CN106345088A - 具有可寻址瓶阀的飞行器灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于飞行器中的多个封闭体(17)的灭火系统，所述灭火系统包括：包含灭火剂的多个瓶(1a、1b)；每个瓶上用于测量所述瓶内容物的温度和压力数据的温度传感器和压力传感器；每个瓶上的可寻址瓶阀(2a)；以及控制单元(12)。所述控制单元被配置来分析每个瓶的所述温度和压力数据以便确定灭火剂内容物是否足以熄灭所述飞行器的特定封闭体中的火灾。所述控制单元进一步被配置来通过使用所述瓶阀的地址独立地控制所述瓶阀以便管理灭火剂的释放。

Description

具有可寻址瓶阀的飞行器灭火系统

技术领域

本公开涉及飞行器上的灭火。

背景技术

飞行器上的火灾无论是对货舱中的货物、飞行器上的乘客或是飞行器本身的结构都可能造成极大危害。本领域中已知的是，为飞行器提供灭火系统，以便在火灾可能导致严重危害之前迅速将其熄灭。然而，存在使得在飞行器上进行灭火相当困难的许多问题。

在常规的基于陆地的灭火系统中，灭火剂可作用来使火灾缺乏氧气。如果火灾周围空气中具有少于10-12％的氧气，那么它将不会重新开始。然而，在飞行器中，各个封闭体并不是完全气密性的并且由中央通风系统提供通风，所述中央通风系统使空气循环穿过飞行器的各个封闭体。所排放的灭火剂中的一些将从包含火灾的封闭体中泄漏出来，从而增加空气中的氧气比例并且可能允许火灾重新开始。

另外，在飞行器降落期间，外部周围空气和客舱压力增加，并且与此同时，飞行器中的氧气比例增加。因此，即使受保护的封闭体中的氧气比例最初被降低到特定水平以下，但随着时间推移所述比例将再次缓慢增加，从而抵消了灭火剂的作用并且可能导致火灾未被扑灭或重新开始。这种情况给控制火灾周围的环境带来困难。

本领域中已知的当前飞行器灭火系统最初将初始大量的灭火剂引入到封闭体中。然后，为了避免以上提及的问题，这些系统接着继续排放缓慢的灭火剂流，以便弥补飞行器中的损耗以及氧气的进一步增加。

关于灭火剂的选择，许多当前系统使用卤代烷，所述卤代烷例如可包括为溴氯二氟甲烷(CF₂ClBr)的卤代烷1211或为一溴三氟甲烷(CBrF₃)的卤代烷1301，或者这两者的混合物。然而，近年来，由于臭氧枯竭的环境问题，卤代烷的生产已变成非法，因此可用作灭火剂的供应受限。已测试了各种其他灭火剂，包括惰性气体灭火剂。这些其他灭火剂可包括氮气、氩气、氦气、FM 200或二氧化碳。还有可能使用回收的氮气和二氧化碳。已发现，扑灭相同大小的火灾需要的卤代烷比惰性气体的量少。因为需要携带的惰性气体的体积显著大于卤代烷的体积，所以针对相同的抑制能力携带的重量更大，并且导致携带灭火剂需要燃烧更多的飞行器燃料。因此，对于当前系统，额外的温室气体的环境影响与使用卤代烷相当，并且因此在飞行器灭火系统中仍使用卤代烷，其中一些系统使用卤代烷和卤代烷替代系统的组合。

当前飞行器灭火系统的缺点之一在于对于每次新的火灾，需要打开新的气体瓶以生成初始高速率的灭火剂释放而对已经打开的瓶的剩余内容物不给予任何考虑。这是浪费的并且同时意味着需要携带比可能必需的更多的瓶，从而造成重量和燃料损失。因此，本领域中存在对改进的飞行器灭火系统的需要。

