[發明專利]一種航空發動機核心機艙火災全尺度試驗裝置

在審

• 申請號: 201810199312.8
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN110231184A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 叢北華;李松陽;丁芳
• 申請（專利權）人: 同濟大學;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于航空發動機防火技術領域，構建一種航空發動機核心機艙火災全尺度試驗裝置，能夠模擬實際機艙的典型工況條件，較為真實反映核心機艙內的著火及火蔓延，為航空發動機核心機艙防火設計和仿真模擬提供基礎數據。

技術領域：

本發明屬于航空發動機防火技術領域，構建一種航空發動機核心機艙火災全尺度試驗裝置，能夠模擬實際機艙的典型工況條件，較為真實反映核心機艙內的著火及火蔓延，為航空發動機核心機艙防火設計和仿真模擬提供基礎數據。

背景技術：

在民用飛機各火區中，飛機發動機核心機艙內遍布復雜的管路，并且艙內整體區域溫度相對較高，是引起飛機著火的重要危險部位之一，其防火保護對飛機的安全運行至關重要。美國聯邦航空局(FAA)和中國民用航空局(CAAC)都對民用飛機發動機核心機艙防火設計提出了相關的適航要求(FAR33.17及CAAR33.17)，從材料、結構、設計布局等方面的防火性均提出了嚴格的要求。

美國聯邦航空局咨詢通告(AC33.17-1A)進一步闡述了民用飛機發動機核心機艙防火設計的技術細節，并就材料、部件及結構的防火試驗給出了符合性驗證方法。重點強調了火區內預防著火和過熱的通風措施，高溫表面和自燃等的著火條件，以及在部件防火試驗時火焰沖擊位置的確定方法等。而這些方面的設計必須考慮具體機艙結構特性來確定合理的火燒場景，這就需要掌握機艙火災著火、燃燒及傳熱的基本規律。

另一方面，由于飛機發動機核心機艙內部結構十分復雜，所處環境也十分特殊，現階段我們缺乏對其著火及火蔓延規律的定量認識，這直接導致了民用飛機發動機艙防火設計完全依賴于實機試驗，但實機試驗不僅周期長，價格昂貴，尤其是在發動機的設計定型階段，迫切需要建立一套可靠有效的分析方法和計算工具，能對發動機艙的火災發展與防火系統效能進行安全合理的評估，縮短研制周期。

目前，國內外普遍采用縮小比例模型或簡化機艙的模擬試驗方法進行研究。但是現有的試驗臺中的核心機艙試驗模型沒有完全按照實際機艙建立所有的幾何特征，而是通過分析機艙內的著火和火蔓延的風險，歸納出影響發動機艙火災發展的特征結構，將復雜的管路與附件模化為標準特征物。這雖然簡化了試驗構成，提高了試驗結果的可重復性，但是與實際機艙存在較大差距，不能真實反映核心機艙的著火及火蔓延。

發明內容：

一種飛機發動機艙典型火災實驗臺系統，其特征在于：采用模塊化設計方法，把整個核心機艙全尺度試驗臺分為七大模塊，分別為試驗集裝箱及安全防護模塊、1∶1機艙幾何模型及支撐臺架模塊、入口通風控制模塊、壁面加熱模塊、火源模塊、點火模塊和數據采集模塊。該試驗臺操作安全、使用方便，可積累實驗數據，總結火燒場景，為航空發動機核心機艙防火設計和仿真模擬提供基礎數據。

一種飛機發動機艙典型火災實驗臺系統，其特征在于：建立的1∶1發動機核心機艙試驗臺，能夠同時測量溫度場、熱流場、火焰形態等關鍵火災參數分布，系統采樣頻率不低于10Hz，測量點不少于96個。

一種飛機發動機艙典型火災實驗臺系統，其特征在于：建立的1∶1發動機核心機艙試驗臺，能夠開展燃油、潤滑油和線纜三種可燃物火災試驗，能夠模擬油霧火、油池火、高溫表面著火以及線纜著火等核心機艙內的典型火災類型。

一種飛機發動機艙典型火災實驗臺系統，其特征在于：建立的1∶1發動機艙核心機艙試驗臺，能夠模擬機艙內的典型入口通風條件、壁面溫度條件以及機艙內部的流動特征。

附圖說明：