CN107303412B - 扑灭意外燃烧事件的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
飞行器包括具有形成于其中的开口的外蒙皮和包括限定货舱的内部的多个侧壁的货舱。多个侧壁被定位成使得内部与开口流动连通。飞行器进一步包括耦接到外蒙皮的可折面板。可折面板可在用于覆盖开口的闭合位置与用于将内部暴露于飞行器外的周围环境的打开位置之间操作。释放装置被配置用于使可折面板保持在闭合位置，并且被配置用于在意外燃烧事件形成于内部时释放可折面板，以便移动至打开位置。
Description
技术领域
本公开的领域一般涉及飞行器装配，并且更具体地涉及扑灭交通工具诸如飞行器、火车或半拖挂卡车的货舱中意外燃烧事件的系统和方法。
背景技术
至少一些已知的大型商用飞行器被操作为乘客运送交通工具、货物运送交通工具或它们的一些组合。更具体地，一些交通工具包括位于飞行器的下甲板中的行李舱或货舱。行李舱或货舱通常包括火警探测系统和灭火系统以供在形成于舱中的燃烧事件的不太可能事件中使用，例如，灭火系统可采取用于在燃烧事件蔓延到飞行器的其余部分之前熄灭它的喷水器或哈龙(Halon)系统的形式。然而，即使当执行了所有安全保护措施，运输能够强力且易燃故障的新的流行技术诸如锂离子电池也造成潜在危险。
发明内容
在一方面，提供了飞行器。飞行器包括具有形成于其中的开口的外蒙皮和包括限定货舱的内部的多个侧壁的货舱。多个侧壁被定位成使得内部与开口流动连通。飞行器进一步包括耦接到外蒙皮的可折面板。可折面板可在用于覆盖开口的闭合位置与用于将内部暴露于飞行器外的周围环境的打开位置之间操作。释放装置被配置用于使可折面板保持在闭合位置，并且被配置用于当在内部形成意外燃烧事件时释放可折面板以便移动至打开位置。
在另一方面，提供了扑灭飞行器的货舱内的意外燃烧事件的方法。所述方法包括用处于闭合位置的可折面板密封货舱的内部。可折面板选择性地在闭合位置与打开位置之间操作。所述方法进一步包括当货舱内部内的温度高于阈值时释放可折面板以便移动至打开位置。释放可折面板，由此使得内部暴露于飞行器外的周围环境，并且由此使得意外燃烧事件的产物被排放到周围环境。
在又一方面，提供了装配飞行器的方法。所述方法包括在飞行器的外蒙皮中形成开口、耦接货舱的内部以与开口流动连通以及使可折面板耦接到外蒙皮。可折面板可在用于覆盖开口的闭合位置与用于将内部暴露于飞行器外的周围环境的打开位置之间操作。所述方法进一步包括使释放装置耦接在外蒙皮与可折面板之间。释放装置被配置使可折面板保持在闭合位置，并且被配置用于当在内部形成意外燃烧事件时释放可折面板以便移动至打开位置。
附图说明
图1为示例性飞行器机身的横截面图示；
图2为可用于图1所示的机身的示例性货舱和灭火装配件的示意性图示；
图3为从图1所示的飞行器的里面看的灭火装配件的示意性内部视图；
图4为从图1所示的飞行器的外面看的灭火装配件的示意性外部视图；
图5为可与图2所示的灭火装配件一起使用的示例性释放装置的示意性图示；
图6为可与图2所示的灭火装配件一起使用的可替换的释放装置的示意性图示；以及
图7为描绘用于扑灭意外燃烧事件的示例性顺序的流程图。
具体实施方式
本文所述的实施方式涉及扑灭飞行器的货舱中意外燃烧事件的系统和方法。更具体地，货舱包括与形成于飞行器的外蒙皮中的开口流动连通的内部。开口覆盖有可折面板，该可折面板可在覆盖开口时的闭合位置与用于将内部暴露于飞行器外的周围环境的打开位置之间操作。例如，当在货舱中形成意外燃烧事件时，释放可折面板以便移动至打开位置，从而增加内部内的温度。更具体地，增加的温度使得热敏释放装置将可折面板从闭合位置释放。将内部暴露于周围环境允许意外燃烧事件的产物被排放到周围环境，并且允许来自周围环境的气流进入所述内部以用于扑灭意外燃烧事件。这样，减压事件不是试图将意外燃烧事件遏制在飞行器内，而是用强有力的和持续的气流使得意外燃烧事件被快速扑灭。
如本文所用，以单数形式列举并且以“一个”或“一种”开始的元件或步骤应被理解为不排除复数元件或步骤，除非明确地列举此类排除。而且，对本公开的“示例性实施方式”或“一个实施方式”的参考并非旨在被解释为排除另外的实施方式的存在而是也包含所列举的特征。
