Da Feuer eine der gefährlichsten Bedrohungen für ein Flugzeug ist, werden die potenziellen Brandzonen moderner mehrmotoriger Flugzeuge durch ein fest installiertes Brandschutzsystem geschützt. Eine Brandzone ist ein Bereich oder Bereich eines Luftfahrzeugs, der vom Hersteller so konzipiert ist, dass Brandmelde- und/oder Feuerlöscheinrichtungen und ein hohes Maß an inhärenter Feuerbeständigkeit erforderlich sind. Der Begriff „ortsfest“ beschreibt ein fest installiertes System im Gegensatz zu jeder Art von tragbarer Feuerlöschausrüstung, wie z. B. einem tragbaren Halon- oder Wasserfeuerlöscher. Ein vollständiges Brandschutzsystem in modernen Flugzeugen und in vielen älteren Flugzeugen umfasst ein Brandmeldesystem und ein Feuerlöschsystem. Typische Bereiche in Luftfahrzeugen mit fest installiertem Brandmelde- und/oder Feuerlöschsystem sind: 1. Triebwerke und Hilfsaggregate (APU) 2. Fracht- und Gepäckräume 3.
Um Brände oder Überhitzungszustände zu erkennen, werden Detektoren in den verschiedenen zu überwachenden Zonen platziert. Brände werden in Kolbentriebwerken und kleinen Turboprop-Flugzeugen mit einem oder mehreren der folgenden Mittel erkannt: 1. Überhitzungsdetektoren 2. Temperaturanstiegsdetektoren 3. Flammendetektoren 4. Beobachtung durch Besatzungsmitglieder.
Zusätzlich zu diesen Verfahren werden andere Arten von Detektoren in Brandschutzsystemen von Flugzeugen verwendet, die jedoch selten zur Erkennung von Triebwerksbränden verwendet werden. Beispielsweise sind Rauchmelder besser geeignet, um Bereiche zu überwachen, in denen Materialien langsam brennen oder schwelen, wie Fracht- und Gepäckräume. Andere Arten von Detektoren in dieser Kategorie umfassen Kohlenmonoxiddetektoren und chemische Probenahmegeräte, die brennbare Mischungen erkennen können, die zu Ansammlungen explosiver Gase führen können.
Die kompletten Flugzeug-Brandschutzsysteme der meisten großen Flugzeuge mit Turbinentriebwerk beinhalten mehrere dieser unterschiedlichen Detektionsverfahren. 1. Temperaturanstiegsdetektoren 2. Strahlungserfassungsdetektoren 3. Rauchdetektoren 4. Überhitzungsdetektoren 5. Kohlenmonoxiddetektoren 6. Detektoren für brennbare Gemische 7. Optische Detektoren 8. Beobachtung durch Besatzung oder Passagiere.
Die am häufigsten verwendeten Arten von Detektoren zur schnellen Erkennung von Bränden sind Anstiegsgeschwindigkeits-, optische Sensor-, pneumatische Schleifen- und elektrische Widerstandssysteme.
Klassen von Bränden
Die folgenden Klassen von Bränden, die wahrscheinlich an Bord von Flugzeugen auftreten, laut Definition in Standard 10 der US National Fire Protection Association (NFPA), Standard for Portable Fire Extinguishers, Ausgabe 2007, sind:
1. Klasse A – Brände mit gewöhnlichen brennbaren Materialien wie Holz, Stoff, Papier, Gummi und Kunststoffen.
2. Klasse B – Brände mit brennbaren Flüssigkeiten, Mineralölen, Fetten, Teer, Farben auf Ölbasis, Lacken, Lösungsmitteln, Alkoholen und brennbaren Gasen.
3. Klasse C – Brände unter Spannung stehender elektrischer Geräte, bei denen die Verwendung eines elektrisch nicht leitenden Löschmittels wichtig ist.
4. Klasse D – Brände mit brennbaren Metallen wie Magnesium, Titan, Zirkonium, Natrium, Lithium und Kalium.
Anforderungen an Überhitzungs- und Brandschutzsysteme
Brandschutzsysteme in Flugzeugen der derzeitigen Produktion verlassen sich nicht auf die Beobachtung durch Besatzungsmitglieder als primäres Verfahren zur Branderkennung. Ein ideales Brandmeldesystem umfasst so viele der folgenden Merkmale wie möglich: 1. Keine falschen Warnungen unter allen Flug- oder Bodenbedingungen. 2. Schnelle Anzeige eines Feuers und genaue Ortung des Feuers. 3. Genaue Anzeige, dass ein Feuer aus ist. 4. Anzeige, dass sich ein Feuer wieder entzündet hat. 5. Kontinuierliche Anzeige der Branddauer. 6. Mittel zum elektrischen Testen des Detektorsystems vom Flugzeugcockpit aus. 7. Beständig gegen Schäden durch Einwirkung von Öl, Wasser, Vibrationen, extremen Temperaturen oder Handhabung. 8. Geringes Gewicht und einfache Anpassung an jede Einbaulage. 9. Schaltkreise, die ohne Wechselrichter direkt vom Stromversorgungssystem des Flugzeugs betrieben werden. 10. Mindestanforderungen an den elektrischen Strom, wenn kein Feuer angezeigt wird. 11. Cockpitlicht, das aufleuchtet und den Ort des Feuers anzeigt, und mit einem akustischen Alarmsystem. 12. Ein separates Detektorsystem für jeden Motor.