将合乎期望的是，提高基于惰性气体的灭火系统的效率，以使得与携带卤代烷相比重量损失将减少并且携带和使用惰性气体的环境效应可具有如果不是更小的话至少类似的环境影响。

EP-A-2813266和EP-A-2353658中教导了这方面的一些改进，所述文献的全部内容以引用方式并入本文。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种用于飞行器中的多个封闭体的灭火系统，所述灭火系统包括：包含灭火剂的多个瓶；每个瓶上用于测量瓶内容物的温度和压力数据的温度传感器和压力传感器；每个瓶上的可寻址瓶阀；以及控制单元，所述控制单元被配置来分析每个瓶的温度和压力数据以便确定灭火剂内容物是否足以熄灭飞行器的特定封闭体中的火灾，并且进一步被配置来通过使用瓶阀的地址独立地控制瓶阀以便管理灭火剂的释放。

在一些实施方案中，控制单元被配置成具有针对飞行器的每个封闭体的灭火剂排放响应，并且其中控制单元被配置来通过以下方式从多个瓶中选择一个瓶：参考温度和压力数据并且确定每个瓶中的灭火剂内容物是否足以熄灭飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体中的火灾。灭火剂可包括一种惰性气体或多种惰性气体的组合，例如氩气和氮气的混合物。

排放响应可包括关于特定封闭体的大小的信息、特定封闭体的通风以及特定封闭体的内容物的易燃性。通过将这种信息配置到控制单元中，系统将能够更好地正确预测火灾发生的每个阶段所需要的灭火剂的量，以便有效地控制和熄灭给定大小的封闭体中的火灾，所述给定大小的封闭体包含的内容物具有给定的易燃性并且具有已知的通风泄漏量。

在一些实施方案中，瓶阀中的每一个被配置来将相应瓶的温度和压力数据连同那个瓶阀的地址传输到控制单元。

通过提供和分析各个瓶的温度和压力，可以对灭火剂的释放进行更多的控制并且减少其浪费。通过确定瓶的内容物是否足够，可以在减少由于针对每次火灾打开新瓶而导致的浪费的情况下扑灭和/或控制火灾。灭火剂的更有效使用意味着飞行器需要携带更少的灭火剂并且因此飞行器具有更小的重量损失。

在一些实施方案中，多个瓶包括一个指定的主瓶和多个指定的从属瓶；歧管被布置成在来自主瓶和任选地从属瓶中的一个或多个的灭火剂排放到飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体之前利用所述灭火剂进行加压；并且控制单元被配置来调节灭火剂从歧管的排放以便在封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放。

在一些实施方案中，在飞行器的封闭体中检测到火灾的情况下，控制单元被配置来检查主瓶的温度和压力数据，并且如果主瓶不能够提供初始高速率排放所需要的足够灭火剂，控制单元继而将分析来自每个从属瓶的数据直到识别出能够向歧管提供足以给出所期望排放速率的灭火剂的适当从属瓶或瓶组为止；并且控制单元被配置来向所识别的一个或多个从属瓶的瓶阀发送信号以便将灭火剂释放到歧管进而排放到已检测到火灾或火灾风险的封闭体。

在分析来自瓶的数据过程中，控制单元还可以考虑所回收的氮气和/或二氧化碳的量和生产率。在这种情况下，将需要更少瓶装灭火剂，因为灭火剂将由所回收的气体补充。

通过首先分析任何已部分使用的瓶，可能不需要打开新瓶，例如在封闭体需要较小体积的灭火剂的情况下，从而减少灭火剂浪费的发生。

在一些实施方案中，在飞行器的另一个封闭体中检测到火灾的情况下：控制单元被配置来调节灭火剂从歧管的排放以便在所述另一个封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放，其中控制单元被配置来基于来自瓶的数据确定需要打开哪些瓶阀以便将足以在所述另一个封闭体中给出所期望释放速率的灭火剂释放到歧管中，例如同时考虑灭火剂正被释放到其中的其他封闭体的需要。