图1为包括了机身102的示例性飞行器100的横截面图示。在示例性实施方式中，机身102包括客舱104、载货甲板106和位于载货甲板106下方的多个货舱108。客舱104和载货甲板106被第一地板110分开，并且载货甲板106和多个货舱108被第二地板112分开。机身102也包括在客舱104、载货甲板106和货舱108周围延伸的外蒙皮114。另外，虽然被示出位于第二地板112的下方，诸如货舱位于飞行器的尾区段中，但货舱108可具有任何形状并且位于使系统和方法能够如本文所述起作用的飞行器100中的任何地方。
图2为可用于机身102(示于图1)中的示例性货舱108和灭火装配件116的示意性图示。在示例性实施方式中，机身102的外蒙皮114具有形成于其中的开口118，并且货舱108包括限定货舱108的内部122的多个侧壁120。多个侧壁120耦接到外蒙皮114，并且被定位成使得内部122与开口118流动连通。多个侧壁120也至少部分由耐火材料形成。这样，货舱108能够限制意外燃烧事件蔓延到飞行器100(示于图1)的其余部分。另外，货舱108包括检修口124，其提供从例如载货甲板106(示于图1)到内部122的入口。
在示例性实施方式中，灭火装配件116包括直接或间接耦接到外蒙皮114的可折面板128、和释放装置130。可折面板128可在用于覆盖开口118的闭合位置与用于将内部122暴露于飞行器100外的周围环境132的打开位置之间操作。如以下将更详细所述的，当飞行器100正常操作时，释放装置130使可折面板128保持在闭合位置，并且当意外燃烧事件形成于内部122时，释放装置130释放可折面板128以便移动至打开位置。这样，当飞行器100在飞行中时，气流从周围环境132被引导到货舱108的内部122中以有助于扑灭意外燃烧事件。
此外，多孔支撑结构134耦接在货舱108内。多孔支撑结构134被定位在货舱108内，使得当可折面板128处于打开位置时，限制货舱108内的货物136经过开口118下落。更具体地，多孔支撑结构134延伸跨过开口118，使得货物136被直接定位在开口118之上。此外，多孔支撑结构134被设计成使得限定于其中的多个通孔138的尺寸被设计为允许气流通过其中。例如，在一个实施方式中，每个通孔138具有至少约2.0平方英寸(12.9平方厘米)的敞开的横截面面积。这样，当可折面板128处于打开位置时，通孔138使气流能够以更直接的方式到达燃烧的货物。
多孔支撑结构134由任何材料制造并且采取任何使系统和方法能够如本文所述起作用的形式。如所示，多孔支撑结构134由以交叉模式布置的杆140的网络形成，从而限定通孔138。此外，杆140由能够抵抗至少约1832°F(1000℃)的高温燃烧事件的材料形成。示例性耐热材料包括但不限于钢材。
图3是从飞行器100(示于图1)的内侧看的灭火装配件116的示意性内部视图，并且图4是从飞行器100的外面看的灭火装配件116的示意性外部视图。参考图3，在示例性实施方式中，灭火装配件116进一步包括耦接在货舱108内并且在外蒙皮114中的开口118(未示于图3)的外围周围延伸的拼接板142。拼接板142被定位以便有助于将可折面板128耦接到外蒙皮114以保持在闭合位置中。更具体地，拼接板142耦接到外蒙皮114并且可折面板128耦接到拼接板142。例如，可折面板128包括耦接到拼接板142的铰链144和多个自由边146。如以下将更详细所述，自由边146耦接到具有释放装置130的拼接板142以有助于使可折面板128保持在闭合位置中。
此外，拼接板142通过多个紧固件148耦接到外蒙皮114，该紧固件148由耐热材料诸如用于形成杆140的耐热材料形成。这样，紧固件148能够抵抗高温燃烧事件，用于确保在燃烧事件期间拼接板142仍然耦接到外蒙皮114。
在可替换的实施方式中，灭火装配件116包括比可折面板128尺寸更小的一个或多个可折面板。减小可折面板的尺寸有助于增加货舱108内的地表面积，使得货物136(示于图2)可直接装载于其上而无需使用高度强化的多孔支撑结构。这样，货物136通过可替换的轻量装置被限制经过开口118下落，从而减小了飞行器100的总重量。