Brandmelde-/Überhitzungssysteme
Ein Brandmeldesystem soll das Vorhandensein eines Feuers signalisieren. Einheiten des Systems werden an Orten installiert, an denen eine größere Brandgefahr besteht. Drei gebräuchliche Detektorsystemtypen sind der Thermoschalter, das Thermoelement und die Endlosschleife.
Thermisches Schaltsystem
Eine Reihe von Detektoren oder Erfassungsvorrichtungen sind verfügbar. Viele ältere Flugzeugmodelle, die noch in Betrieb sind, haben eine Art Thermoschaltersystem oder Thermoelementsystem. Ein Thermoschaltersystem hat ein oder mehrere Lichter, die durch das Energiesystem des Flugzeugs mit Energie versorgt werden, und Thermoschalter, die den Betrieb des/der Lichts/Lichter steuern. Diese Thermoschalter sind wärmeempfindliche Einheiten, die elektrische Schaltkreise bei einer bestimmten Temperatur schließen. Sie sind parallel zueinander, aber in Reihe mit den Kontrollleuchten geschaltet. Wenn die Temperatur in einem beliebigen Abschnitt des Stromkreises über einen eingestellten Wert steigt, schließt der Thermoschalter und schließt den Lichtstromkreis, um einen Brand- oder Überhitzungszustand anzuzeigen. Es ist keine festgelegte Anzahl von Thermoschaltern erforderlich; die genaue Anzahl wird in der Regel vom Flugzeughersteller festgelegt. Bei manchen Installationen alle thermischen Detektoren sind an eine Leuchte angeschlossen; bei anderen kann es einen Thermoschalter für jede Kontrollleuchte geben.
Einige Warnleuchten sind Push-to-Test-Leuchten. Die Glühlampe wird getestet, indem sie hineingedrückt wird, um einen Hilfstestschaltkreis zu prüfen. Die in Abbildung gezeigte Schaltung enthält ein Testrelais. Mit dem Relaiskontakt in der gezeigten Position gibt es zwei mögliche Wege für den Stromfluss von den Schaltern zum Licht. Dies ist eine zusätzliche Sicherheitsfunktion. Das Einschalten des Testrelais schließt eine Reihenschaltung und prüft die gesamte Verkabelung und die Glühbirne. Ebenfalls in der in Abbildung gezeigten Schaltung enthalten ist ein Dimmrelais. Durch Erregen des Dimmrelais wird der Stromkreis so geändert, dass er einen Widerstand in Reihe mit dem Licht enthält. Bei manchen Installationen sind mehrere Stromkreise über das Dimmrelais verdrahtet, und alle Warnleuchten können gleichzeitig gedimmt werden.
Thermoelement-System
Das Thermoelement-Brandwarnsystem arbeitet nach einem völlig anderen Prinzip als das Thermoschaltersystem. Ein Thermoelement hängt von der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs ab und gibt keine Warnung, wenn ein Motor langsam überhitzt oder ein Kurzschluss entsteht. Das System besteht aus einer Relaisbox, Warnleuchten und Thermoelementen. Das Verdrahtungssystem dieser Einheiten kann in die folgenden Stromkreise unterteilt werden: 1. Detektorstromkreis 2. Alarmstromkreis 3. Teststromkreis.
Diese Schaltungen sind in Abbildung dargestellt. Die Relaisbox enthält zwei Relais, das sensitive Relais und das Slave-Relais, und die thermische Testeinheit. Eine solche Box kann je nach Anzahl der potenziellen Brandabschnitte einen bis acht identische Stromkreise enthalten. Die Relais steuern die Warnleuchten. Die Thermoelemente wiederum steuern den Betrieb der Relais. Die Schaltung besteht aus mehreren Thermoelementen, die untereinander und mit dem empfindlichen Relais in Reihe geschaltet sind.
Das Thermoelement besteht aus zwei unterschiedlichen Metallen, wie Chromel und Konstantan. Der Punkt, an dem diese Metalle verbunden und der Hitze eines Feuers ausgesetzt sind, wird als heiße Verbindungsstelle bezeichnet. Es gibt auch eine Vergleichsstelle, die in einem toten Luftraum zwischen zwei Isolierblöcken eingeschlossen ist. Ein Metallkäfig umgibt das Thermoelement, um mechanischen Schutz zu bieten, ohne die freie Luftbewegung zur heißen Verbindungsstelle zu behindern. Wenn die Temperatur schnell ansteigt, erzeugt das Thermoelement aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen der Vergleichsstelle und der heißen Verbindungsstelle eine Spannung. Wenn beide Verbindungsstellen gleich stark erhitzt werden, ergibt sich keine Spannung. Im Motorraum gibt es einen normalen, allmählichen Temperaturanstieg durch den Motorbetrieb; da es allmählich erfolgt, erwärmen sich beide Verbindungsstellen mit der gleichen Rate und es wird kein Warnsignal gegeben. Wenn es brennt, die heiße Verbindungsstelle erwärmt sich jedoch schneller als die Referenzverbindung. Die entstehende Spannung bewirkt, dass innerhalb der Detektorschaltung ein Strom fließt. Jedes Mal, wenn der Strom größer als 4 Milliampere (0,004 Ampere) ist, schließt das empfindliche Relais. Dadurch wird ein Stromkreis vom Bordnetz zur Spule des Slave-Relais geschlossen. Das Slave-Relais schließt dann und vervollständigt den Stromkreis zur Warnleuchte, um eine visuelle Feuerwarnung zu geben.
