本公開涉飛行器上的滅火。

背景技術：

飛行器上的火災無論是對貨艙中的貨物、飛行器上的乘客或是對飛行器本身的結構都可能造成極大危害。本領域中已知的是，為飛行器提供滅火系統(tǒng)，以便在火災可能導致嚴重危害之前迅速將其熄滅。然而，存在使得在飛行器上進行滅火相當困難的許多問題。

在常規(guī)的基于陸地的滅火系統(tǒng)中，滅火劑可作用來使火災缺乏氧氣。如果火災周圍空氣中具有少于10-12％的氧氣，那么它將不會重新開始。然而，在飛行器中，各個封閉體并不是完全氣密性的并且由中央通風系統(tǒng)提供通風，所述中央通風系統(tǒng)使空氣循環(huán)穿過飛行器的各個封閉體。所排放的滅火劑中的一些將從包含火災的封閉體中泄漏出來，從而增加空氣中的氧氣比例并且可能允許火災重新開始。

另外，在飛行器降落期間，外部周圍空氣和客艙壓力增加，并且與此同時，飛行器中的氧氣比例增加。因此，即使受保護的封閉體中的氧氣比例最初被降低到特定水平以下，但隨著時間推移所述比例將再次緩慢增加，從而抵消了滅火劑的作用并且可能導致火災未被撲滅或重新開始。這種情況給控制火災周圍的環(huán)境帶來困難。

本領域中已知的當前飛行器滅火系統(tǒng)最初將初始大量的滅火劑引入到封閉體中。然后，為了避免以上提及的問題，這些系統(tǒng)接著繼續(xù)排放緩慢的滅火劑流，以便彌補飛行器中的損耗以及氧氣的進一步增加。

關于滅火劑的選擇，許多當前系統(tǒng)使用鹵代烷，所述鹵代烷可例如包括為溴氯二氟甲烷(CF₂ClBr)的鹵代烷1211或為一溴三氟甲烷(CBrF₃)的鹵代烷1301，或者這兩者的混合物。然而，近年來，由于臭氧枯竭的環(huán)境問題，鹵代烷的生產(chǎn)已變成非法，并且因此可用作滅火劑的供應受限。已經(jīng)測試了各種其他滅火劑，包括惰性氣體滅火劑。這些其他滅火劑可包括氮氣、氬氣、氦氣、FM 200或二氧化碳。還有可能使用回收的氮氣和二氧化碳。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，撲滅相同大小的火災需要的鹵代烷比惰性氣體的量少。因為需要攜帶的惰性氣體的體積顯著大于鹵代烷的體積，所以針對相同的抑制能力攜帶的重量更大，并且導致攜帶滅火劑需要燃燒更多的飛行器燃料。因此，對于當前系統(tǒng)，額外的溫室氣體的環(huán)境影響與使用鹵代烷相當，并且因此在飛行器滅火系統(tǒng)中仍使用鹵代烷，其中一些系統(tǒng)使用鹵代烷和鹵代烷替代系統(tǒng)的組合。

將合乎期望的是，提高基于惰性氣體的滅火系統(tǒng)的效率。在當前系統(tǒng)中，由于駕駛員在錯誤的區(qū)域或區(qū)中激活滅火系統(tǒng)，可能導致效率低下。

EP-A-2813266和EP-A-2353658中教導了這方面的一些改進，所述文獻的全部內容以引用方式并入本文。

此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在地面上觸發(fā)警報的可能性顯著高于在空中時的情況。幸運的是，這些警報中的大多數(shù)是假警報而不是真實火災。通常，在飛行器維護期間，在封閉體中工作并且產(chǎn)生灰塵或以其他方式影響環(huán)境條件的工作人員可能會觸發(fā)這些警報。在此類時間，當警報被觸發(fā)時，工作人員可能位于封閉體中或在附近。盡管通常的做法是使系統(tǒng)更為自動化以便改進它們在空中的操作，但這有時可能缺乏對比如當飛行器在地面上時可能適用的健康和安全原則的考慮。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的第一方面，提供一種具有滅火控制系統(tǒng)的飛行器，所述滅火控制系統(tǒng)用于所述飛行器內的多個封閉體，所述滅火控制系統(tǒng)包括：用于每個封閉體的定向閥；提供用于每個封閉體的傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測封閉體的變量；一個或多個滅火劑瓶；以及用于調節(jié)滅火劑的排放的控制單元；其中所述傳感器通過所述控制單元可操作地鏈接到飛行器的駕駛艙中的警告系統(tǒng)，所述警告系統(tǒng)包括用于每個封閉體的單獨警報和手動控件；其中，在一個封閉體中檢測到有危險變量的情況下，控制單元激活針對那個封閉體的警告系統(tǒng)警報并且將用于處于危險中的封閉體的定向閥解鎖，以使得只有這時才能夠手動激活手動控件以打開處于危險中的封閉體的定向閥并且將滅火劑通過解鎖的、打開的定向閥排放到處于危險中的封閉體。

