劉超英 王偉光

（中航工業(yè)沈陽發(fā)動機設計研究所，遼寧 沈陽 110015）

對航空發(fā)動機整機試車中防火滅火技術標準的探討

劉超英 王偉光

（中航工業(yè)沈陽發(fā)動機設計研究所，遼寧 沈陽 110015）

指出了我國目前在航空發(fā)動機整機試車領域缺乏統(tǒng)一的防火滅火標準，分析了我國尚無防火滅火技術標準的原因，提出完善防火滅火標準編制的思考，給出發(fā)動機行業(yè)防火滅火標準的初步設想。

航空發(fā)動機；防火滅火技術標準；整機試車臺

1 航空發(fā)動機試車發(fā)展趨勢與火災危險性的研判

中航工業(yè)動力所走過了50多年艱難而輝煌的歷程，以“昆侖”和“太行”發(fā)動機為標志，其自主研制的航空發(fā)動機和燃氣輪機不斷投入使用，新的型號和系列發(fā)展也正在如火如荼進行中。發(fā)動機的快速發(fā)展，相伴而來的是各型號發(fā)動機的整機試車十分頻繁，這就為保衛(wèi)部門的消防監(jiān)護帶來了新的課題。遺憾的是，整個行業(yè)乃至國家，至今還沒有一套完整的防火滅火的技術要求，這與我國航空動力的發(fā)展極不協(xié)調。

隨著發(fā)動機研制進程的加快，整機試車發(fā)展趨勢與火災危險因素發(fā)生了3種顯著變化。

1.1 整機試車的風險加大

由于發(fā)動機的溫度、轉速、推力等參數(shù)不斷提高，150h、300h持久考核試車、鳥撞試驗等規(guī)范規(guī)定的試驗項目異?？量?，發(fā)生破壞性故障的風險隨之增大。而防火滅火技術要求落后于在研型號的發(fā)展速度，一旦出事，后果不堪設想。

1.2 試車臺擴建數(shù)量增加

據(jù)初步了解，隨著任務的增加，各主機廠所試車臺擴建速度越來越快。以動力所為例，原有試車臺6個，近幾年又有增加，且計劃中還將新建露天臺等多個試車臺。相應的防火滅火工作必須提前謀劃，事先布局，確立技術要求，為領導決策提供重要依據(jù)。

1.3 整機試車的頻率加快

在試車臺數(shù)量增加的情況下，年整機試車時數(shù)大幅增加，每天多個試車臺同時工作已成為常態(tài)。這種高密度的試車監(jiān)護，倘若沒有一套行之有效的、科學的技術要求，是很難勝任防火滅火任務的。

2 當前防火滅火存在的問題分析

2.1 自我封閉問題

即在整機試車中，不管何種技術原因引發(fā)的重大火災對造成的損失，往往諱莫如深，秘而不宣，廠所很少有例外（僅指消防部門之間）。這對防火滅火技術工作的改進十分不利。正如發(fā)動機要搞破壞性試驗一樣，目的就是要暴露問題，然后才能加以改進。同樣的道理，要想研究或者改進防火滅火的措施，只有彼此取長補短，互相借鑒經(jīng)驗教訓，才能將方案制定得更加完備，疏而不漏。

2.2 措施不當問題

國產航空發(fā)動機的換代步伐正在加快，但有的防火滅火防范措施還停留在初級階段，而且手段單一。有些廠所的試車臺，至今未安裝自動滅火系統(tǒng)，仍然采用手提滅火瓶的辦法。另外，試車臺上的自動滅火系統(tǒng)，只具備一次滅火能力，復燃后的二次噴灑能力不足，相鄰試驗間的滅火系統(tǒng)連接，只停留在口頭，采用何種手段撲救，各廠所辦法不多。

2.3 人才匱乏問題

防火滅火是專業(yè)性很強的工作。因為沒有行業(yè)規(guī)范，各廠所在消防人力的配置上都顯得十分吝嗇，有的單位從未引進過消防專業(yè)畢業(yè)的人員。這與科技人員或管理人員的引進相比，差距巨大?，F(xiàn)有消防隊人員普遍文化程度不高，靠內部培訓學到的那些專業(yè)知識，已很難滿足日益提高的防火滅火技術要求。

2.4 評估未定問題

歷史上，從未有過針對防火滅火基于整機試車的風險評估。防火滅火的資金投入和在研型號的價值之比，到目前為止沒有人算得清楚?，F(xiàn)如今找不到一份成文的記載。但不管如何計算，防火成本一定低于發(fā)動機的科研價值，這是肯定的。