Die Gesamtzahl der in einzelnen Melderkreisen verwendeten Thermoelemente hängt von der Größe der Brandabschnitte und dem Gesamtkreiswiderstand ab, der normalerweise 5 Ohm nicht überschreitet. Wie in Abbildung gezeigt, hat die Schaltung zwei Widerstände. Der über die Klemmen des Slave-Relais angeschlossene Widerstand absorbiert die selbstinduzierte Spannung der Spule, um eine Lichtbogenbildung über die Punkte des empfindlichen Relais zu verhindern. Die Kontakte des empfindlichen Relais sind so zerbrechlich, dass sie brennen oder verschweißen, wenn eine Lichtbogenbildung zulässig ist.
Wenn das empfindliche Relais öffnet, wird der Stromkreis zum Slave-Relais unterbrochen und das Magnetfeld um seine Spule bricht zusammen. Die Spule erhält dann eine Spannung durch Selbstinduktion, aber mit dem Widerstand über den Spulenanschlüssen gibt es einen Weg für jeden Stromfluss als Ergebnis dieser Spannung, wodurch eine Lichtbogenbildung an den empfindlichen Relaiskontakten verhindert wird.
Continuous-Loop-Systeme
Verkehrsflugzeuge verwenden fast ausschließlich kontinuierliche thermische Sensorelemente für den Triebwerks- und Radkastenschutz. Diese Systeme bieten eine überlegene Erkennungsleistung und Abdeckung, und sie haben die bewährte Robustheit, um in der rauen Umgebung moderner Turbofan-Triebwerke zu bestehen.
Ein Detektor oder Erfassungssystem mit kontinuierlicher Schleife ermöglicht eine vollständigere Abdeckung eines feuergefährdeten Bereichs als irgendein Temperaturdetektor vom Punkttyp. Zwei weit verbreitete Arten von Systemen mit kontinuierlicher Schleife sind Detektoren vom Thermistortyp, wie z. B. das Kidde- und das Fenwal-System, und pneumatische Druckdetektoren, wie z. B. das Lingberg-System. (Das Lindberg-System ist auch als Systron-Donner und in jüngerer Zeit als Meggitt Safety Systems bekannt.)
Fenwal-System
Das Fenwal-System verwendet ein schlankes Inconel-Rohr, das mit thermisch empfindlichem eutektischem Salz und einem Mittelleiter aus Nickeldraht gefüllt ist. Längen dieser Sensorelemente sind in Reihe mit einer Steuereinheit verbunden. Die Elemente können von gleicher oder unterschiedlicher Länge und von gleicher oder unterschiedlicher Temperatureinstellung sein. Die Steuereinheit, die direkt von der Stromquelle betrieben wird, prägt eine kleine Spannung auf die Sensorelemente auf. Wenn an irgendeiner Stelle entlang der Elementlänge ein Überhitzungszustand auftritt, fällt der Widerstand des eutektischen Salzes innerhalb des Messelements stark ab, wodurch ein Stromfluss zwischen der Außenhülle und dem Mittelleiter verursacht wird. Dieser Stromfluss wird von der Steuereinheit erfasst, die ein Signal erzeugt, um das Ausgangsrelais zu betätigen und die Alarme zu aktivieren. Wenn das Feuer gelöscht oder die kritische Temperatur unter den Sollwert abgesunken ist, Das Fenwal-System kehrt automatisch in den Standby-Alarm zurück und ist bereit, jeden nachfolgenden Brand- oder Überhitzungszustand zu erkennen. Das Fenwal-System kann so verdrahtet werden, dass es eine Schleifenschaltung verwendet. Sollte in diesem Fall ein offener Stromkreis auftreten, signalisiert das System immer noch Feuer oder Überhitzung. Wenn mehrere Unterbrechungen auftreten, wird nur der Abschnitt zwischen den Unterbrechungen außer Betrieb gesetzt.
Sensor-Responder-Systeme vom Drucktyp
Einige kleinere Turboprop-Flugzeuge sind mit pneumatischen Einzelpunktdetektoren ausgestattet. Das Design dieser Detektoren basiert auf den Prinzipien der Gasgesetze. Das Sensorelement besteht aus einem geschlossenen, mit Helium gefüllten Rohr, das an einem Ende mit einer Responder-Baugruppe verbunden ist. Während das Element erhitzt wird, steigt der Gasdruck im Rohr, bis die Alarmschwelle erreicht ist. An diesem Punkt schließt ein interner Schalter und meldet einen Alarm an das Cockpit. Eine kontinuierliche Fehlerüberwachung ist enthalten. Dieser Sensortyp ist als Einzelsensor-Erkennungssystem konzipiert und benötigt kein Steuergerät.
Pneumatische Endlosschleifensysteme
Die pneumatischen Endlosschleifensysteme sind auch unter ihren Herstellernamen Lindberg, Systron-Donner und Meggitt Safety Systems bekannt. Diese Systeme werden zur Triebwerksbranderkennung von Transportflugzeugen verwendet und haben die gleiche Funktion wie das Kidde-System; sie arbeiten jedoch nach einem anderen Prinzip. Sie werden typischerweise in einem Dual-Loop-Design verwendet, um die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen.