图5是可与灭火装配件116一起使用的示例性释放装置130的示意性图示，并且图6是可与灭火装配件116一起使用的可替换的释放装置150的示意性图示。在示例性实施方式中，释放装置130耦接在可折面板128与拼接板142之间。如上所述，当飞行器100(示于图1)正常操作时，释放装置130使可折面板128保持在闭合位置，并且当意外燃烧事件形成于内部122中时，释放装置130释放可折面板128以便移动至打开位置。释放装置130和释放装置150由具有熔点的温度材料制造，使得当内部122内的温度高于熔点时，可折面板128自动从闭合位置释放。更具体地，在由于由意外燃烧事件引起的过度加热导致释放装置130或释放装置150故障后，可折面板128被自动释放。
参考图5，释放装置130为由热敏材料制造的紧固件152。更具体地，紧固件152具有双埋头设计，并且延伸穿过可折面板128和拼接板142，以便使可折面板128保持在闭合位置。参考图6，释放装置150为由热敏材料制造的粘合剂层154。更具体地，粘合剂层154在可折面板128与拼接板142之间延伸，以便使可折面板128保持在闭合位置。在可替换的实施方式中，用可致动的机械闩锁使可折面板128保持在闭合位置，该可致动的机械闩锁可响应于来自定位于内部122内的传感器的温度反馈而被致动。
紧固件152和粘合剂层154可由使释放装置130和释放装置150能够如本文所述起作用的任何热敏材料制造。如本文所用，“耐热”和“热敏”为用于通常描述某些材料的熔点的相关术语。例如，用于将拼接板142耦接到外蒙皮114的多个紧固件148由具有的熔点高于用于制造释放装置130和释放装置150的热敏材料的熔点的耐热材料制造。这样，如本文所用，耐热材料具有高于热敏材料熔点的熔点。在一个实施方式中，热敏材料的熔点被限定在约350°F(176.7℃)与约600°F(315.6℃)之间的范围内。
用于制造紧固件152的示例性材料包括但不限于聚四氟乙烯材料。用于制造粘合剂层154的示例性材料包括但不限于高温环氧树脂粘合剂，诸如由MasterBond、Cotronics公司和Armeco公司生产的那些。此外，紧固件152的尺寸是基于许多因素选择的，诸如内部122的尺寸、待存储于内部122内的货物136的最大重量、用于使可折面板128保持在闭合位置的紧固件152的数量以及紧固件152的抗拉强度。
图7是描绘扑灭意外燃烧事件156的示例性顺序的流程图，包括第一顺序图200、第二顺序图202和第三顺序图204。在示例性实施方式中，灭火装配件116起初处于未激活状态，在未激活状态中，货舱108的内部122以处于闭合位置的可折面板128密封。如第一顺序图200中所示，意外燃烧事件156形成于内部122中，这使得内部122内的温度和压力增加。货舱108内的火警探测系统(未示出)通知机组人员意外燃烧事件156的发生，但自动发生所述顺序的其余部分(即，无需机组人员的干预)
如第二顺序图202所示，内部122内增加的温度使得释放装置130故障，这使可折面板128从闭合位置释放。更具体地，由意外燃烧事件156引起的内部122内增加的压力有助于在货舱108的内部122与周围环境132之间产生压力差。压力差有助于引导可折面板128旋转至打开位置，从而使货舱108减压，同时飞行器100的其余部分(示于图1)保持增压。然后意外燃烧事件156的产物诸如热和烟158立即被排放到周围环境132。
如第三顺序图204所示，可折面板128处于打开位置，该打开位置允许气流160进入货舱108的内部122。更具体地，在一个实施方式中，飞行器100以某速度操作使得湍气流160被引导进入内部122，以便快速冷却内部122。这样，意外燃烧事件156被气流160扑灭并且被遏制在货舱108内。
本文描述了扑灭飞行器100的货舱108内的意外燃烧事件的方法。该方法包括用处于闭合位置的可折面板128密封货舱108的内部122。可折面板可选择性地在闭合位置与打开位置之间操作。该方法也包括当货舱108的内部122内的温度高于阈值时释放可折面板128以便移动至打开位置。释放可折面板128，使得内部122暴露于飞行器100外的周围环境132，并且使得意外燃烧事件的产物被排放到周围环境132。