通過利用控制單元和手動激活的控件兩者來確保對定向閥的解鎖和打開的控制，減少了由于意外排放到錯誤的封閉體中或者例如由于當飛行器在地面上正在進行維護時所產(chǎn)生的灰塵而不是由于真正的火災而造成的滅火劑浪費。

在一些實施方案中，在滅火劑的初始高速率排放之后，控制單元基于由傳感器監(jiān)測的變量來調節(jié)滅火劑的低速率排放。

通過調節(jié)滅火劑的后續(xù)低速率排放，存在更少的滅火劑的浪費，因此飛行器中存在更多的重量和燃料節(jié)省。

在一些實施方案中，由傳感器監(jiān)測的封閉體中的變量包括：溫度；壓力；光；UV水平；煙霧水平；火災現(xiàn)象；或周圍空氣組成，諸如燃燒產(chǎn)物的數(shù)量或濃度和/或有危險揮發(fā)性氣體的數(shù)量或濃度。

在一些實施方案中，在每個封閉體內，監(jiān)測多個不同的變量。

通過監(jiān)測多個變量，可基于多于一種類型的傳感數(shù)據(jù)實現(xiàn)更準確的火災檢測。

在一些實施方案中，滅火控制系統(tǒng)還包括：用于將被認為是危險的變量的預存儲最大和最小閾值；以及用于將被認為是發(fā)展中危險(其處于用于危險的最大和最小閾值之內)的變量的預存儲最大和最小閾值；并且警告系統(tǒng)還包括駕駛艙中的用于每個封閉體的發(fā)展中火災危險警報；其中當由傳感器測量的變量超過預存儲最大或最小危險閾值中的一個時發(fā)生有危險變量檢測事件；其中當由傳感器測量的變量超過預存儲最大或最小發(fā)展中危險閾值中的一個時發(fā)生發(fā)展中的有危險變量檢測事件；并且控制單元：激活駕駛艙中的針對檢測到發(fā)展中危險的封閉體的發(fā)展中火災危險警報；并且將用于檢測到發(fā)展中危險的封閉體的定向閥解鎖，此時可手動激活駕駛艙中的專用于那個封閉體的手動控件以便打開定向閥從而將滅火劑排放到那個封閉體。

通過在發(fā)展中危險變成危險之前檢測到所述發(fā)展中危險，可以采取預防性動作來避免或減少對檢測到發(fā)展中危險的封閉體的內容物的危害。例如，可以檢測到可能導致火災的揮發(fā)性氣體濃度并且可以在火災開始之前采取行動。

在一些實施方案中，在單獨的封閉體中檢測到多個有危險變量的情況下：針對每個處于危險中的封閉體單獨激活警告系統(tǒng)；將用于每個處于危險中的封閉體的定向閥解鎖；并且必須單獨手動激活用于每個封閉體的手動控件，以使得滅火劑能夠排放通過解鎖的定向閥，其中用于處于危險中的封閉體的手動控件已經(jīng)被手動激活。

通過針對檢測到火災的每個封閉體單獨激活警告系統(tǒng)，駕駛艙中的駕駛員或其他人員可以選擇手動激活用于每個處于危險中的封閉體的手動控件，并且因此進行人力調節(jié)，例如以便避免滅火劑排放到駕駛艙中的人員知道正在導致警告系統(tǒng)發(fā)出假警報的封閉體。

根據(jù)本公開的第二方面，提供一種控制飛行器中的滅火系統(tǒng)的方法，所述滅火系統(tǒng)用于所述飛行器內的多個封閉體，所述方法包括：提供用于調節(jié)滅火劑的排放的控制單元，所述控制單元使用每個封閉體中的傳感器來監(jiān)測變量；以及在檢測到有危險變量的情況下，使得認為封閉體處于危險之中：所述控制單元激活在飛行器駕駛艙中的專用于處于危險中的封閉體的火災危險警告系統(tǒng)；所述控制單元將專用于處于危險中的封閉體的定向閥解鎖；手動激活在飛行器駕駛艙中的專用于處于危險中的封閉體的手動控件以便在警告系統(tǒng)被激活時打開處于危險中的封閉體的定向閥；以及將滅火劑從一個或多個滅火劑瓶排放通過解鎖的、打開的定向閥并且進入處于危險中的封閉體。