Der pneumatische Detektor hat zwei Erfassungsfunktionen. Es reagiert auf eine allgemeine durchschnittliche Temperaturschwelle und auf einen lokalisierten diskreten Temperaturanstieg, der durch auftreffende Flammen oder heiße Gase verursacht wird. Sowohl die durchschnittliche als auch die diskrete Temperatur sind werkseitig eingestellt und können nicht vor Ort angepasst werden.
Brandzonen
Triebwerksräume werden basierend auf dem Luftstrom durch sie in Zonen eingeteilt.
1. Zone der Klasse A – Bereich mit starkem Luftstrom an regelmäßigen Anordnungen ähnlich geformter Hindernisse vorbei. Der Leistungsteil eines Hubkolbenmotors ist üblicherweise von diesem Typ.
2. Zone der Klasse B – Bereich mit starkem Luftstrom an aerodynamisch sauberen Hindernissen vorbei. Zu diesem Typ gehören Wärmetauscherkanäle, Auspuffkrümmerabdeckungen und Bereiche, in denen die Innenseite der umschließenden Verkleidung oder eines anderen Verschlusses glatt, frei von Taschen und ausreichend entwässert ist, damit austretende brennbare Stoffe keine Pfützen bilden können. Turbinentriebwerksräume können in dieser Klasse berücksichtigt werden, wenn die Triebwerksoberflächen aerodynamisch sauber sind und alle Strukturformer der Flugzeugzelle mit einer feuerfesten Auskleidung bedeckt sind, um eine aerodynamisch saubere Gehäuseoberfläche zu erzeugen.
3. Zone der Klasse C – Bereich mit relativ geringem Luftstrom. Ein Beispiel für eine solche Zone ist ein vom Leistungsteil getrennter Motorzubehörraum.
4. Zone der Klasse D – Bereich mit sehr geringem oder keinem Luftstrom. Dazu gehören Flügelabteile und Radkästen, in denen wenig Belüftung vorhanden ist.
5. Zone der Klasse X – Bereich mit starkem Luftstrom und ungewöhnlicher Konstruktion, was eine gleichmäßige Verteilung des Löschmittels sehr schwierig macht. Zu diesem Typ gehören Bereiche, die tief eingeschnittene Zwischenräume und Taschen zwischen großen Strukturformern enthalten. Tests zeigen, dass die Agentenanforderungen doppelt so hoch sind wie die für Zonen der Klasse A.
Rauchmelder
Ein Raucherkennungssystem überwacht die Toiletten und Frachtgepäckräume auf das Vorhandensein von Rauch, der auf einen Brandzustand hinweist. Rauchdetektionsinstrumente, die Luft zur Probenahme sammeln, sind an strategischen Stellen in den Abteilen montiert. Ein Rauchmeldesystem wird verwendet, wenn erwartet wird, dass die Art des zu erwartenden Feuers eine beträchtliche Menge Rauch erzeugt, bevor Temperaturänderungen ausreichen, um ein Wärmemeldesystem auszulösen. Zwei häufig verwendete Arten sind Lichtbrechung und Ionisation.
Art der Lichtbrechung
Der Rauchmelder vom Lichtbrechungstyp enthält eine photoelektrische Zelle, die Licht erkennt, das von Rauchpartikeln gebrochen wird. Rauchpartikel brechen das Licht zur Fotozelle und erzeugen, wenn sie eine ausreichende Änderung der Lichtmenge wahrnimmt, einen elektrischen Strom, der ein Warnlicht auslöst. Diese Art von Rauchmelder wird als photoelektrisches Gerät bezeichnet.
Ionisationstyp
Einige Flugzeuge verwenden einen Rauchmelder vom Ionisationstyp. Das System erzeugt ein Alarmsignal (sowohl Hupe als auch Anzeige), indem es eine Änderung der Ionendichte aufgrund von Rauch in der Kabine erkennt. Das System ist an die 28-Volt-Gleichstromversorgung des Flugzeugs angeschlossen. Alarmausgabe und Sensorempfindlichkeitsprüfungen werden einfach mit dem Testschalter auf dem Bedienfeld durchgeführt.
Flammendetektoren
Optische Sensoren, die oft als Flammendetektoren bezeichnet werden, sollen einen Alarm auslösen, wenn sie das Vorhandensein markanter, spezifischer Strahlungsemissionen von Kohlenwasserstoffflammen erkennen. Die zwei verfügbaren Arten von optischen Sensoren sind Infrarot (IR) und Ultraviolett (UV), basierend auf den spezifischen Emissionswellenlängen, die sie erfassen sollen. IR-basierte optische Flammendetektoren werden hauptsächlich bei leichten Turboprop-Flugzeugen und Hubschraubertriebwerken verwendet. Diese Sensoren haben sich für diese Anwendungen als sehr zuverlässig und wirtschaftlich erwiesen.
Wenn die vom Feuer emittierte Strahlung den Luftraum zwischen dem Feuer und dem Detektor durchquert, trifft sie auf die Vorderseite und das Fenster des Detektors. Das Fenster lässt ein breites Strahlungsspektrum in den Detektor passieren, wo es auf den Filter der Erfassungsvorrichtung trifft. Der Filter lässt nur Strahlung in einem engen Wellenband, das um 4,3 Mikrometer im IR-Band zentriert ist, auf die strahlungsempfindliche Oberfläche des Sensors durch. Die auf die Sensorvorrichtung auftreffende Strahlung erhöht geringfügig ihre Temperatur, wodurch kleine thermoelektrische Spannungen erzeugt werden. Diese Spannungen werden einem Verstärker zugeführt, dessen Ausgang mit verschiedenen analytischen elektronischen Verarbeitungsschaltungen verbunden ist. Die Verarbeitungselektronik ist exakt auf die Taktart aller bekannten Kohlenwasserstoff-Flammenquellen abgestimmt und ignoriert Fehlalarmquellen wie Glühlampen und Sonnenlicht.