所述方法进一步包括以使得气流160从周围环境132被引导进入货舱108的内部122的速度操作飞行器100。此外，释放可折面板128包括用由热敏材料制造的释放装置130使可折面板128保持在闭合位置，并且当货舱108的内部122内的温度高于热敏材料的熔点时自动释放可折面板128。另外，密封货舱108的内部122包括在货舱108的内部122与周围环境132之间产生压力差，该压力差用于引导可折面板128旋转至打开位置。
所述方法进一步包括用多孔支撑结构134限制货物136下落经过由可折面板128空出的开口118。多孔支撑结构134包括限定于其中尺寸设计为允许气流通过的多个通孔138。
本文也描述了装配飞行器100的方法。该方法包括在飞行器100的外蒙皮114中形成开口118、耦接货舱108的内部122以与开口118流动连通以及使可折面板128耦接到外蒙皮114。可折面板128可在用于覆盖开口118的闭合位置与用于将内部122暴露于飞行器100外的周围环境132的打开位置之间操作。该方法进一步包括使释放装置130耦接在外蒙皮114与可折面板128之间，释放装置130被配置用于使可折面板128保持在闭合位置，并且被配置用于当意外燃烧事件形成于内部122中时释放可折面板128，以便移动至打开位置。
所述方法进一步包括使多孔支撑结构134耦接在货舱108内，多孔支撑结构134被配置用于在可折面板128处于打开位置时限制货物136下落经过通孔118。另外，该方法包括由具有熔点的热敏材料制造释放装置130，使得当内部122内的温度高于熔点时释放可折面板128。
在一个实施方式中，耦接释放装置130包括使紧固件152或粘合剂层154中的至少一个耦接在外蒙皮114与可折面板128之间。此外，耦接释放装置130包括使拼接板142耦接在货舱108内，拼接板142在外蒙皮114中的开口118的外围周围延伸，并且使释放装置130耦接在可折面板128与拼接板142之间。
本文所述系统和方法的示例性技术效果包括以下项目中的至少一项：(a)快速地扑灭意外燃烧事件；(b)提供了用于自动扑灭意外燃烧事件而无需人为干涉的装置；和(c)增加由飞行器上灭火系统和遏制系统提供的效率和整体安全性。
根据本公开的发明性主题的说明性的、非排他性示例如以下条款A1-C20中所述：
A1.根据本公开的一方面，提供了飞行器(100)，该飞行器(100)包括：
外蒙皮(114)，该外蒙皮(114)具有形成于其中的开口(118)；
货舱(108)，该货舱(108)包括限定所述货舱(108)的内部(122)的多个侧壁(120)，所述多个侧壁(120)被定位成使得所述内部(122)与所述开口(118)流动连通；
耦接到所述外蒙皮(114)的可折面板(128)，所述可折面板(128)可在用于覆盖所述开口(118)的闭合位置与用于将所述内部(122)暴露于飞行器(100)外的周围环境(132)的打开位置之间操作；以及
释放装置(130)，该释放装置(130)被配置用于使所述可折面板(128)保持在闭合位置，并且被配置用于当意外燃烧事件形成于所述内部(122)中时释放所述可折面板(128)，以便移动至打开位置。
A2.有利地，根据条款A1的飞行器(100)，其中所述多个侧壁(120)至少部分由耐火材料形成。
A3.优选地，根据条款A1或条款A2的飞行器(100)，该飞行器(100)进一步包括耦接在所述货舱(108)内的多孔支撑结构(134)，所述多孔支撑结构(134)被配置用于在所述可折面板(128)处于打开位置时限制货物下落经过所述开口(118)。
A4.有利地，根据条款A3的飞行器(100)，其中所述多孔支撑结构(134)延伸跨过所述开口(118)，使得货物被直接定位在所述开口(118)之上。
A5.有利地，根据条款A3或条款A4的飞行器(100)，其中所述多孔支撑结构(134)包括限定于其中尺寸设计为允许气流通过其中的多个通孔(138)。
A6.有利地，根据条款A1至条款A5的飞行器(100)，其中所述释放装置(130)由具有熔点的热敏材料制造，使得当所述内部(122)内的温度高于所述熔点时，自动释放所述可折面板(128)。
