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飞机油箱惰化系统的“大功臣”:年过半百的氮
发布日期: 2021-02-10 18:52 发布人:必嬴亚洲官网 观注度:

  欢迎收看本期节目,作为“氮学家”,今天为大家深度剖析——大器晚成的氮气发生器。

  早在1955年,就有设计师提出了引入惰性气体确保油箱安全的思想。也有大量实验证明,当氧气体积小于9%时,就不可能发生持续性爆炸。油箱惰化在军机上大放异彩,但是一直与民航业素昧平生。

  故事的转折发生在1996年7月17日,一架从纽约起飞不久的波音747发生爆炸,机上230人全部遇难。海军误伤?恐怖劫机?误入雷区?…..一时间,各种传闻甚嚣尘上。四年后,联合调查组公布调查结果,短路引起中央油箱中的可燃蒸汽发生爆炸。

  血的教训不能再用鲜血去验证,FAA首次提出加装油箱惰化系统的建议,之后的修正案中,更是明确规定油箱中的氧气浓度限制。

  细心的观众可能会问,为什么一直使用“油箱惰化”这个词,而不是氮气发生器。惰性气体固然很好,可它不易获得。氮气虽不是惰性气体,但它广泛存在于空气中。氮气发生器NGS?不如改成——空气分离器ASM。

  民航业使用的空气分离器大部分采用中空纤维技术,当空气进入ASM后,被引导到中空纤维中,氧气透过纤维排出,氮气则能完全穿过纤维。美中不足的是,ASM工作有特定的压力和温度限制。

  在飞机设计中,降温比升温要容易地多,高空中的低温空气取之不尽,用之不竭,简单的热交换就可以完成降温工作。有人说引气的过度使用阻碍了民航的发展,这只是表象。实际上,电发展的滞后,导致本来很多用电可以解决的事情只能用引气处理。787为什么被称为梦想客机?只因它解决了“电”的问题。所以,除787外,几乎所有的民航飞机都用引气作为ASM的气源。

  在ASM上游,装有控制温度的热交换器和控制压力的阀门。ASM终于愿意工作了。不幸的是,它还十分脆弱。为了保护它,公司专门给它配了温度传感器和气滤两个贴身保镖。光有保镖还不行哦,更远处还有臭氧转换器这个舆论控制中心,将引气中的臭氧转换为氧气。砸了这么多钱,公司对它的审查也格外严格。身后直接派一个氧气传感器,检测ASM的工作情况。下次绕机,再碰到NGS蓝灯时,别再认为它故障了哦,NGS只是走了下神。

  看ASM过得这么舒服,引气不干了。对于大部分飞机来说,NGS毕竟属于加装项目,发动机无法承受这么大的负荷。737的NGS系统只能给中央油箱供气,即便如此,发动机依旧叫苦连连。一面是濒临崩溃的发动机,一面是建议变为强制的官方通告。如果你是设计师,你会怎么办?

  很多人会忽略了一点:随着压强的减小,气体溶解度逐渐变小。飞机在爬升阶段,高度的变化会导致氮气从燃油表面逸出。所以,大部分民航飞机的NGS系统都有两个运行模式,爬升、巡航是低流量模式,下降阶段是高流量模式;落地后,NGS系统停止工作。

  那么,波音最危险的警告到底在哪?其实,你每天都能看到它。绕机时,有仔细观察过机翼下表面吗?看到这张警告牌了吗?我放大一下。高流量模式下,氮气会沿着通气管路从机翼下表面流出,形成一个缺氧区。所以,落地后,千万不要着急推梯子去机翼下表面工作,是非常危险的。

  欢迎收看本期节目,作为“氮学家”,今天为大家深度剖析——大器晚成的氮气发生器。

  早在1955年,就有设计师提出了引入惰性气体确保油箱安全的思想。也有大量实验证明,当氧气体积小于9%时,就不可能发生持续性爆炸。油箱惰化在军机上大放异彩,但是一直与民航业素昧平生。

  故事的转折发生在1996年7月17日,一架从纽约起飞不久的波音747发生爆炸,机上230人全部遇难。海军误伤?恐怖劫机?误入雷区?…..一时间,各种传闻甚嚣尘上。四年后,联合调查组公布调查结果,短路引起中央油箱中的可燃蒸汽发生爆炸。

  血的教训不能再用鲜血去验证,FAA首次提出加装油箱惰化系统的建议,之后的修正案中,更是明确规定油箱中的氧气浓度限制。

  细心的观众可能会问,为什么一直使用“油箱惰化”这个词,而不是氮气发生器。惰性气体固然很好,可它不易获得。氮气虽不是惰性气体,但它广泛存在于空气中。氮气发生器NGS?不如改成——空气分离器ASM。

  民航业使用的空气分离器大部分采用中空纤维技术,当空气进入ASM后,被引导到中空纤维中,氧气透过纤维排出,氮气则能完全穿过纤维。美中不足的是,ASM工作有特定的压力和温度限制。

  在飞机设计中,降温比升温要容易地多,高空中的低温空气取之不尽,用之不竭,简单的热交换就可以完成降温工作。有人说引气的过度使用阻碍了民航的发展,这只是表象。实际上,电发展的滞后,导致本来很多用电可以解决的事情只能用引气处理。787为什么被称为梦想客机?只因它解决了“电”的问题。所以,除787外,几乎所有的民航飞机都用引气作为ASM的气源。

  在ASM上游,装有控制温度的热交换器和控制压力的阀门。ASM终于愿意工作了。不幸的是,它还十分脆弱。为了保护它,公司专门给它配了温度传感器和气滤两个贴身保镖。光有保镖还不行哦,更远处还有臭氧转换器这个舆论控制中心,将引气中的臭氧转换为氧气。砸了这么多钱,公司对它的审查也格外严格。身后直接派一个氧气传感器,检测ASM的工作情况。下次绕机,再碰到NGS蓝灯时,别再认为它故障了哦,NGS只是走了下神。

  看ASM过得这么舒服,引气不干了。对于大部分飞机来说,NGS毕竟属于加装项目,发动机无法承受这么大的负荷。737的NGS系统只能给中央油箱供气,即便如此,发动机依旧叫苦连连。一面是濒临崩溃的发动机,一面是建议变为强制的官方通告。如果你是设计师,你会怎么办?

  很多人会忽略了一点:随着压强的减小,气体溶解度逐渐变小。飞机在爬升阶段,高度的变化会导致氮气从燃油表面逸出。所以,大部分民航飞机的NGS系统都有两个运行模式,爬升、巡航是低流量模式,下降阶段是高流量模式;落地后,NGS系统停止工作。

  那么,波音最危险的警告到底在哪?其实,你每天都能看到它。绕机时,有仔细观察过机翼下表面吗?看到这张警告牌了吗?我放大一下。高流量模式下,氮气会沿着通气管路从机翼下表面流出,形成一个缺氧区。所以,落地后,千万不要着急推梯子去机翼下表面工作,是非常危险的。

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