Kohlenmonoxid-Detektoren
Kohlenmonoxid ist ein farbloses, geruchloses Gas, das ein Nebenprodukt unvollständiger Verbrennung ist. Sein Vorhandensein in der Atemluft von Menschen kann tödlich sein. Um die Sicherheit von Besatzung und Passagieren zu gewährleisten, werden Kohlenmonoxidmelder in Flugzeugkabinen und Cockpits eingesetzt. Sie werden am häufigsten in Flugzeugen mit Hubkolbenmotoren mit Abgasummantelungsheizungen und in Flugzeugen gefunden, die mit einer Verbrennungsheizung ausgestattet sind. Turbinenzapfluft wird, wenn sie zum Heizen der Kabine verwendet wird, stromaufwärts der Brennkammer vom Triebwerk abgezapft. Daher besteht keine Gefahr durch das Vorhandensein von Kohlenmonoxid.
Kohlenmonoxidgas findet sich in unterschiedlichem Ausmaß in allen Rauch- und Rauchgasen brennender kohlenstoffhaltiger Substanzen. Äußerst kleine Mengen des Gases sind gefährlich, wenn sie eingeatmet werden. Eine Konzentration von nur 2 Teilen von 10.000 kann innerhalb weniger Stunden zu Kopfschmerzen, geistiger Mattheit und körperlicher Lethargie führen. Längere Exposition oder höhere Konzentrationen können zum Tod führen.
Es gibt verschiedene Arten von Kohlenmonoxidmeldern. Elektronische Detektoren sind weit verbreitet. Einige sind plattenmontiert und andere tragbar. Auch chemische Farbumschlagtypen sind üblich. Diese sind meist tragbar. Einige sind einfache Knöpfe, Karten oder Abzeichen, auf deren Oberfläche eine Chemikalie aufgetragen wird. Normalerweise ist die Farbe der Chemikalie hellbraun. In Gegenwart von Kohlenmonoxid verdunkelt sich die Chemikalie grau oder sogar schwarz. Die zum Farbwechsel erforderliche Übergangszeit ist umgekehrt proportional zur vorhandenen CO-Konzentration. Bei 50 ppm ist die Anzeige innerhalb von 15 bis 30 Minuten sichtbar. Eine Konzentration von 100 Teilen pro Million ändert die Farbe der Chemikalie in nur 2–5 Minuten. Mit zunehmender Konzentration oder längerer Expositionsdauer verändert sich die Farbe von grau über dunkelgrau bis schwarz. Wenn kontaminiert,
Löschmittel und tragbare Feuerlöscher
Es muss mindestens ein handgehaltener, tragbarer Feuerlöscher zur Verwendung in der Pilotenkabine vorhanden sein, der für den sitzenden Piloten leicht zugänglich ist. Im Passagierraum jedes Flugzeugs mit mehr als 6 und weniger als 30 Passagieren muss sich mindestens ein Handfeuerlöscher befinden. Jeder Feuerlöscher zur Verwendung in einem Personenabteil muss so konstruiert sein, dass die Gefahr durch toxische Gaskonzentrationen minimiert wird. Die Anzahl der tragbaren Handfeuerlöscher für Transportflugzeuge ist in Abbildung dargestellt.
Halogenierte Kohlenwasserstoffe
Halogenierte Kohlenwasserstoffe (Halone) sind seit über 45 Jahren praktisch die einzigen Feuerlöschmittel, die in zivilen Transportflugzeugen verwendet werden. Halon ist jedoch eine ozonabbauende und globale Erwärmungschemikalie, und seine Produktion wurde durch ein internationales Abkommen verboten. Obwohl die Verwendung von Halon in einigen Teilen der Welt verboten wurde, wurde der Luftfahrt aufgrund ihrer einzigartigen Betriebs- und Brandschutzanforderungen eine Ausnahme gewährt. Halon ist das Feuerlöschmittel der Wahl in der Zivilluftfahrt, da es bezogen auf das Gewicht pro Gewichtseinheit über einen weiten Bereich von Luftfahrzeugumgebungsbedingungen hinweg äußerst wirksam ist. Es ist ein sauberes Mittel (keine Rückstände), elektrisch nicht leitend und hat eine relativ geringe Toxizität.
Inerte kalte Gase
Kohlendioxid (CO2) ist ein wirksames Löschmittel. Es wird am häufigsten in Feuerlöschern verwendet, die auf der Rampe zur Verfügung stehen, um Brände an der Außenseite des Flugzeugs zu bekämpfen, z. B. Triebwerks- oder APU-Brände. CO2 wird seit vielen Jahren zum Löschen von Bränden durch brennbare Flüssigkeiten und Brände elektrischer Geräte verwendet. Es ist nicht brennbar und reagiert nicht mit den meisten Substanzen. Es liefert seinen eigenen Druck zum Ablassen aus dem Speicherbehälter, außer in extrem kalten Klimazonen, wo eine Stickstoff-Boosterladung hinzugefügt werden kann, um das System winterfest zu machen. Normalerweise ist CO2 ein Gas, aber es lässt sich durch Kompression und Abkühlung leicht verflüssigen. Nach der Verflüssigung verbleibt CO2 sowohl flüssig als auch gasförmig in einem geschlossenen Behälter. Wenn CO2 dann in die Atmosphäre abgegeben wird, dehnt sich der größte Teil der Flüssigkeit zu Gas aus.
