S76C++直升機行李艙火警探測系統

張海明

摘要：火警是飛機安全飛行過程中重要的監控對象。早期探測到火警對于及時采取措施，降低安全風險具有重要意義。本文簡要分析S76C++型直升機行李艙的煙霧探測系統工作原理。并分析該型探測器的缺點以及S76C++型直升機采用此類型探測器的原因。

關鍵詞：火警;煙霧探測器

火警是飛機安全飛行過程中重要的監控對象。早期探測到火警對于及時采取措施，降低安全風險具有重要意義。飛機的貨艙（行李艙）是火警易發區域，根據美國聯邦航空管理局（FAA）的條例規定，貨艙的火警必須在火災發生的60秒內向機組發出警告。為了滿足條例所要求的及時報警，現代飛機需要在貨艙安裝火警探測設備。S76C++型直升機是雙發多用途直升機，最大起飛重量為5.3噸，載客12人。該飛機的行李艙火警探測系統采用的是光電式煙霧探測技術，主要由三部分組成：火警探測器，火警邏輯電路和火警警告系統?；鹁綔y系統用于探測可能存在的火警信號，S76C++采用煙霧探測的形式探測發生在行李艙內的火警，通過邏輯電路的工作，在飛行員的顯示系統中給出目視告警，提醒飛行員采取措施。

一、火警探測器原理

目前飛機上采用的火警探測器主要有溫度探測，遠紅外光探測以及煙霧探測等形式。絕大多數行李艙內發生的火警最初都會出現煙霧的形式，因此很多飛機采用煙霧式火警探測器進行行李艙的火警探測。煙霧式火警探測有兩種方法，一是光電感應，另一種是離子感應。S76C++型直升機行李艙火警探測器采用的就是光電式煙霧探測器。

光電式煙霧探測器安裝在行李艙內，行李艙內的空氣通過氣孔自由進入到煙霧室，煙霧室內有測試燈，信號燈，光電管等元件。光電管利用光電效應進行光—電轉換，當沒有光照射到光電管時，輸出電流為0，當有一定數量的光線照射光電管時，其產生與光照相對應的電流輸出，此電流經放大處理后觸發告警系統，在駕駛艙儀表上顯示告警信息，通知飛行員采取相應的措施。在煙霧室內信號燈光束與光電管安裝成90度，且有側隔板相隔，而煙霧室是一個不透光且內部不能反光的組件，因此當行李艙沒有發生火災，空氣中不含有煙霧小顆粒，信號燈的光線不能被折射照到光電管上，光電管產生電流為0，不能觸發告警電路。當行李艙產生煙霧時，由于煙霧中含有小顆粒，在煙霧室內對光線進行折射，光電管受到照射，產生電流輸出，電流隨煙霧量的增加而成比例的增加，經放大電路放大后，觸發告警電路，產生警告。

1.火警邏輯電路和火警警告系統

28V直流電源通過飛機上NO.2 DC ESS BUS經過跳開關供給行李艙煙霧探測器B點（如圖），正常情況下，由于光電組件沒有接收到光源，不產生電流，因此此時沒有信號輸出。當煙霧探測器由于空氣中的煙霧顆粒發生光源折射，光電組件產生信號后，經過內部放大電路，導通B點和A點接地，產生輸出電壓由D點輸出。通過VMM控制盒分成兩路后傳到兩個VMM監控組件上，分

2.光電式煙霧探測電路測試

光電式煙霧探測器測試方法是使用在光電組件前方安裝的測試光源。當測試光源通電后，可直接照射到光電敏感組件。在S76C++直升機上，當飛行員按壓火警測試面板上的行李艙火警測試按鈕，來自于NO.2 DC ESS BUS的電流點亮測試光源，光電組件接收光源照射，產生電流，經放大電路后輸出警告電壓至飛行員顯示器上顯示行李艙煙霧警告。

二、光電式火警探測器缺點分析

由光電式火警探測器的原理可以看出，煙霧探測器是通過進入煙霧室內的粒子折射光源的積累到門檻值而使光電元件觸發，任何粒子濃度達到一定數值都會使得光電組件觸發。因此，光電組件不僅僅是火警時產生的煙霧敏感，任何能夠對光線產生反射和折射的進入煙霧室的小粒子都會輸出火警信號。對于直升機來講，經常作業在野外或是條件比較簡單的著陸場，在直升機旋翼氣流的作用下，空氣中的浮塵顆粒增加，同時，直升機的行李艙又是非密閉增壓艙，行李艙與外界通風較多，因此空氣中的浮塵顆粒，發動機燃燒不充分的尾氣等等經常容易觸發煙霧探測器的告警，產生假火警信號。統計表明，1995年—1999年，在美國運行的飛機中平均每200次貨艙火警中只有1次是真實火警。目前很多飛機上已經使用更為可靠的貨艙火警探測設備。

三、S76C++型直升機使用光電式火警探測器原因分析

在S76C++直升機上，由于S76直升機的流線設計，飛行員可以輕易通過駕駛艙后視鏡觀察行李艙門是否有煙霧出現來輔助判斷行李艙火警警告真實情況。同時，由于直升機的飛行特點，行李艙火警級別較低，在行李艙火警出現警報后，飛行員也可以正常操作飛機盡快落地，落地后采取人工形式滅火。因此，S76C++直升機行李艙火警探測系統設計簡單，采用的形式也比較單一，在電路中并沒有引用其他溫度等信號進行火警真實情況的比較，而是繼續采用光電式煙霧探測器對行李艙內進行火警監控。

參考文獻：

[1] Federal Regulations CFR14，25：858.

[2]西科斯基公司.S76C++維護手冊.

[3]西科斯基公司.S76C++培訓手冊.

[4]民航總局安全辦公室.2002年飛行事故征候和航空地面事故統計.

[5]張德銀，閆群.機載火警探測系統的改進研究.飛機設計，2011，1.

[6]向淑蘭，付堯明.現代飛機貨艙火警探測系統研究.中國測試技術，2013，5.