2.5 試驗滯后問題

滅火器材種類繁多。各廠各所所用的型號五花八門。主要有1211、二氧化碳、干粉、泡沫、F-500等滅火劑。孰優(yōu)孰劣，孰好孰差，沒有統(tǒng)一說法。究竟哪種對發(fā)動機零部件影響最小，滅火效果又好，并沒有掌握有說服力的科學試驗數(shù)據(jù)。

3 發(fā)達國家試車防火的啟示

美國防火協(xié)會（NFPA）于1999年發(fā)布了《關于飛機發(fā)動機試驗設施的防火建議和防護標準》，2004年進行了修改升級，并于2006年又頒布了《固定燃燒室發(fā)動機和燃氣渦輪發(fā)動機的防火安裝和使用標準》。2010年修訂增加包括從修建臺起需要考慮的所有防火事項，且都有明確的具體規(guī)定。

3.1 危險等級的劃分

將發(fā)動機火災危險等級確定為兩個等級。A級險種，指普通險種；B級險種，指非常危險的險種。這種對試車防火危險等級的劃分，做到了有針對性的預防和對火災進行應對處置。

3.2 試驗滅火器的配置

其中要求，便攜式滅火器應放置在試驗室里，符合B級險種配置要求。而我們有的放在室外且數(shù)量不足。

3.3 消防人員的組織培訓

作為日常培訓的一部分，所有在發(fā)動機試驗臺上的工作人員，都必須進行防火培訓和演習演練，而且對滅火器、水龍系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)按鈕的操作等都要熟悉。

3.4 其它防火措施要求

每個發(fā)動機試驗臺都應配備一個單獨的防火控制閥門；滅火系統(tǒng)應該在控制室有手動斷開裝置，系統(tǒng)不應只設自動啟動；發(fā)動機試驗臺的滅火系統(tǒng)應設計與發(fā)動機工作和停車時的高速氣流流量相匹配等等。

作為發(fā)動機研制和生產單位，如何在試車防火滅火中走出一條創(chuàng)新之路，美國的做法給我們以諸多啟示，在尋求創(chuàng)新之路的同時，應看到我們的差距。正因如此，要盡快建立與試車相對接的防火滅火技術要求，并在實踐中加以完善，逐步縮小與發(fā)達國家的差距已刻不容緩。

4 對試車防火滅火技術標準基本內容的思考

綜合上述分析可以得出，防火滅火工作是系統(tǒng)性的，有些問題并非哪個單位所能解決。必須有法規(guī)文件做堅強的支撐。因此，我們應以定義火情等級為龍頭，將“四個突出”，即突出超前預防、突出人設配備、突出技術創(chuàng)新、突出事后評估作為貫穿標準的重點，明確應對不同火情的措施方法。

4.1 劃分火情等級與定義

發(fā)動機在試車中發(fā)生技術故障引發(fā)火災，其偶然性和必然性符合客觀規(guī)律。國家界定的重、特大火災事由時，“故意”是要判重罪的。而發(fā)動機試車時所謂的“故意”，即破壞性試驗，目的就是讓其暴露問題，是有意而為之。既然要“故意”搞破壞性試驗，防火滅火就要“故意”與之掛鉤，這樣才符合邏輯關系，符合理論設計和實際應用（整機試車中確實出現(xiàn)過重大事故并引發(fā)過重大火災）。正因如此，我們把這一特殊情況，劃分為3個火情等級。

一級火情（嚴重危險級）。是指發(fā)動機在試車過程中，未有任何先兆和發(fā)現(xiàn)異常的情況下，突發(fā)大火或瞬間引起的爆燃，破壞性極大，對人員安全、發(fā)動機、臺架設備和廠房都會造成嚴重損害。

二級火情（中度危險級）。是指發(fā)動機在試車中的局部起火，有蔓延的趨勢，或在一級火情撲滅后，在很短時間內火情又迅速復燃，威脅到發(fā)動機、臺架設備和廠房的火勢, 對發(fā)動機和臺架設備會造成較大損害。

