纪40年代开发的一种热塑性工程塑料, 目前在飞机客舱还有 一定的应用, 但其烟密度较大且抑烟技术尚不完善, 建 议以后不再使用。

2. 4　客舱重要部件/ 区域的防火

2. 4. 1手推车

客舱用手推车是一个带轮子的可移动箱体, 用来运送和存放各种用于客舱服务的物品, 这些物品可能 是易燃的, 如塑料餐具、 纸杯、 纸巾和报纸等。 为确保手 推车的使用安全, FAA 对其防火能力作了相应要求。 美国机动车工程师学会在 2004 年也颁布了针对客舱用手推车的标准 SAE AS 8056《 inimum design and M perf orm ance o f airplane g alley in - light cart s , f co nt ainers, and associated com ponent s》 。该标准对手 推车的设计细则作了相应的要求, 包含对手推车的热 释放量、 烟密度和防火等性能的要求。

2.4.2　座椅垫

飞机座椅垫是客舱中的重要部件, 与旅客直接接 触, 它主要由装饰套、挡火层和泡沫芯组成。装饰套是由羊毛纤维制成的, 羊毛着火温度为 570～600 ℃, 燃烧热值低( 20. 5 kJ/ g - 1 ) , 具有一定的阻燃性。挡火层主要采用芳纶 1414, 俗称凯夫拉( Kevlar) 制成, 它是一 种难燃材料。泡沫芯选用的是软质聚氨酯泡沫 ( flex ible po lyurethane f oam ) , 它含可燃的碳氢链段, 开孔率较高, 极易燃烧, 极限氧指数( LOI) 只有17 左右, 且燃烧 产生大量有毒烟雾。为了对飞机座椅垫的防火安全性 499 进行客观评估, FAA 规定了座椅垫燃烧试验, 该试验 用于评估飞机座椅垫在置于高强度、 开放性火焰中的 耐燃性及失重性能。规定要求至少占试验组总数 2/ 3 的试验的烧焦长度不得大于43. 2 cm( 17 inches) , 并且平均烧焦长度不得大于43.2 cm ,平均失重百分比不得 大于 10% 。

2.4.3隐藏区

为了提高隔热隔音防潮的作用, 飞机客舱天花板与机壳之间都安装了隔热隔音材料( T her mal Aco ust ical Insulat ion) , 它是由薄膜/絮 状纤维/薄膜按三明治状制成的, 几乎将飞机全部包裹起来。 安装隔热隔音材料的位置上分布着许多导线, 若电线老化会 造成 短路易引发火灾, 而 该区域属于隐藏区( hidden areas ) , 火情不易被发现, 一旦 着火会造 成严重后 果 ( 见图1 所示) 。

但研究表明, 某些通过了12 s 垂直燃烧 试验的材料仍不能阻止火焰传播, 因此FAA开发了衡 量隔热隔音材料防火特性的新方法——隔热隔音材料 燃烧及火焰蔓延特性试验方法, 该方法用来评估暴露在辐射热源和火焰下的隔热隔音材料的可燃性和火焰传播特性。 适航要求从燃烧器火焰中心线的左侧起, 火焰传播不能超过51mm , 任何试样在移开燃烧器后焰 燃时间不能超过3s。考虑在对隔热隔音材料的连接或 修补过程中会采用搭扣( hook and loop ) 和带子(tape) , 因此FAA补充了搭扣和带子燃烧及火焰蔓延特性的试验方法。目前, 国内仅有中国民航局测试中心 能开展该项适航检测任务。

3　结束语

飞机客舱防火是一个系统工程, 既需要“ 软件” 即 , 乘务人员的防火意识, 正确处理客舱火灾的能力; 也需 要“ 硬件”即飞机客舱防火设计的合理性, 包括飞机客 , 舱使用材料的防火性能和部件/ 区域的防火性能。另 外, 政府相关职能部门应加大经费投入并合理提高相 应的防火安全标准, 相关研究人员应加强飞机客舱防 火安全性的理论研究和技术研究, 航空公司和机场应 加强防火安全检查, 航空生产企业应对生产的舱内材 料严把质量关, 从而对飞机客舱防火真正做到未雨绸 缪, 防患于未然。