胡博

【摘 要】民用飛機(jī)載人艙滅火是保障旅客和飛機(jī)安全的重要組成部分。隨著各國(guó)對(duì)民用飛機(jī)環(huán)保性能要求的提高以及各民航組織對(duì)民用飛機(jī)載人艙哈龍型手提式滅火瓶使用的一系列限制條件，應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙手提式滅火瓶的哈龍?zhí)娲鷾缁饎┭芯考夹g(shù)已經(jīng)成為目前民機(jī)領(lǐng)域的研究前沿之一。本文對(duì)目前可應(yīng)用于載人艙手提式滅火瓶的四種哈龍?zhí)娲鷾缁饎┑难芯楷F(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)BTP（2-溴-3，3，3-三氟丙烯）滅火劑是目前可應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙滅火的最理想替代滅火劑。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；載人艙；哈龍?zhí)娲鷾缁饎?；BTP

0 引言

CCAR25.851中明確規(guī)定民用飛機(jī)載人艙內(nèi)必須至少有滿足數(shù)量、均勻分布、可方便取用的手提式滅火器，并且安裝的滅火器中必須至少有一個(gè)是內(nèi)裝Halon 1211滅火劑（溴基氯二氟（代）甲烷CBrC1F2）或等效物的）。

哈龍1211滅火劑是一種因其具有滅火效率高，釋放后無(wú)殘留，毒性低，成本低，無(wú)腐蝕，不導(dǎo)電，化學(xué)惰性強(qiáng)，儲(chǔ)存穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于民用飛機(jī)滅火系統(tǒng)手提式滅火器中的一種傳統(tǒng)滅火劑。但同時(shí)由于其具有較高的ODP（臭氧破壞潛能值）和GWP（溫室效應(yīng)潛能值），因此在1994年簽署的蒙特利爾協(xié)議中，已全面禁止了哈龍型滅火劑的生產(chǎn)，并對(duì)哈龍型滅火劑的使用、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等都進(jìn)行了嚴(yán)格的限制。

目前眾多國(guó)際組織正積極致力于哈龍?zhí)娲鷾缁饎┑难邪l(fā)和相關(guān)規(guī)范的制定，應(yīng)用于航空領(lǐng)域的哈龍型滅火劑被替換也逐步提上了日程。但由于民用航空器的特殊性和現(xiàn)有環(huán)保替代滅火劑的一些缺點(diǎn)，國(guó)際民航組織（ ICAO）、各適航當(dāng)局以及航空工業(yè)界目前仍未形成詳細(xì)的替換方案和計(jì)劃。

美國(guó)UL已將填充Halon 1211滅火劑的手提式滅火瓶授權(quán)時(shí)間截止到2025年1月1日，EASA也提出，2018年12月31日后申請(qǐng)TC或單擊適航證的飛機(jī)不得填充Halon 1211滅火劑的手提式滅火瓶，國(guó)際民航組織（ICAO）提出，2016年12月31日后不得在所有飛機(jī)上使用哈龍型手提式滅火瓶，歐盟委員會(huì)提出，2014年12月31日后申請(qǐng)TC的飛機(jī)不得使用哈龍滅火劑的手提式滅火瓶，所有現(xiàn)有哈龍型手提式滅火瓶必須在2025年12月31日前退役。

隨著各國(guó)對(duì)民用飛機(jī)環(huán)保性能要求的提高以及各民航組織對(duì)民用飛機(jī)載人艙哈龍型手提式滅火瓶使用的一系列限制條件，應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙手提式滅火瓶的哈龍?zhí)娲鷾缁饎┭芯考夹g(shù)已經(jīng)成為目前民機(jī)領(lǐng)域的研究前沿之一，也是民用航空在環(huán)保方面面臨的迫切任務(wù)之一。本文將對(duì)應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙手提式滅火瓶的哈龍?zhí)娲鷾缁饎┑难芯楷F(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了研究，并進(jìn)行一定的梳理和總結(jié)。

1 民用飛機(jī)載人艙哈龍?zhí)娲鷾缁饎┑难芯楷F(xiàn)狀及對(duì)比分析

目前，F(xiàn)AA已評(píng)估了7種潛在的應(yīng)用于手提式滅火瓶的哈龍?zhí)娲鷾缁饎?，其?種已完成MPS試驗(yàn)并獲得了UL批準(zhǔn)，包含Halotron I（HCFC Blend B），F(xiàn)E-36（HFC-236fa）和FM-200（HFC-227ea）。波音公司和其合作伙伴正發(fā)起2-溴-3，3，3-三氟丙烯（以下簡(jiǎn)稱BTP）滅火劑的研發(fā)。

HCFC Blend B 是HCFC- 123、氬氣和四氟甲烷的混合物。其主要成分HCFC- 123 的分子式為CF3CCl2H。HCFC Blend B 的沸點(diǎn)為27℃。

HFC- 236fa，中文名為六氟丙烷，分子式CF3CH2CF3 （C3H2F6），商品名為FE-36。常溫常壓下是一種無(wú)色、微味，不導(dǎo)電的氣體，沸點(diǎn)為-1.4℃，20℃時(shí)的臨界壓力為3.2MPa。在溫度高于750℃時(shí)開始分解。