三級火情（輕微危險級）。是指發(fā)動機試車中起動機、尾噴口等其它不可知的部位余油或因密封不好引起的火焰，危險可控，一般不會造成損害。

4.2 把“四個突出”貫穿始終

4.2.1 突出超前預防

首先，必須依據(jù)國家消防法律法規(guī)，把“預防為主，防消結合”的方針貫徹于整機試車的始終。其次，建立符合航空發(fā)動機整機試車實際、有針對性的防火技術措施，如，涂刷鋼結構新型防火材料對試車臺架進行保護，增強耐火等級和用防火材料保護設備、電纜等等。從源頭做起，讓規(guī)范要求實實在在地起到安全保障的作用。

4.2.2 突出人設配備

人力配備及器材或裝備的配置標準立足于實戰(zhàn)，形成人防與技術防控結合互補。一是人力配備方面，在保證足夠數(shù)額的前提下，消防專業(yè)的大學畢業(yè)生至少占30%，并逐年遞增。二是試車臺消防器材的配備標準應就高不就低，特別消防專職人員的專用裝備要配齊。

4.2.3 突出技術創(chuàng)新

應推薦目前可實施的創(chuàng)新措施，如針對帶有蝸殼的大運反推試驗，就創(chuàng)新設計了移動式內置滅火小設備，解決了實際問題，又如，將相鄰的同類自動滅火系統(tǒng)連接成組合式，以延長滅火劑的噴射時間。在發(fā)動機消音塔內設置與自動滅火系統(tǒng)可連動的防火門，以減少空氣的流量，遏制火勢的蔓延和上升，發(fā)揮滅火劑的淹沒作用。

4.2.4 突出事后評估

如前所述，美國之所以在防火滅火上做得細，原因在于對試車臺的試驗設施考察得徹底，試驗驗證合理、充分，對可能出現(xiàn)的問題予以重視和預防，對應的解決措施到位，這為事后評估打下了堅實的基礎。但他們只是考慮如何盡快滅火，未考慮滅火劑對發(fā)動機整機的影響，而我們國家的國情則不同。比如，滅火劑的選用，美國資料中就沒有看到滅火劑對金屬材料的影響，我國應在測試試驗的基礎上科學選用。發(fā)動機的材料科技含量高，價值大，不管使用何種滅火劑，使用后所造成的損害應該最小。據(jù)了解，目前發(fā)動機常用的金屬材料包括鋁合金、鈦合金、高溫合金、鑄鎂合金、不銹鋼等很多種，如某型號機匣金屬材料就有4種，某型號外部可見零部件就有15種。據(jù)調研得知，多數(shù)單位自動滅火系統(tǒng)為二氧化碳。根據(jù)材料特性，二氧化碳滅火劑對鈦合金零部件就不適用。另外，一些單位探索性地選用進口滅火器材，如F-500微胞囊手推車，防爆、環(huán)保，滅火效果良好，但也沒經(jīng)過試驗驗證。動力所正在加緊試驗，以求得拿到科學數(shù)據(jù)（包括七氟丙烷滅火劑、水機型滅火劑、氣溶膠滅火劑等滅火劑對金屬材料是否影響）。

4.3 對不同火情的處置方法

劃定火情等級，其目的是更有針對性地處置火情。如，對一級火情的處置，應按照制定的技術要求操作，重點是：

——發(fā)現(xiàn)異常立即停車，關閉電動、手動油路開關和電源；

——若試車間內充滿煙霧無法判斷火情，由專職消防隊員迅速進入試車間偵查，用對講機報告火勢；

——根據(jù)火勢情況，由現(xiàn)場總指揮下令啟動自動滅火系統(tǒng)和應急預案；

——當自動滅火系統(tǒng)噴灑后，火勢仍無法控制并威脅到臺架和廠房時，選用移動式F-500微胞囊手推車和使用配置F-500微胞囊滅火劑的消防車進行撲救，在無法控制情況下，可使用水、泡沫、干粉等方法撲救；

——視火情危急情況，選擇報119火警增援，并由消防隊員引領進入火情現(xiàn)場，協(xié)助119一同實施撲救。

5 結語

總之，航空發(fā)動機整機試車臺防火滅火技術標準是填補國家空白的大課題，任重而道遠。盡快完成航空發(fā)動機整機試車防火滅火標準的制定并早日頒布實施，對航空動力各主機廠所來說都在翹首以盼。因此，它需要上級大力支持，各方配合，協(xié)同作戰(zhàn)，全力以赴。我們堅信，這個規(guī)范一旦完成，對航空發(fā)動機事業(yè)的跨越式發(fā)展必將產生深遠的影響。

（編輯：雨晴）

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1003-6660（2014）03-0029-03