在一些實施方案中，所述方法還包括在初始高速率排放之后控制單元基于由傳感器監(jiān)測的變量來調節(jié)滅火劑的低速率排放。

在一些實施方案中，由傳感器監(jiān)測的封閉體中的變量包括：溫度；壓力；光；UV水平；煙霧水平；火災現(xiàn)象；或周圍空氣組成，諸如燃燒產(chǎn)物的數(shù)量或濃度和/或有危險揮發(fā)性氣體的數(shù)量或濃度。

在一些實施方案中，在每個封閉體內，監(jiān)測多種不同的變量。

在一些實施方案中，所述方法還包括：控制單元將所監(jiān)測的變量與用于將被認為是危險的變量的預存儲最大和最小閾值以及與用于將被認為是發(fā)展中危險(其處于用于危險的最大和最小閾值之內)的變量的最大和最小閾值進行比較；其中當由傳感器測量的變量超過預存儲最大或最小危險閾值中的一個時發(fā)生有危險變量檢測事件；并且其中當由傳感器測量的變量超過預存儲最大或最小發(fā)展中危險閾值中的一個時發(fā)生發(fā)展中的有危險變量檢測事件，在所述發(fā)展中的有危險變量檢測事件中：控制單元激活駕駛艙中的專用于檢測到發(fā)展中危險的封閉體的發(fā)展中火災危險警報；并且所述控制單元將用于具有發(fā)展中危險的封閉體的定向閥解鎖；以及手動激活駕駛艙中的專用于那個封閉體的手動控件，以便打開用于那個封閉體的定向閥并且從而將滅火劑排放到那個封閉體。

在一些實施方案中，在單獨的封閉體中檢測到多個有危險變量的情況下：針對每個處于危險中的封閉體單獨激活警告系統(tǒng)；將用于每個處于危險中的封閉體的定向閥解鎖；并且必須單獨手動激活用于每個封閉體的手動控件，以使得滅火劑能夠排放通過解鎖的定向閥，其中用于處于危險中的封閉體的手動控件已經(jīng)被手動激活。

附圖說明

現(xiàn)將僅以舉例的方式參考以下描述和附圖并且參考特定的圖來描述本公開的各個實施方案，在所述附圖中：

圖1示出具有用于多個封閉體的滅火控制系統(tǒng)的飛行器的示意圖；并且

圖2示出從飛行器的初始啟動開始、在高空巡航和降落直至到達地面期間滅火劑隨時間用于滅火的示例性質量流速的曲線圖。

具體實施方式

具有滅火系統(tǒng)的飛行器包括多個封閉體17，即A、B、C。這些封閉體17可包括但不限于貨物隔間、乘客封閉體、燃料箱、輔助性動力單元和電子器件隔間。封閉體17也可以被稱為區(qū)、隔室或區(qū)域。

每個封閉體17包括多個傳感器20。傳感器20可用于測量溫度11或壓力8b，或者可包括火災檢測系統(tǒng)18。火災檢測系統(tǒng)18可包括傳感器，所述傳感器包括用于測量溫度、壓力、封閉體17中存在的煙霧量、封閉體17中空氣中的氧氣濃度、封閉體17中空氣中的燃燒產(chǎn)物的濃度的傳感器、UV傳感器、光傳感器等。溫度傳感器11、壓力傳感器8b和/或火災檢測系統(tǒng)18中的每一個將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茊卧?2。

控制單元12包括用于監(jiān)測和存儲來自傳感器20的數(shù)據(jù)的處理器和存儲器。所述存儲器還包括預設數(shù)據(jù)，所述預設數(shù)據(jù)用于與從傳感器20接收的數(shù)據(jù)進行比較，以便辨識出在任一封閉體17中火災是否已經(jīng)爆發(fā)或有可能爆發(fā)。