Kohlendioxid ist etwa 1,5-mal so schwer wie Luft, wodurch es die Luft über brennenden Oberflächen ersetzen und eine erstickende Atmosphäre aufrechterhalten kann. CO2 wirkt als Löschmittel vor allem deshalb, weil es die Luft verdünnt und den Sauerstoffgehalt reduziert, so dass die Verbrennung nicht mehr unterstützt wird. Unter bestimmten Bedingungen wird auch ein gewisser Kühleffekt realisiert. CO2 gilt nur als schwach giftig, kann aber zu Bewusstlosigkeit und Tod durch Ersticken führen, wenn das Opfer 20 bis 30 Minuten lang CO2 in feuerlöschenden Konzentrationen einatmet. CO2 ist als Löschmittel nicht wirksam bei Bränden mit Chemikalien, die eine eigene Sauerstoffzufuhr enthalten, wie z. B. Cellulosenitrat (in einigen Flugzeuglacken verwendet). Auch Brände mit Magnesium und Titan können nicht mit CO2 gelöscht werden.
Trockene Pulver
Brände der Klassen A, B oder C können mit trockenen chemischen Löschmitteln bekämpft werden. Die einzigen Allzweck-Pulverfeuerlöscher (Klasse A, B, C) enthalten Monoammoniumphosphat. Alle anderen Trockenchemikalien-Pulver haben nur eine Klasse B, C US – UL-Brandschutzklassifizierung. Chemische Trockenpulverfeuerlöscher bekämpfen Brände der Klassen A, B und C am besten, aber ihre Verwendung ist aufgrund von Restrückständen und der Reinigung nach dem Einsatz begrenzt.
Wasser
Brände der Klasse A werden am besten mit Wasser bekämpft, indem das Material unter seine Entzündungstemperatur gekühlt und das Material eingeweicht wird, um eine erneute Entzündung zu verhindern.
Cockpit- und Kabineninnenraum
Alle im Cockpit und in der Kabine verwendeten Materialien müssen strengen Brandschutznormen entsprechen. Im Brandfall stehen verschiedene Arten von tragbaren Feuerlöschern zur Verfügung, um das Feuer zu bekämpfen. Die häufigsten Typen sind Halon 1211 und Wasser.
Feuerlöscher-Typen
Tragbare Feuerlöscher werden verwendet, um Brände in der Kabine oder im Flugdeck zu löschen. Die Abbildung zeigt einen Halon-Feuerlöscher, der in einem Flugzeug der allgemeinen Luftfahrt verwendet wird. Die Halon-Feuerlöscher werden bei Bränden von elektrischen und brennbaren Flüssigkeiten eingesetzt. Einige Transportflugzeuge verwenden auch Wasserfeuerlöscher zur Verwendung bei nicht elektrischen Bränden.
Das Folgende ist eine Liste von Löschmitteln und der Art (Klasse) von Bränden, für die jedes geeignet ist.
1. Wasser – Klasse A. Wasser kühlt das Material unter seine Zündtemperatur und tränkt es, um eine erneute Entzündung zu verhindern.
2. Kohlendioxid – Klasse B oder C. CO2 wirkt als Überlagerungsmittel. HINWEIS: CO2 wird nicht für Handfeuerlöscher für den internen Flugzeuggebrauch empfohlen.
3. Trockenchemikalien – Klasse A, B oder C. Trockenchemikalien sind die besten Bekämpfungsmittel für diese Art von Bränden.
4. Halone – nur Klasse A, B oder C.
5. Halocarbon-Reiniger – nur Klasse A, B oder C.
6. Spezialisiertes Trockenpulver – Klasse D. (Folgen Sie den Empfehlungen des Herstellers des Feuerlöschers wegen der möglichen chemischen Reaktion zwischen dem brennenden Metall und dem Löschmittel.)
Die folgenden Handfeuerlöscher sind als Kabinen- oder Cockpitausrüstung ungeeignet.
• CO2
• Trockenchemikalien (aufgrund der Möglichkeit von Korrosionsschäden an elektronischen Geräten, der Möglichkeit der Sichtbehinderung, wenn das Mittel in den Flugdeckbereich abgegeben wird, und der Reinigungsprobleme bei ihrer Verwendung)
• Spezialisiertes Trockenpulver (es ist für den Einsatz im Bodenbetrieb geeignet)
CO2-Feuerlöschsysteme
Ältere Flugzeuge mit Hubkolbenmotoren verwendeten CO2 als Löschmittel, aber alle neueren Flugzeugkonstruktionen mit Turbinentriebwerken verwenden Halon oder ein gleichwertiges Löschmittel, wie z. B. Halogenkohlenstoff-Reiniger.
