航天器內(nèi)火災(zāi)安全初步研究.pdf

1、自我國(guó)實(shí)施載人航天工程以來(lái)，載人航天事業(yè)成為我國(guó)的一項(xiàng)重要工程并取了得了巨大的成就。而神舟九號(hào)于2012年通過(guò)長(zhǎng)征二F“遙九”火箭發(fā)射升空，與我國(guó)在軌運(yùn)行的天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器進(jìn)行了載人交會(huì)對(duì)接，為我國(guó)載人航空發(fā)展邁出的堅(jiān)實(shí)的一步。但與此同時(shí)，我們也應(yīng)該看到，太空中的微重力環(huán)境不同于地面的環(huán)境，它包含了很多新的現(xiàn)象。而航天員進(jìn)入太空就使得載人航天器的問(wèn)題格外突出，這并不是杞人憂天，在我國(guó)飛船發(fā)射過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，因此很有必要對(duì)航

2、天工程中的火災(zāi)安全問(wèn)題進(jìn)行研究。本文對(duì)載人航天器的火災(zāi)安全問(wèn)題從三個(gè)角度進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 首先，本文先對(duì)可燃物進(jìn)行研究，針對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)燃現(xiàn)象進(jìn)行了研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法系統(tǒng)地研究了短期過(guò)載引燃導(dǎo)線的問(wèn)題。采用鎳鉻合金為導(dǎo)體，PVC為絕緣材料的的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線模擬短期短線過(guò)載情況，研究不同電流大小、風(fēng)速、溫度等參數(shù)對(duì)導(dǎo)線的點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)風(fēng)可以延長(zhǎng)點(diǎn)火延遲時(shí)間并提高點(diǎn)燃極限，而環(huán)境溫度對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間也有明顯影

3、響。溫度較高時(shí)，點(diǎn)火延遲時(shí)間較小。點(diǎn)燃所需要的能量與電流大小呈線性關(guān)系。結(jié)合導(dǎo)線引燃的現(xiàn)象，構(gòu)建了導(dǎo)線引燃的模型，得出點(diǎn)火延遲時(shí)間td=max(tT，tp)的結(jié)論，溫度上升時(shí)間tT=A/(I)2R+K。
　　 其次，研究了低重力條件下細(xì)水霧霧場(chǎng)特性情況。為了開(kāi)展微重力環(huán)境中火災(zāi)安全相關(guān)的研究工作，搭建了低重力時(shí)間為2.2s，失重水平為10-2g的簡(jiǎn)易落體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在落艙中搭建了細(xì)水霧系統(tǒng)及其測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)而進(jìn)行了低重力細(xì)水霧特性參

4、數(shù)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究。利用DPIV測(cè)量技術(shù)測(cè)量了細(xì)水霧霧場(chǎng)特性，對(duì)比研究了低重力與常重力下的細(xì)水霧霧特性變化，通過(guò)分析，得出重力對(duì)細(xì)水霧的粒子速度和形狀的影響。發(fā)現(xiàn)在低重力條件下，由于重力水平的降低，細(xì)水霧霧場(chǎng)覆蓋面積更大，而豎直方向速度的減小導(dǎo)線細(xì)水霧顆粒的速度減小。在低重力條件下，細(xì)水霧顆粒更加趨近于球形。
　　 再次，研制了可適用于微重力條件下的氣囊式細(xì)水霧滅火器，并對(duì)其在常重力情況下的滅火效果進(jìn)行了驗(yàn)證。測(cè)試時(shí)采用正庚烷油池