[发明专利]飞机上的不可燃气体分配方法和系统

说明书

不可燃气体分配方法和系统，该不可燃气体分配方法包括在整个连续的第一飞行期内将不可燃气体分配到中央翼箱，并且因此在第一飞行期期间或在随后的飞行期期间减少易燃性暴露时间。该方法包括当在第一飞行期内将不可燃气体分配到中央翼箱时并当左主翼箱和右主翼箱不易燃时，不将不可燃气体分配到左主翼箱和右主翼箱。不可燃气体分配系统包括不可燃气体源以及从气体源到左主翼箱和右主翼箱和中央翼箱的分配管道。在飞机飞行的爬升阶段期间，相比于内侧区段，分配机构产生分配到左主翼箱和右主翼箱的外侧区段的每个箱单位体积的更大比例的气体流。

技术领域

本申请涉及一种飞机上的不可燃气体分配方法和系统。

背景技术

联邦航空局(FAA)在1990年至2001年的一系列燃料箱爆炸后重新考虑了飞机燃料箱安全性。国家运输安全委员会(NTSB)在其1997年的“头号”运输安全清单中增加了“运输类飞机中的燃料箱中的爆炸混合物”作为第一项。一些已知的燃料箱具有含有液体燃料的区域和通常含有蒸发燃料(即，燃料蒸汽)的气隙区域(ullage region)。在存在空气的情况下，混合物可呈现气隙内的燃料-空气比，并且当气隙中的燃料-空气比在一定范围内时可发生点火。下易燃性极限(LFL)被定义为在其之下燃料-空气比太低而不能点火的燃料温度。类似地，上易燃性极限(UFL)被定义为其之上燃料-空气比太高而不能点火的燃料温度。下易燃性极限和上易燃性极限之间的燃料-空气比是易燃的。

在本文件的上下文中，当燃料温度在下易燃性极限(LFL)和上易燃性极限(UFL)之间时，燃料箱是易燃的，并且当箱氧气低于惰性极限时，燃料箱是惰性的，如由14号联邦法规§25.981(b)，附录N所规定的。LFL和UFL是燃料闪点和高度的函数，而惰性极限是高度的函数。易燃性暴露被定义为其间箱易燃的长度时间或评估时间的百分比。当燃料温度在LFL和UFL之间的范围之外或箱氧气低于惰性极限时，存在不易燃气隙。“惰化”是指通过将不可燃气体引入燃料箱的气隙中使得气隙变得不易燃来减少易燃性暴露的过程。“不可燃气体”包括缺氧空气(通常称为富氮空气(NEA))、氮气或其它惰性气体。氮气可从飞机上的低温储存瓶获得或空气中的氮气产生。

用于航空燃油(Jet A)燃料的气隙燃料-空气比通常在易燃区域之外。然而，存在可导致燃料箱中的航空燃油易燃的已知条件。一个实例包括在起飞之后，诸如当飞机爬升时，在燃料箱温度在巡航期间充分降低之前的时间期间，箱气隙压力的快速降低。

联邦航空局规定要求新的和服务中的运输飞机包括用于提高飞机燃料箱的安全性的系统。为了防止燃料箱气隙中的火灾/爆炸，已经使用了几个以前的系统。此类系统可通过多种名称已知，包括但不限于，机载惰性气体发生系统(OBIGGS)、易燃性降低系统(FRS)、燃料箱惰化系统(FTIS)等。OBIGGS最常应用到需要严格得多的惰化要求的军用飞机。FRS和FTIS最常用于对易燃性降低使用不太严格要求的商用飞机。OBIGGS在许多商用和货运飞机和军用飞机中使用。各系统之间的共同点包括通过将不可燃气体供给到燃料箱中来降低燃料箱气隙的氧含量。通常，该系统对于不可燃气体产生富氮空气(NEA)，诸如利用氮气发生系统(NGS)。

用于生产不可燃气体的惰化系统可依赖于来自作为分离机构的介质的变压吸收和解吸，或者通过作为另一个分离机构的膜的扩散，以去除氧气。在具有中空纤维膜的已知惰化系统中，压缩空气进入中空纤维的孔，并且氧气透过中空纤维壁，在此氧气比氮气更容易渗透。氧气渗透被收集并排出机外。剩下的富氮滞留物流过孔并在空气分离模块产品气体出口处被收集，以分配到飞机燃料箱。遗憾的是，空气分离模块的使用寿命可受到在模块的构造中使用的材料限制。

因此，已知的气隙惰化系统可以是昂贵的、复杂的，并且增加了飞机的重量。应当理解，降低系统成本、简化已知的系统或减轻飞机的重量的气隙惰化系统将是有益的。

发明内容