通过确定瓶阀并将其打开以便根据所需要的排放速率来释放灭火剂，可以在不浪费过量灭火剂的情况下进行充分灭火。因此，可实现上述重量节省，因为将需要携带的灭火剂减少。

在一些实施方案中，控制单元被配置来：连续监测来自瓶的数据；并且如果来自瓶的数据降到预设最小阈值以下，发送警告信号；和/或确定是否选择额外的瓶来产生所期望的排放速率。

通过对瓶进行连续监测，可根据需要打开新瓶，因此不允许火灾时间重新开始并且保持火灾处于控制之下。

在一些实施方案中，多个瓶被设置在飞行器中、位于飞行器的内壁或面板后方，因此需要拆卸飞行器的一部分以便接近多个瓶。

因此，本公开提供的益处在于，可以在不需要移动任何面板的情况下将难以访问的条件信息提供给控制单元并且加以利用。此外，可以比当前手动例行安全检查更有规律地了解温度和压力数据。

根据本公开的第二方面，提供一种用于控制飞行器灭火系统中灭火剂的释放的方法，所述方法包括：提供包含灭火剂的多个瓶，每个瓶具有用于测量瓶的温度和压力数据的温度传感器和压力传感器，每个瓶进一步配备有用于控制灭火剂的释放的可寻址瓶阀；提供控制单元，所述控制单元被配置来分析每个瓶的温度和压力数据以便确定灭火剂内容物是否足以熄灭飞行器的特定封闭体中的火灾，并且通过使用瓶阀的地址独立地控制瓶阀以便管理灭火剂的释放。

在一些实施方案中，所述方法包括将控制单元配置成具有针对飞行器的每个封闭体的灭火剂排放响应，并且使控制单元通过以下方式从多个瓶中选择一个瓶：参考温度和压力数据并且确定每个瓶中的灭火剂内容物是否足以熄灭飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体中的火灾。

在一些实施方案中，所述方法包括瓶阀将相应瓶的温度和压力数据连同那个瓶阀的地址传输到控制单元。

在一些实施方案中，提供多个瓶包括提供一个指定的主瓶和多个指定的从属瓶；所述方法包括：在来自主瓶和任选地从属瓶中的一个或多个的灭火剂排放到飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体之前利用所述灭火剂对歧管进行加压；以及使控制单元调节灭火剂从歧管的排放以便在封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放。

在一些实施方案中，在飞行器的封闭体中检测到火灾的情况下：控制单元检查主瓶的温度和压力数据，并且如果主瓶不能够提供初始高速率排放所需要的足够灭火剂，控制单元继而分析来自每个从属瓶的数据直到识别出能够向歧管提供足以给出所期望排放速率的灭火剂的适当从属瓶或瓶组为止；并且控制单元向所识别的一个或多个从属瓶的瓶阀发送信号以便将灭火剂释放到歧管进而排放到已检测到火灾或火灾风险的封闭体。

在一些实施方案中，在飞行器的另一个封闭体中检测到火灾的情况下：控制单元调节灭火剂从歧管的排放以便在所述另一个封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放，其中控制单元基于来自瓶的数据确定需要打开哪些瓶阀以便将足以在所述另一个封闭体中给出所期望释放速率的灭火剂释放到歧管中。

在一些实施方案中，控制单元连续监测来自瓶的数据；并且如果来自瓶的数据降到预设最小阈值以下，发送警告信号；和/或确定是否选择额外的瓶来产生所期望的排放速率。

附图说明

现将仅以举例的方式参考以下描述和附图并且参考特定的图来描述本公开的各个实施方案，在所述附图中：

图1示出具有用于多个封闭体的灭火控制系统的飞行器的示意图；并且

图2示出从飞行器的初始启动开始、在高空巡航和降落直至到达地面期间灭火剂随时间用于灭火的示例性质量流速的曲线图。

具体实施方式

具有灭火系统的飞行器包括多个封闭体17，即A、B、C。这些封闭体可包括但不限于货物隔间、乘客封闭体、燃料箱、辅助性动力单元和电子器件隔间。封闭体也可被称为区、隔室或区域。