滅火系統(tǒng)還包括包含滅火劑的一個或多個高壓瓶1a、1b，所述一個或多個高壓瓶1a、1b例如被布置為一排滅火劑瓶la、1b。瓶1a、1b中的每一個包括瓶閥2a和閥致動器2b，并且通過止回閥9連接到高壓收集器歧管3a。歧管3a繼而被連接到排放壓力調節(jié)器4，所述排放壓力調節(jié)器4可呈控制閥的形式。排放調節(jié)器4進一步被連接到低壓分配器歧管3b，以便將滅火劑排放到封閉體。

閥致動器2b和排放壓力調節(jié)器4可操作地連接到控制單元12并且被配置來從控制單元12接收信號。

包括多個分支的排放網(wǎng)5起源于低壓分配器歧管3b。至少一個相應的分支將低壓分配器歧管3b連接到每個封閉體17。在處于低壓分配器歧管3b與相應封閉體17之間的排放網(wǎng)5的每個分支上，定位有相應的定向閥6a，所述定向閥6a被配置來使滅火劑的流動從低壓分配器歧管3b轉向到相應封閉體17。

每個封閉體17還可包括用于排放滅火劑的許多排放噴嘴7。用于每個封閉體17的排放噴嘴連接到排放網(wǎng)5的相應分支。噴嘴出口的尺寸和布置決定滅火劑進入封閉體17的速度和分布。

低壓分配器歧管3b還可連接到超壓釋放閥10。超壓釋放閥10作用來確保如果歧管3b中的壓力超過特定閾值壓力能夠放出過量的滅火劑?？筛鶕?jù)系統(tǒng)壓力變換器8a來確定歧管3b中的壓力，所述系統(tǒng)壓力變換器8a監(jiān)測滅火劑的壓力狀態(tài)。

所述系統(tǒng)以下方式進行操作。傳感器20測量每個封閉體17中的數(shù)據(jù)。所有這種數(shù)據(jù)都被傳輸?shù)娇刂茊卧?2。在控制單元12中，處理器將所述數(shù)據(jù)與存儲在存儲器中的預存儲的最大和最小閾值進行比較。如果所述數(shù)據(jù)超過相應閾值，那么火災有可能已經(jīng)爆發(fā)?？梢哉J為已經(jīng)檢測到危險并且包含危險的封閉體被認為是處于危險中的封閉體?？刂茊卧?2因此將專用于特定封閉體17的呈火災危險警報32形式的警告信號發(fā)送給駕駛艙30，并且繼續(xù)操作來將專用于正在發(fā)送已經(jīng)超過閾值的數(shù)據(jù)信號的封閉體17的定向閥6a解鎖。在駕駛艙30中，駕駛員、副駕駛員或其他工作人員將針對相應的封閉體17激活手動控件35。這樣做時，未解鎖的定向閥6a隨后將被打開。

存儲器還包含預存儲的最大和最小閾值，如果數(shù)據(jù)超過這些閾值，這指示傳感器20從其中測量所述數(shù)據(jù)的封閉體17具有發(fā)展中危險。在指示發(fā)展中危險的情況下，認為封閉體處于危險之中。控制單元12可以將專用于特定封閉體17的發(fā)展中火災危險警報34形式的不同警告信號發(fā)送給駕駛艙30，并且可以繼續(xù)操作來將專用于正在發(fā)送已經(jīng)超過閾值的數(shù)據(jù)信號的封閉體17的定向閥6a解鎖。在駕駛艙30中，駕駛員、副駕駛員或其他工作人員將針對相應的封閉體17激活手動控件35。這樣做時，未解鎖的定向閥6a隨后將被打開。

一個實例可以是在系統(tǒng)警告發(fā)展中的危險情況的情況下，例如在周圍空氣組成中檢測到易燃的空氣/氣體混合物的情況下，允許在火災發(fā)生之前進行預防性惰化。

當駕駛員激活定向閥6a的開口時，控制單元12通過閥2a和致動器2b控制首先打開主瓶1a、然后打開從屬瓶1b，控制滅火劑從瓶1a和瓶1b進入高壓收集器歧管3a以及通過排放壓力調節(jié)器4的流速，以使得存在足夠的滅火劑流動通過排放網(wǎng)5以高速率排放形式到達封閉體17。

如圖2中可見，初始高速率排放的質量流速可比最小低速率排放的質量流速高出10倍以上。危險增加時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，并且降落時的排放速率可比最小低速率排放的速率大兩倍、三倍、四倍或更多倍。

