大飞机消防之复合材料

提出问题

2007年， 美国空军提出一项更新军机降噪室灭火系统的计划。为防止泄密，也是为了防止噪音扰民，美国的军用飞机都是在降噪室进行测试的。降噪室（简称为Hushhouse）的尺寸有很多，最大的有20X25.6X7.2 （=3.2+4穹顶）米。美国以前大规模使用哈龙1301灭火剂保护降噪室，现在哈龙产品停止生产（没有新货源），少量现货被集中到特殊的场合（如军机保护）中。在储备库消耗完以前，美国空军开始调研使用其他保护手段的可能性。

这一次提出的保护要求中特别提到了现代军机的复合材料问题。虽然复合材料的安全性没有燃料（油类）重要，但特殊问题出现了，就需要调研。

问题实质

和常规铝合金材料相比，飞机机舱和结构使用的现代有机复合材料的最大问题是其可燃性。当复合材料遇到高温（300-400C以上），有机结构开始分解并产生热量、烟气、烟黑和有毒的挥发份。加增复合材料强度的有机纤维也会分解产生热量、烟气和毒气。在中等温度下（>100～200C），复合材料也软化、蠕动和变形。热量和火焰会造成负荷装置的变形、扭曲和失效。燃烧产生的热量烟气和气体以及结构完整性的破坏会影响飞机的安全性。

可能后果

飞机的内部火灾非常严重，因为在飞机乘员和旅客感到危险之前灭火的时间非常短暂。如果没有使用合适的阻燃材料，飞机很快在几分钟内达到轰燃状态。一个粗略的估计是，如果火灾发生于货物舱，机长有两分钟时间来灭火，如果时间超过了，火灾的发展就可能超越机上的灭火能力。如果机上发生火灾，机长有大约14分钟来迫降和逃生，否则就是被火灾吞没了，如瑞士航空SWR111事故。

解决问题

复合材料有很多种，两种最常见的是：玻璃加强的酚类复合材料和碳加强的酯类复合材料。 主要通过研究某些参数来区别其可燃性：点火时间、临界氧气指数、峰值热释率、平均热释率、火焰蔓延速度、烟气产生率等参数。没有最好，只有比较好。通过不同参数的比较组合，达到最小火灾风险的目的。对此美国七十年代提出了不少材料测试手段，这一方面的测量工作主要是化学工程师进行的，消防工程师的主要工作是评估结果，综合整体表现，提出灭火保护方案，达到整体安全水平要求。

从消防工程师的观点来看，降噪室的复合材料着火问题的可能性不大，燃油泄漏造成油类火灾更容易发生，因为油类着火温度低，蔓延快。而且油类着火，会保护油面以下的温度（因为油类燃烧的沸腾区几乎是绝热的，沸腾区以下温度不受影响）。油类火灾的灭火一定要尽快进行，一旦火灾超过了灭火能力，达到轰燃状态，任何灭火方案都是无能为力的。

潜在影响

美国空军的降噪室灭火系统的方案已经通过选型，最后，是Marioff的细水雾灭火系统胜出。美国在全球有50套Hushhouse，绝大部分在美国，个别在韩国和德国。

有道是，复合材料新问题，燃烧评估旧理论；气体灭火靠速净，水雾中选为环保。