系统还包括多个高压瓶1a、1b，所述多个高压瓶1a、1b被配置来容纳灭火剂。瓶1a、1b中的每一个包括瓶阀2a以及可操作地连接到控制单元12的瓶阀致动器2b。瓶阀2a各自包括压力和温度传感器，并且可将由所述传感器从瓶内容物测量的温度和压力数据传输到控制单元12。瓶阀2a包括例如呈代码形式的预存储地址，所述预存储地址与温度和压力数据一起被传输到控制单元12。所述预存储地址例如可包括用来识别多个瓶中给定瓶的数字、字母或字母数字代码。

瓶1a、1b可被称为高压器皿、器皿、容器或圆筒并且可被布置成组和/或被布置成一排或多排。

控制单元12包括用于监测和存储来自传感器的数据的处理器和存储器。存储器还包括预设数据，所述预设数据用于与从传感器接收的数据进行比较，以便辨识出是否存在足以熄灭和/或控制一个或多个特定封闭体(“受保护的封闭体”)中的火灾的灭火剂。

瓶1a、1b通过止回阀9连接到高压收集器歧管3a。歧管3a继而被连接到排放压力调节器4，所述排放压力调节器4可呈控制阀的形式。排放调节器4进一步被连接到低压分配器歧管3b，并且从那里穿过排放网5连接到封闭体。

当针对特定的第一封闭体启动灭火系统时，控制单元12通过读取来自主瓶1a上的可寻址瓶阀2a的数据来检查主瓶1a的内容物的状态。将所述数据与存储在控制单元12的存储器中的预设值进行比较，以便例如至少根据预存储高速率排放响应来确定是否存在足以控制和/或熄灭火灾的灭火剂。还可确定随后用于在剩余的飞行持续时间内维持预存储低速率排放响应的不同的瓶或瓶组。

如图2中可以看出，初始高速率排放的质量流速可比最小低速率排放的质量流速高出10倍以上。危险增加时的排放速率可比最小低速率排放的速率大三倍、四倍、五倍或更多倍，并且降落时的排放速率可比最小低速率排放的速率大两倍、三倍、四倍或更多倍。

如果瓶1a中存在足够的灭火剂，那么控制单元12将向阀致动器2b发送信号以便打开瓶1a从而释放灭火剂，或者如果主瓶1a已经打开，那么控制单元12将不会继续分析其他瓶(从属瓶)1b的数据。

如果器皿1a中没有足够的灭火剂(由于从主瓶1a泄漏或由于先前在飞行期间使用，因此瓶1a中仅剩下极少灭火剂)，那么控制单元12将读取来自多个瓶中下一个瓶(即从属瓶1b)的可寻址瓶阀2a的数据，并且将所述数据与控制单元12的存储器中的预设数据进行比较。针对瓶中的每一个重复这个过程，直到控制单元12找到具有足以满足火灾事件需要的灭火剂的瓶为止。在那种情况下，控制单元12将向相关瓶1a、1b的阀致动器2b发送信号以便打开瓶1a、1b，并且灭火剂将被释放到歧管3a。

在排放之前以及贯穿整个排放过程，阀传感器继续将数据传输到控制单元12，所述控制单元12继续监测所述数据并且将所述数据与存储在存储器上的预设值进行比较。根据传感器所传输的数据，控制单元12可准备好根据需要打开新瓶1b，或者在仅需要少量灭火剂的情况下使用已经打开的瓶1a、1b的剩余部分。这确保飞行器上能够携带的有限供应的有效使用。