貫穿整個初始高速率排放過程以及此后，傳感器20繼續(xù)向控制單元12傳輸數(shù)據(jù)，所述控制單元12繼續(xù)監(jiān)測所述數(shù)據(jù)并且將所述數(shù)據(jù)與存儲在存儲器中的預設值進行比較。根據(jù)由封閉體17中的傳感器20收集的數(shù)據(jù)，控制單元12改變由排放壓力調節(jié)器4排放到封閉體17的滅火劑的量，，從而確保供應的有效利用。

通過有效地利用滅火劑，可以減少可能需要攜帶的大量惰性氣體。這導致飛行器的重量節(jié)省，并且因此與早期系統(tǒng)相比實現(xiàn)了重量、空間和燃料的節(jié)省。

此外，飛行器上的滅火劑管理極其重要，因為如果飛行器在飛行中途耗盡了滅火劑，那么火災可能重新開始而無法阻止，尤其是在飛行器降落期間。因此，通過以這種經(jīng)濟的方式定量配給滅火劑，可以確保飛行器的更大安全性。

在過程中對人類協(xié)助的需要方面還可發(fā)現(xiàn)另一個益處。如果不存在手動激活解鎖的定向閥6a的階段，那么在不必將滅火劑自動排放到系統(tǒng)時可能出現(xiàn)錯誤，這可能會浪費有限的滅火劑資源和/或在假警報的情況下通過減少氧氣的面積而使封閉體17中存在的任何人員處于危險之中。

還有一個益處是定向閥6a的雙重解鎖。將滅火劑排放到特定的封閉體17需要人類輸入和系統(tǒng)輸入兩者，所述系統(tǒng)輸入是基于所監(jiān)測的變量。因此，機器和人類干預的本質屬性確保駕駛艙中的駕駛員或其他人員不能意外地將滅火劑排放到錯誤的封閉體17(即，未檢測到火災跡象的封閉體17)中，并且確保在沒有人類授權的情況下系統(tǒng)不能夠將滅火劑排放到封閉體17中。用于其他封閉體的定向閥保持鎖定和閉合。因此，這可用來提高系統(tǒng)的安全性和效率。

在一些實施方案中，控制單元12可以是電動的；在其他實施方案中，所述控制單元12可以是電子的、液壓的、氣動的或機械的。

在氣動系統(tǒng)的情況下，滅火系統(tǒng)還可包括具有關聯(lián)閥的導向壓力瓶15、導向調節(jié)器14、導向壓力網(wǎng)16和止回閥9。導向壓力瓶15包括提供存儲能量的高壓源。關聯(lián)閥是當駕駛艙30中接收到警報32、34時由駕駛艙30中的駕駛員或其他工作人員激活的手動控件35。

當駕駛員激活手動控件35時，壓力從導向壓力瓶15釋放到導向壓力網(wǎng)16。加壓的流體通過用于每個相應封閉體17的導向調節(jié)器14流動并且作用來將與火災事件相關聯(lián)的定向閥6a解鎖。來自導向壓力瓶15的流體還通過止回閥9流動到瓶1a、1b，從而促進瓶被打開，并且另外通過用于控制滅火劑的排放的排放壓力調節(jié)器4流動到低壓分配器歧管3b并且因此到達已經(jīng)發(fā)生火災的封閉體17。

氣動系統(tǒng)還可包括用于在超壓情況下從系統(tǒng)中排出氣動流體的排出口13。

所設想的是，上述系統(tǒng)中的滅火劑可以包含用于初始高速率排放(以便抑制火災)和后續(xù)低速率排放兩者的惰性氣體。在一個實例中，滅火劑包含氬氣和氮氣的混合物，但也可包含其他氣體或氣體的組合物。

在一些實施方案中，系統(tǒng)可包括用于在緊急情況下使用的手動超控裝置。手動超控裝置可包括用于待激活的每個封閉體的兩個手動控件。手動控件可能需要兩種不同形式的移動或者可能需要兩只手來實現(xiàn)超控，以便防止意外的激活。

在這種情況下，第一手動控件的激活將進行與控制單元12相同的操作，即，將用于相關封閉體17的定向閥6a解鎖。用于相關封閉體17的第二手動控件的隨后激活將繼續(xù)操作來打開用于相關封閉體的定向閥6a。這樣，在控制單元12出現(xiàn)故障的情況下，仍有可能對所述單元進行超控并且允許抑制和熄滅火災。

在以上情況下，手動超控系統(tǒng)可以使用到所述閥的液壓、氣動或纜線連接的任何組合。

如本領域的技術人員將理解的，可在如權利要求書限定的本發(fā)明的范圍內對本公開進行進一步的修改。