2017年5月5日14時許,上海浦東國際機場。世界的目光聚焦在一架白色大型飛機上。
啟動、滑行,機頭昂起,直插云霄……我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、具備國際主流水準的干線飛機——C919成功首飛。
國之重器,今朝夢圓。
就在幾天前,2017年12月17日,第二架國產(chǎn)大型客機C919在上海浦東國際機場成功試飛。
自飛機誕生以來,它的安全性一直是重中之重,因為只要它有一絲故障,就關(guān)系到飛機上所有人的生命。即便是我國科研人員費勁心力研發(fā)的C919大型客機,即使已經(jīng)有兩架飛機試飛成功,也要經(jīng)歷長達數(shù)年的適航取證能真正進入市場。此前,我國國產(chǎn)新支線客機ARJ21就用了6年的時間,完成了數(shù)百項考試科目才獲得中國民航局頒發(fā)的適航認證。這一歷程,C919同樣需要經(jīng)歷。因此飛機在安全性方面不應(yīng)該有一絲一毫問題。
飛機燃油系統(tǒng)起火或爆炸是引起飛機失事的主要原因之一。飛機燃油系統(tǒng)的防火防爆能力,直接關(guān)系到飛機生存力和易損性,也關(guān)系到飛機的利用率、成本以及人員安全。燃油箱若有防爆能力,即使中彈或其他原因引起火災(zāi),也不至于機毀人亡,飛機經(jīng)修復(fù)后仍可繼續(xù)使用,這就相應(yīng)提高了飛機的利用率和生存力,降低了飛機的易損性。飛機燃油箱防爆技術(shù)的采用還可以增加救生時間,使飛機在燃油箱出現(xiàn)故障的情況下有足夠的時間返航。另外還可以在應(yīng)急情況下保護飛機。
隨著飛行技術(shù)的發(fā)展,飛機上將普遍采用燃油熱管理技術(shù),使燃油溫度提高,相應(yīng)地增加了飛機燃油箱起火爆炸的幾率。因此,使燃油箱始終處于安全狀態(tài)是非常重要的。
目前國際上普遍采用的飛機油箱安全技術(shù)是惰化系統(tǒng)。飛機燃油箱惰化技術(shù)在國外得到迅速發(fā)展,并開始應(yīng)用到戰(zhàn)斗機、直升機和運輸機上。惰化技術(shù)的應(yīng)用等有效地提高了飛機的安全性、生存力、利用率和可靠性。
飛機燃油箱惰化技術(shù)是利用空氣分離裝置,將飛機發(fā)動機引氣進行分離,產(chǎn)生油箱惰化所需富氮氣體,并將該富氮氣體充入油箱,以實現(xiàn)油箱氣相空間氧氣濃度控制。在飛機飛行的全過程中,使該氧濃度始終低于燃油燃燒所需的氧濃度下限,從而達到防爆抑爆的目的。它是目前確保飛機油箱安全、抑制油箱燃爆事故發(fā)生的有效實用、經(jīng)濟的方法之一。
要把飛機燃油箱控制到多少濃度好呢?提到這個必須說下惰化界限。
惰化界限指的是支持燃燒的低氧氣濃度。早期決定惰化界限的試驗應(yīng)用可見光作為標準來檢驗是否有燃燒反應(yīng)發(fā)生。很多的試驗表明,壓力上升是檢驗是否發(fā)生燃燒的標準。 惰化系統(tǒng)的惰化界限被軍方或者管理機構(gòu)做了說明,多種核實惰化界限的試驗得出一致的結(jié)論。試驗表明當海平面氧氣濃度低于9.8%時會發(fā)生明顯的反應(yīng),但是只有氧氣濃度上升到12%才能使壓力上升。 試驗也表明惰化界限隨著海拔的升高而升高。而且,越小的點火源需要更高的氧氣濃度來發(fā)生燃燒反應(yīng)。 雖然惰化界限試驗結(jié)果是一致的,但是不同的客戶需要不同的安全因素。美國軍方在任何海拔應(yīng)用的惰化界限為9%,地面上為12%。 軍用惰化系統(tǒng)設(shè)計為統(tǒng)一的大小來保持整個飛行任務(wù)中氧氣濃度低于惰化界限,所以燃料組份和溫度帶來的可燃界限的變化與存活性分析不相關(guān)。由于飛機飛行過程中海拔高度可以從0到上萬米不等,因此都把9%氧濃度作為惰化界限。對于商用飛機系統(tǒng),因為關(guān)系到更多人的生命安全,安全也是更高,也都采用9%的惰化界限。