在后续存在其他火灾的情况下，控制单元12将分析瓶1a、1b中每一个的内容物的状态并且相应地决定究竟是否需要打开新瓶1b。

通过有效地利用灭火剂，可以减少可能需要携带的大量惰性气体。这导致飞行器的重量节省，并且因此与早期系统相比实现了重量、空间和燃料的节省。

此外，飞行器上的灭火剂管理极其重要，因为如果飞行器在飞行中途耗尽了灭火剂，那么火灾可能重新开始而无法阻止。因此，通过以这种经济的方式定量配给灭火剂，可以确保飞行器的更大安全性。

由于系统监测剩余灭火剂的量和效力，还提供了另一个益处，所述监测目前通常是在人工服务期间完成的。因此，如果瓶1a、1b泄漏，那么可发送由于灭火剂的剩余供应较低而产生的警告信号，以便提醒相关人员需要为航班补充灭火剂。因此，这可确保任何航班不会在飞行器上没有任何形式的可用灭火剂或至少没有足量的可用灭火剂的情况下无意起飞。此外，在瓶中灭火剂的水平和/或所有瓶中灭火剂的总量降低到预设阈值水平以下时，可激活警告信号。这将导致认识到需要补给并且因此允许在不扰乱飞行调度的情况下花费大量时间进行这种操作。

在一些实施方案中，控制单元12可以是电动的；在其他实施方案中，所述控制单元12可以是电子的、液压的、气动的或机械的。

在气动系统的情况下，压力瓶16可致使用于相关瓶1a、1b的阀致动器2b致动，从而打开相关瓶阀2a。气动系统还可包括用于在超压情况下从系统中排出气动流体的排出口13。

如本领域的技术人员将理解的，可在如权利要求书限定的本发明的范围内对本公开进行进一步的修改。

Claims (15)

1.一种用于飞行器中的多个封闭体的灭火系统，其包括：

包含灭火剂的多个瓶；

每个瓶上用于测量所述瓶内容物的温度和压力数据的温度传感器和压力传感器；

每个瓶上的可寻址瓶阀；以及

控制单元，所述控制单元被配置来分析每个瓶的所述温度和压力数据以便确定灭火剂内容物是否足以熄灭所述飞行器的特定封闭体中的火灾，并且进一步被配置来通过使用所述瓶阀的地址独立地控制所述瓶阀以便管理灭火剂的释放。

2.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述控制单元被配置成具有针对所述飞行器的每个封闭体的灭火剂排放响应，并且其中所述控制单元被配置来通过以下方式从所述多个瓶中选择一个瓶：参考所述温度和压力数据并且确定每个瓶中的所述灭火剂内容物是否足以熄灭所述飞行器的已检测到火灾或火灾风险的所述封闭体中的火灾。

3.如权利要求1或2所述的灭火系统，其中所述瓶阀中的每一个被配置来将所述相应瓶的温度和压力数据连同那个瓶阀的地址传输到所述控制单元。

4.如权利要求1、2或3所述的灭火系统，其中：

所述多个瓶包括一个指定的主瓶和多个指定的从属瓶；

歧管被布置成在来自所述主瓶和任选地所述从属瓶中的一个或多个的灭火剂排放到所述飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体之前利用所述灭火剂进行加压；并且

所述控制单元被配置来调节灭火剂从所述歧管的排放以便在所述封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放。

5.如权利要求4所述的灭火系统，其中在所述飞行器的所述封闭体中检测到火灾的情况下：

所述控制单元被配置来检查所述主瓶的所述温度和压力数据，并且如果所述主瓶不能够提供所述初始高速率排放所需要的足够灭火剂，所述控制单元继而将分析来自每个从属瓶的所述数据直到识别出能够向所述歧管提供足以给出所期望排放速率的灭火剂的适当从属瓶或瓶组为止；并且