A7.有利地，根据条款A6的飞行器(100)，其中热敏材料的熔点被限定在约350°F(176.7℃)与约600°F(315.6℃)之间的范围内。
A8.有利地，根据条款A1至条款A7的飞行器(100)，其中所述释放装置(130)包括紧固件(152)或粘合剂层(154)中的至少一个。
A9.有利地，根据条款A1至条款A8的飞行器(100)，该飞行器(100)进一步包括耦接在所述货舱(108)内并且在所述外蒙皮(114)中的所述开口(118)的外围周围延伸的拼接板(142)，其中所述释放装置(130)耦接在所述可折面板(128)与所述拼接板(142)之间。
A10.有利地，根据条款A9的飞行器(100)，其中所述拼接板(142)通过多个紧固件(148)耦接到所述外蒙皮(114)，该多个紧固件(148)由具有的熔点高于用于制造所述释放装置(130)的材料的熔点的材料制造。
B11.根据本公开的进一步的方面，提供了扑灭飞行器的货舱(108)内的意外燃烧事件的方法，所述方法包括：
用处于闭合位置的可折面板(128)密封货舱(108)的内部(122)，该可折面板(128)可选择性地在闭合位置与打开位置之间操作；以及
当货舱(108)的内部(122)内的温度高于阈值时，释放可折面板(128)，以便移动至打开位置，释放可折面板(128)使得内部(122)暴露于飞行器(100)外的周围环境(132)，并且使得意外燃烧事件的产物被排放到周围环境(132)。
B12.有利地，根据条款B11的方法进一步包括以使得气流从周围环境(132)被引导进入货舱(108)的内部(122)的速度操作飞行器(100)。
B13.优选地，根据条款B11或条款B12的方法，其中释放可折面板(128)包括：
用由热敏材料制造的释放装置(130)使可折面板(128)保持在闭合位置；以及
当货舱(108)的内部(122)内的温度高于热敏材料的熔点时自动释放可折面板(128)。
B14.有利地，根据条款B13的方法，其中密封货舱(108)的内部(122)包括在货舱(108)的内部(122)与周围环境(132)之间形成压力差，压力差用于引导可折面板(128)旋转至打开位置。
B15.优选地，根据条款B11至条款B14的方法，该方法进一步包括用多孔支撑结构(134)限制货物下落经过由可折面板(128)空出的开口，其中多孔支撑结构(134)包括限定于其中的尺寸被设计为允许气流通过其中的多个通孔(138)。
C16.根据本公开的又一方面，提供了装配飞行器(100)的方法，所述方法包括：
在飞行器(100)的外蒙皮(114)中形成开口(118)；
耦接货舱(108)的内部(122)以与开口(118)流动连通；
使可折面板(128)耦接到外蒙皮(114)，其中可折面板(128)可在用于覆盖开口(118)的闭合位置与用于将内部(122)暴露于飞行器(100)外的周围环境(132)的打开位置之间操作；以及
使释放装置(130)耦接在外蒙皮(114)与可折面板(128)之间，释放装置(130)被配置用于使所述可折面板(128)保持在闭合位置，并且被配置用于当意外燃烧事件形成于内部(122)时释放可折面板(128)，以便移动至打开位置。
C17.有利地，根据条款C16的方法，进一步包括使多孔支撑结构(134)耦接在货舱(108)内，多孔支撑结构(134)被配置用于在可折面板(128)处于打开位置时限制货物下落经过开口(118)。
C18.优选地，根据条款C16或条款C17的方法，进一步包括由具有熔点的热敏材料制造释放装置(130)，使得当内部(122)内的温度高于熔点时释放可折面板(128)。
C19.优选地，根据条款C16至条款C18的方法，其中耦接释放装置(130)包括使紧固件(152)或粘合剂层(154)中的至少一个耦接在外蒙皮(114)与可折面板(128)之间。
C20.优选地，根据条款C16至条款C18的方法，其中耦接释放装置(130)包括
使拼接板(142)耦接在货舱(108)内，拼接板(142)在外蒙皮(114)中的开口(118)的外围周围延伸；以及
使释放装置(130)耦接在可折面板(128)与拼接板(142)之间。
