[发明专利]一种模拟甲板上飞机废墟堆火灾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟甲板上飞机废墟堆火灾的模型。

背景技术

航母火灾中，飞行甲板是火灾事故发生最多的场所，飞行甲板发生的火灾占总统计数的45.71％。在舰载机着舰过程中，由于飞行员操作不当、着舰指挥员判断失误或者恶劣的海上气象条件等种种原因，舰载机可能会坠毁于飞行甲板上，形成飞机失事残骸的废墟堆。在这类坠机事故中，往往出现燃油从破裂的油箱中泄漏到甲板面，使得舰载机废墟堆中存在大量的燃油等可燃物质，一旦遇到舰载机与甲板撞击产生的火花或者明火等作用，会导致火灾事故的发生，形成飞机废墟堆火灾。

目前我国针对飞机废墟堆火灾场景中的火源设计研究尚处在起步阶段，建立一种可模拟飞机废墟堆火灾的方法，为后续的针对飞机废墟堆火源的消防设施和消防手段提供有效的火源输入，成为一个技术问题。

发明内容

本发明目的在于建立一种模拟甲板上飞机废墟堆火灾的模型。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种模拟甲板上飞机废墟堆火灾的方法，包括以下步骤：

1)确定模型装置；

将尺寸为0.35m×0.35m×0.35m的混凝土块以0.07m间距排列摆放在钢架上构成长宽高3.7m×2.7m×1.5m外墙；一块3.6m×4.6m的钢板斜支在外墙上，模仿飞机机翼；

外墙中间设置有一个飞机油箱破裂模拟装置，包括一根直径为0.07m的钢管架设在1.8m的高度上；钢管上设置有长宽为0.6m×0.006m的裂缝；

钢管下方由长宽为0.9m×0.6m的板材装配成总高为1.5m的多阶台阶，地板上随机分布着0.6m高的块状混凝土；

2)模拟火灾场景；

将RP-5燃油由软管以190L/min的流量注入钢管中，引燃从多阶台阶流淌到地板上的RP-5燃油。

按上述方案，采用汽油引燃RP-5燃油。

本发明的有益效果：

本发明通过建立合理科学的甲板火灾飞机废墟堆火灾模型，以此为基础进行计合理的火灾场景设计，从而结合甲板上的诸多消防设施，如甲板泡沫/水喷洒系统、消防枪、消防炮、消防车泡沫灭火设施和干粉灭火设施等灭火设施，进行制定合理的单独或联合用于飞行甲板废墟火的扑救方法。

附图说明

附图1：飞机废墟堆火灾外部模型示意图；

附图2：飞机废墟堆火灾内部模型示意图；

1-外墙；2-混凝土块；3-钢板；4-钢管；5-裂缝；6-多阶台阶。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

本发明模拟甲板上飞机废墟堆的火灾模型，参照附图1和2所示：

1)确定模型装置；

将尺寸为0.35m×0.35m×0.35m的混凝土块2以0.07m间距排列摆放在钢架上构成长宽高3.7m×2.7m×1.5m外墙1；一块3.6m×4.6m的钢板3斜支在外墙1上，模仿飞机机翼；

外墙1中间设置有一个飞机油箱破裂模拟装置，包括一根直径为0.07m的钢管4架设在1.8m的高度上；钢管4上设置有长宽为0.6m×0.006m的裂缝5；

钢管4下方由长宽为0.9m×0.6m的板材装配成总高为1.5m的多阶台阶6，地板上随机分布着0.6m高的块状混凝土；

2)模拟火灾场景：将RP-5燃油由软管以190L/min的流量注入钢管中，引燃从多阶台阶流淌到地板上的RP-5燃油。

3)确定火灾热释放速率

热释放速率采用以下公式进行计算：

其中，RP-5燃油渐近质量损失速率m″_∞为0.054kg/m².s，燃烧热Δh＝43MJ/kg，燃烧效率取χ＝0.7，kβ＝1.6，S为过火面积；通过计算火灾最大热释放速率约为66MW。

4)确定火灾持续时间

通过观测，燃烧4min后火灾热释放速率达到最大。

在废墟堆火试验中，为保证试验的延续性，大量燃油通过储油罐的输油管注入废墟堆火试验装置。当灭火试验完成之后，大量流淌的燃油仍有可能被重新引燃，因此试验完成之后需对未燃油料进行彻底冲洗，并将废液进行收集，通过油水分离器进行处理。