所述控制单元被配置来向所识别的一个或多个从属瓶的所述瓶阀发送信号以便将灭火剂释放到所述歧管进而排放到已检测到火灾或火灾风险的所述封闭体。

6.如权利要求5所述的灭火系统，其中在所述飞行器的另一个封闭体中检测到火灾的情况下：

所述控制单元被配置来调节灭火剂从所述歧管的排放以便在所述另一个封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放，其中所述控制单元被配置来基于来自所述瓶的所述数据确定需要打开哪些瓶阀以便将足以在所述另一个封闭体中给出所期望释放速率的灭火剂释放到所述歧管中。

7.如权利要求5或6所述的灭火系统，其中所述控制单元被配置来连续监测来自所述瓶的数据；并且

如果来自所述瓶的所述数据降到预设最小阈值以下，发送警告信号；和/或

确定是否选择额外的瓶以便产生所期望的排放速率。

8.如前述任一项权利要求所述的灭火系统，其中所述多个瓶被设置在所述飞行器中、位于所述飞行器的内壁或面板后方，因此需要拆卸所述飞行器的一部分以便接近所述多个瓶。

9.一种用于控制飞行器灭火系统中灭火剂的释放的方法，其包括：

提供包含灭火剂的多个瓶，每个瓶具有用于测量所述瓶的温度和压力数据的温度传感器和压力传感器，每个瓶进一步配备有用于控制灭火剂的释放的可寻址瓶阀；

提供控制单元，所述控制单元被配置来分析每个瓶的所述温度和压力数据以便确定灭火剂内容物是否足以熄灭所述飞行器的特定封闭体中的火灾，并且通过使用所述瓶阀的地址独立地控制所述瓶阀以便管理所述灭火剂的释放。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述方法包括将所述控制单元配置成具有针对所述飞行器的每个封闭体的灭火剂排放响应，并且使所述控制单元通过以下方式从所述多个瓶中选择一个瓶：参考所述温度和压力数据并且确定每个瓶中的灭火剂内容物是否足以熄灭所述飞行器的已检测到火灾或火灾风险的所述封闭体中的火灾。

11.如权利要求9或10所述的方法，其中所述方法包括所述瓶阀将所述相应瓶的温度和压力数据连同那个瓶阀的地址传输到所述控制单元。

12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，其中所述提供所述多个瓶包括提供一个指定的主瓶和多个指定的从属瓶；

所述方法包括：在来自所述主瓶和任选地所述从属瓶中的一个或多个的灭火剂排放到所述飞行器的已检测到火灾或火灾风险的封闭体之前利用所述灭火剂对歧管进行加压；以及

使所述控制单元调节灭火剂从所述歧管的排放以便在所述封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放。

13.如权利要求12所述的方法，其中在所述飞行器的所述封闭体中检测到火灾的情况下：

所述控制单元检查所述主瓶的所述温度和压力数据，并且如果所述主瓶不能够提供所述初始高速率排放所需要的足够灭火剂，所述控制单元继而分析来自每个从属瓶的所述数据直到识别出能够向所述歧管提供足以给出所期望排放速率的灭火剂的适当从属瓶或瓶组为止；并且

所述控制单元向所识别的一个或多个从属瓶的所述瓶阀发送信号以便将灭火剂释放到所述歧管进而排放到已检测到火灾或火灾风险的所述封闭体。

14.如权利要求13所述的方法，其中在所述飞行器的另一个封闭体中检测到火灾的情况下：

所述控制单元调节灭火剂从所述歧管的排放以便在所述另一个封闭体中产生初始高速率排放，之后是一段时间的低速率排放，其中所述控制单元基于来自所述瓶的所述数据确定需要打开哪些瓶阀以便将足以在所述另一个封闭体中给出所期望释放速率的灭火剂释放到所述歧管中。

15.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述控制单元连续监测来自所述瓶的数据；并且

如果来自所述瓶的所述数据降到预设最小阈值以下，发送警告信号；和/或

确定是否选择额外的瓶以便产生所期望的排放速率。