HFC- 227ea，中文名為七氟丙烷，分子式CF3CHFCF3（C3HF7），商品名為FM-200。常溫常壓下是一種無(wú)色、微味、不導(dǎo)電的氣體，沸點(diǎn)為-16.4℃，20℃時(shí)的臨界壓力為2.912MPa。HFC- 227ea 具有良好材料相容性和熱穩(wěn)定性，在高于700℃時(shí)開始分解生成氫氟酸。

BTP，中文名2-溴-3，3，3-三氟丙烯，分子式CF3CBr=CH2。是一種新型環(huán)保滅火劑，它滅火效率高，環(huán)保性好，其沸點(diǎn)為34℃。

上述4種替代滅火劑與Halon 1211滅火劑性能對(duì)比見表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，在毒性方面，這4種替代滅火劑和Halon 1211滅火劑LOAEL和NOAEL值接近，在設(shè)計(jì)濃度下均能安全使用。

環(huán)保性方面，這4種哈龍?zhí)娲a(chǎn)品其大氣臭氧層耗減潛能值（ODP 值）均接近于0，對(duì)臭氧層沒有明顯的破壞作用，這也是哈龍?zhí)娲鷾缁饎┑谋匾?。但滅火劑的溫室效?yīng)潛能值（GWP 值）相差較大。HFC- 236fa和HFC- 227ea兩種滅火劑的GWP 值較高，是二氧化碳的3000倍以上（二氧化碳GWP 值為1），HCFC Blend B滅火劑GWP值較小，BTP滅火劑的GWP值最小，接近于0。大氣中存留時(shí)間（ALT）最短的也是BTP滅火劑，HCFC Blend B滅火劑存留時(shí)間將有1年之久，而HFC- 227ea滅火劑一旦釋放，將會(huì)在大氣中存留數(shù)十年，HFC- 236fa 更是達(dá)到了242 年。由此可見，從環(huán)保性方面來(lái)看，BTP滅火劑是十分理想的替代滅火劑，而HCFC Blend B、HFC- 236fa和HFC- 227ea由于較高的GWP 值和ALT 時(shí)間，在將來(lái)也很可能被禁止，只能作為一種過(guò)渡產(chǎn)品進(jìn)行使用。

表2給出了填充哈龍?zhí)娲鷾缁饎┡c填充Halon 1211滅火劑手提式滅火瓶在尺寸、重量方面的對(duì)比數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中可以看出，填充HCFC Blend B、HFC- 236fa和HFC- 227ea三種替代滅火劑的手提式滅火瓶是目前使用的UL5B：C類Halon 1211手提式滅火瓶大小的1.5倍，重量是2倍以上，填充BTP滅火劑的手提式滅火瓶在滅火瓶尺寸、重量方面均和Halon 1211手提式滅火瓶相近，如圖1所示。

基于上述分析，BTP滅火劑相比HCFC Blend B、HFC- 236fa和HFC- 227ea三種替代滅火劑無(wú)論在環(huán)保還是滅火瓶尺寸，重量方面均有顯著的優(yōu)勢(shì)，是一種可應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙替代Halon 1211滅火劑的理想替代滅火劑。

2 BTP滅火劑的研究進(jìn)展

波音公司和其合作伙伴正在進(jìn)行BTP滅火劑的研發(fā)和試驗(yàn)。當(dāng)前，BTP已經(jīng)完成了毒性、飛機(jī)材料兼容性、環(huán)境影響、物化性質(zhì)和滅火性能等一系列測(cè)試和試驗(yàn)，通過(guò)了MPS（最小性能標(biāo)準(zhǔn)）測(cè)試，并于2013年向美國(guó)環(huán)保署SNAP（重要新替代品政策）和TSCA（有毒物質(zhì)控制法）提交了申請(qǐng)，預(yù)計(jì)2015年可獲得批準(zhǔn)。這將成為BTP滅火劑走向商業(yè)應(yīng)用的重要一步。

波音公司與其合作公司合作于2009年完成了BTP環(huán)保滅火劑手提式滅火瓶的原型機(jī)并完成多項(xiàng)性能和環(huán)境試驗(yàn)，預(yù)計(jì)將于2016年通過(guò)UL 5B：C類滅火瓶驗(yàn)證試驗(yàn)并取得UL標(biāo)簽。

3 結(jié)論

本文對(duì)目前可應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙的4種哈龍?zhí)娲鷾缁饎┬阅苓M(jìn)行了分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)BTP滅火劑是目前可應(yīng)用于民用飛機(jī)載人艙滅火的最理想替代滅火劑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]CCAR25 運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]FAA. AC20- 42D， Hand Held Fire Extinguishers for use in Aircraft. 2011[S].

[3]UL2129 Halocarbon Clean Agent Fire Extinguishers[S].

[4]UL711 Rating and Fire Testing of Fire Extinguishers[S].

[責(zé)任編輯：湯靜]