Feuerlöschsysteme für halogenierte Kohlenwasserstoffe
Die stationären Feuerlöschsysteme, die in den meisten Brandschutzsystemen für Triebwerke und Frachträume verwendet werden, sind so ausgelegt, dass sie die Atmosphäre mit einem inerten Mittel verdünnen, das die Verbrennung nicht unterstützt. Viele Systeme verwenden perforierte Schläuche oder Austrittsdüsen, um das Löschmittel zu verteilen. Systeme mit hoher Entladungsrate (HRD) verwenden Rohre mit offenem Ende, um eine Menge Löschmittel in 1 bis 2 Sekunden abzugeben. Das heute noch am häufigsten verwendete Löschmittel ist Halon 1301 wegen seiner effektiven Brandbekämpfungsfähigkeit und relativ geringen Toxizität (UL-Klassifikation Gruppe 6). Das nicht korrosive Halon 1301 beeinflusst das Material, mit dem es in Kontakt kommt, nicht und erfordert keine Reinigung, wenn es entladen wird. Halon 1301 ist das aktuelle Löschmittel für Verkehrsflugzeuge, aber ein Ersatz ist in der Entwicklung. Halon 1301 kann nicht mehr hergestellt werden, da es die Ozonschicht abbaut. Halon 1301 wird verwendet, bis ein geeigneter Ersatz entwickelt ist. Einige Militärflugzeuge verwenden HCL-125 und die Federal Aviation Administration (FAA) testet HCL-125 für den Einsatz in Verkehrsflugzeugen.
Behälter
Feuerlöschbehälter (HRD-Flaschen) enthalten ein flüssiges halogeniertes Löschmittel und Druckgas (normalerweise Stickstoff). Sie werden normalerweise aus Edelstahl hergestellt. Abhängig von Konstruktionsüberlegungen sind alternative Materialien verfügbar, einschließlich Titan. Container sind auch in einer Vielzahl von Kapazitäten erhältlich. Sie werden unter den Spezifikationen oder Ausnahmen des Department of Transportation (DOT) hergestellt. Die meisten Flugzeugcontainer haben ein kugelförmiges Design, was das geringstmögliche Gewicht bietet. Wo Platzbeschränkungen ein Faktor sind, sind jedoch zylindrische Formen verfügbar. Jeder Behälter ist mit einer temperatur-/druckempfindlichen Sicherheitsmembran ausgestattet, die verhindert, dass der Behälterdruck den Behältertestdruck übersteigt, wenn er übermäßigen Temperaturen ausgesetzt wird.
Auslassventile
An den Behältern sind Ablassventile installiert. Eine Patrone (Zünder) und ein zerbrechliches Scheibenventil sind im Auslass der Auslassventilanordnung installiert. Sonderbaugruppen mit magnetbetätigten oder handbetätigten Sitzventilen sind ebenfalls erhältlich. Es werden zwei Arten von Kassettenplatten-Freigabetechniken verwendet. Der Standardauslösetyp verwendet einen durch explosive Energie angetriebenen Bolzen, um eine segmentierte Verschlussscheibe zu zerbrechen. Für Hochtemperatur- oder hermetisch abgedichtete Einheiten wird eine Kartusche mit direkter Explosionswirkung verwendet, die einen Splitterschlag anwendet, um eine vorgespannte korrosionsbeständige Stahlmembran zu zerbrechen. Die meisten Behälter verwenden herkömmliche Metalldichtungen, die die Wiederaufbereitung nach der Entladung erleichtern.
Druckanzeige
Zur Überprüfung des Füllstands des Feuerlöschmittels wird ein breites Spektrum an Diagnoseverfahren eingesetzt. Es ist ein einfaches visuelles Anzeigeinstrument erhältlich, typischerweise ein spiralförmiger Bourdon-Indikator, der vibrationsfest ist. Ein kombinierter Manometerschalter zeigt visuell den tatsächlichen Behälterdruck an und liefert auch ein elektrisches Signal, wenn der Behälterdruck verloren geht, wodurch die Notwendigkeit von Ablassanzeigen ausgeschlossen wird. Ein am Boden überprüfbarer Membran-Niederdruckschalter wird üblicherweise bei hermetisch verschlossenen Behältern verwendet. Das Kidde-System verfügt über einen temperaturkompensierten Druckschalter, der die Behälterdruckschwankungen mit Temperaturen verfolgt, indem eine hermetisch abgedichtete Referenzkammer verwendet wird.
Zweiwege-Rückschlagventil
Zweiwege-Rückschlagventile werden in einem Zweischusssystem benötigt, um zu verhindern, dass das Löschmittel aus einem Reservebehälter in den zuvor geleerten Hauptbehälter zurückstaut. Die Ventile werden entweder mit MS-33514- oder MS-33656-Anschlusskonfigurationen geliefert.
Entladeindikatoren
Entladungsanzeiger liefern einen sofortigen visuellen Hinweis auf Behälterentladungen an Feuerlöschsystemen. Es können zwei Arten von Indikatoren geliefert werden: thermisch und Entladung. Beide Typen sind für Flugzeug- und Hautmontage ausgelegt.
Feuerschalter
Die Triebwerks- und APU-Feuerschalter sind normalerweise an der mittleren Deckenplatte oder Mittelkonsole im Flugdeck installiert. Wenn ein Triebwerksfeuerschalter aktiviert wird, geschieht Folgendes: Das Triebwerk stoppt, weil die Kraftstoffsteuerung abschaltet, das Triebwerk wird von den Flugzeugsystemen getrennt und das Feuerlöschsystem wird aktiviert. Einige Flugzeuge verwenden Feuerschalter, die gezogen und gedreht werden müssen, um das System zu aktivieren, während andere einen Druckschalter mit einer Schutzvorrichtung verwenden. Um ein versehentliches Betätigen des Feuerschalters zu verhindern, ist eine Sperre eingebaut, die den Feuerschalter nur dann freigibt, wenn ein Brand erkannt wurde. Diese Sperre kann von der Flugbesatzung manuell gelöst werden, wenn das Brandmeldesystem nicht funktioniert.