飛機燃油箱在一定條件下可分為四個不同的層面:下面為液態(tài)燃油層,該層的燃油含有氧氣,當壓力變化和被晃動時,燃油會釋放出氧氣;緊靠液態(tài)燃油層為富油氣體層,它不僅含有大量的油分子,還含有大量氧分子;再上面為含氧豐富的燃燒曾,蓋層易燃;上面為貧油分子層,氧氣濃度很淡不易燃燒。因此必須控制燃燒層和富油層的氧氣濃度,保證氧氣濃度低于9%,使燃油箱始終處于惰化狀態(tài)。目前在飛機上油箱惰化系統(tǒng)主流都是采用機載惰性氣體生成系統(tǒng)OBIGGS(On-Board Inert Gas Generating System)。
下面是OBIGGS系統(tǒng)組成示意圖:
機載惰性氣體生成系統(tǒng)核心部件之一就是氧氣傳感器,它直接決定了惰化的終效果。那用什么氧氣傳感器好呢?在航空條件下,壓力、溫度、加速度等環(huán)境因素負雜,注定了一般的氧氣傳感器不能用在航空領(lǐng)域。
航天航空領(lǐng)域氣體檢測一直是是傳感器業(yè)界的難點,因為航空環(huán)境負雜,地面上可以用的傳感器在航空環(huán)境下無法正常工作。深圳市工采網(wǎng)代理的英國進口SST氧化鋯傳感器能解決航空OBIGGS系統(tǒng)氧氣檢測的難題。英國著名傳感器公司SST通過技術(shù)攻關(guān),研制出了帶接線法蘭型氧化鋯氧氣傳感器 O2S-FR-T5,可以說是為航空領(lǐng)域量身定做的。

O2S-FR-T5? 法蘭型氧化鋯氧氣傳感器特征有:
- 氧壓范圍:2mbar-3bar
- 氧化鋯檢測元件
- 非消耗型技術(shù)
- 集成加熱元件
- 不需要溫度穩(wěn)定
- 不需要參考氣體
- 高精度
- 線性輸出信號
- 可與外部接口板配合工作
- M18×1.5 螺絲安裝
規(guī)格參數(shù)如下所示:
| 加熱電壓全透型 | 4.35VDC±0.1VDC(1.85A) |
| 保持電壓 | 2VDC(0.85A) |
| 泵阻抗@700℃ | < 6k? |
| 允許氣體溫度 | -100 到 250℃ |
| 氣流速率 | 0 到 10m/s |
| 允許的重復(fù)加速度 | 5g |
| 允許的瞬時加速度 | 30g |
隨著我國航空工業(yè)的發(fā)展,國防、航天事業(yè)都取得了巨大進步,各種用途的飛機也越來越多。從上表可以看出,O2S-FR-T5氧化鋯氧氣傳感器允許的瞬時加速度高達30g,體現(xiàn)了該系列傳感器在航空復(fù)雜條件下的卓越性能,可以用到運輸機、戰(zhàn)斗機等軍事用途,為我國國防事業(yè)保駕護航。深圳市工采網(wǎng)代理的英國SST O2S-FR-T5? 法蘭型氧化鋯氧氣傳感器采用不銹鋼封裝、堅固耐用、精度高、穩(wěn)定性好,完全能滿足航空要求,為復(fù)雜航空環(huán)境下測量氧氣提供了一個不錯的解決方案,在未來市場前景廣闊。
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