该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的各种实施方式，并且也使本领域的任何技术人员能够实践各种实施方式，包括制备和使用任何装置或系统以及执行任何合并方法。本公开的可获得专利保护的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。此类其它示例在具有与权利要求的字面语言相同的结构元件的情况下或者在包括具有与权利要求的字面语言的非实质性差异的等价结构元件的情况下旨在落入权利要求的范围内。
Claims (6)
1.一种飞行器(100)，所述飞行器(100)包括：
外蒙皮(114)，所述外蒙皮(114)具有形成于其中的开口(118)；
货舱(108)，所述货舱(108)包括限定所述货舱(108)的内部(122)的多个侧壁(120)，所述多个侧壁(120)被定位成使得所述内部(122)与所述开口(118)流动连通；
耦接到所述外蒙皮(114)的可折面板(128)，所述可折面板(128)可在用于覆盖所述开口(118)的闭合位置与用于将所述内部(122)暴露于所述飞行器(100)外的周围环境(132)的打开位置之间操作；以及
释放装置(130)，所述释放装置(130)被配置用于使所述可折面板(128)保持在所述闭合位置，并且被配置用于当意外燃烧事件形成于所述内部(122)中时并且当所述内部内的温度大于阈值时自动释放所述可折面板(128)，以便移动至所述打开位置，
其中所述释放装置(130)由具有熔点的热敏材料制造，使得当所述内部(122)内的温度高于所述熔点时自动释放所述可折面板(128)，并且
其中所述热敏材料的所述熔点被限定在约350°F(176.7℃)与约600°F(315.6℃)之间的范围内。
2.根据权利要求1所述的飞行器(100)，其中所述多个侧壁(120)至少部分由耐火材料形成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的飞行器(100)，所述飞行器(100)进一步包括耦接在所述货舱(108)内的多孔支撑结构(134)，所述多孔支撑结构(134)被配置用于在所述可折面板(128)处于所述打开位置时限制货物下落经过所述开口(118)。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的飞行器(100)，所述飞行器(100)进一步包括耦接在所述货舱(108)内并且在所述外蒙皮(114)中的所述开口(118)的外围周围延伸的拼接板(142)，其中所述释放装置(130)耦接在所述可折面板(128)与所述拼接板(142)之间。
5.根据权利要求4所述的飞行器(100)，其中所述拼接板(142)通过多个紧固件(148)耦接到所述外蒙皮(114)，所述多个紧固件(148)由具有高于用于制造所述释放装置(130)的材料的熔点的材料制造。
6.一种扑灭飞行器的货舱(108)内的意外燃烧事件的方法，所述方法包括：
用处于闭合位置的可折面板(128)密封所述货舱(108)的内部(122)，所述可折面板(128)可选择性地在所述闭合位置与打开位置之间操作；以及
当所述货舱(108)的所述内部(122)内的温度高于阈值时，自动释放所述可折面板(128)，以便移动至所述打开位置，释放所述可折面板(128)，使得所述内部(122)暴露于所述飞行器(100)外的周围环境(132)，并且使得所述意外燃烧事件的产物被排放到所述周围环境(132)，
其中释放所述可折面板(128)包括：
用由热敏材料制造的释放装置(130)将所述可折面板(128)保持在所述闭合位置；以及
当所述货舱(108)的所述内部(122)内的所述温度高于所述热敏材料的熔点时，自动释放所述可折面板(128)，并且
其中密封所述货舱(108)的内部(122)包括在所述货舱(108)的所述内部(122)与所述周围环境(132)之间形成压力差，所述压力差用于引导所述可折面板(128)旋转至所述打开位置。
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