Ladungsbranderkennung
Transportflugzeuge müssen die folgenden Vorkehrungen für jeden Fracht- oder Gepäckraum haben: 1. Das Detektionssystem muss der Flugbesatzung innerhalb von 1 Minute nach Beginn eines Feuers eine visuelle Anzeige geben. 2. Das System muss in der Lage sein, einen Brand bei einer Temperatur zu erkennen, die deutlich unter der Temperatur liegt, bei der die strukturelle Integrität des Flugzeugs erheblich beeinträchtigt wird. 3. Es müssen Mittel vorhanden sein, die es der Besatzung ermöglichen, im Flug die Funktionsfähigkeit jedes Feuermelderkreises zu überprüfen.
Frachtraumklassifizierung
Ein Fracht- oder Gepäckraum der Klasse A ist ein Raum, in dem das Vorhandensein eines Feuers von einem Besatzungsmitglied an seiner Station leicht entdeckt werden kann und jeder Teil des Raums während des Flugs leicht zugänglich ist.
Ein Fracht- oder Gepäckraum der Klasse B ist ein Raum, in dem während des Fluges ausreichend Zugang besteht, damit ein Besatzungsmitglied mit dem Inhalt eines Handfeuerlöschers jeden Teil des Raums effektiv erreichen kann. Bei Nutzung der Zugangseinrichtungen gelangt keine gefährliche Menge Rauch, Flammen oder Löschmittel in einen von Besatzung oder Passagieren besetzten Raum. Es gibt ein separates zugelassenes Rauchmelder- oder Feuermeldersystem, um an der Piloten- oder Flugingenieurstation zu warnen.
Ein Fracht- oder Gepäckraum der Klasse C ist ein Raum, der weder die Anforderungen für einen Raum der Klasse A noch einen Raum B erfüllt, in dem jedoch: 1. ein separates zugelassenes Rauchmelder- oder Feuermeldersystem vorhanden ist, um an der Piloten- oder Flugingenieurstation zu warnen . 2. Es gibt ein zugelassenes eingebautes Feuerlösch- oder Unterdrückungssystem, das vom Cockpit aus bedienbar ist. 3. Es gibt Mittel, um gefährliche Mengen von Rauch, Flammen oder Löschmitteln aus allen von der Besatzung oder den Passagieren besetzten Räumen fernzuhalten. 4. Es gibt Mittel zur Kontrolle der Belüftung und Zugluft innerhalb des Abschnitts, so dass das verwendete Löschmittel jedes Feuer, das innerhalb des Abschnitts entstehen kann, unter Kontrolle halten kann.
Klasse E Frachtraum der Klasse E ist ein Frachtraum in Flugzeugen, der nur für die Beförderung von Fracht verwendet wird und in dem: 1. Es ein separates zugelassenes Rauch- oder Brandmeldesystem gibt, das an der Piloten- oder Flugingenieurstation warnt. 2. Die Bedienelemente zum Abschalten des Belüftungsluftstroms zu oder innerhalb des Abteils sind für die Flugbesatzung im Mannschaftsabteil zugänglich. 3. Es gibt Mittel, um gefährliche Mengen an Rauch, Flammen oder schädlichen Gasen aus dem Flugbesatzungsraum fernzuhalten. 4. Die erforderlichen Notausgänge für die Besatzung sind unter allen Ladebedingungen zugänglich.
Brandmelde- und Löschsystem für Fracht- und Gepäckräume
Das Frachtraum-Raucherkennungssystem warnt im Flugdeck, wenn Rauch in einem Frachtraum vorhanden ist. Jedes Abteil ist mit einem Rauchmelder ausgestattet. Die Rauchmelder überwachen die Luft in den Laderäumen auf Rauch. Die Lüfter bringen Luft aus dem Laderaum in den Rauchmelder. Bevor die Luft in den Rauchmelder gelangt, entfernen Inline-Wasserabscheider Kondenswasser und Heizungen erhöhen die Lufttemperatur.
Der optische Rauchmelder besteht aus lichtemittierenden Dioden (LEDs), Intensitätsmonitor-Fotodioden und Streudetektor-Fotodioden. Innerhalb der Rauchmeldekammer strömt Luft zwischen einer Quelle (LED) und einer Streudetektor-Fotodiode. Üblicherweise gelangt nur wenig Licht von der LED zum Streudetektor. Wenn die Luft Rauch enthält, reflektieren die Rauchpartikel mehr Licht auf den Streudetektor. Dies verursacht ein Alarmsignal. Die Fotodiode zur Intensitätsüberwachung stellt sicher, dass die Quellen-LED eingeschaltet ist, und hält die Ausgabe der Quellen-LED konstant. Diese Konfiguration findet auch eine Verunreinigung der LED und Fotodioden. Eine defekte Diode oder Verschmutzung führt dazu, dass der Detektor auf den anderen Diodensatz umschaltet. Der Melder sendet eine Störmeldung.
Laderaum-Löschsystem
Das Frachtraumlöschsystem wird von der Flugbesatzung aktiviert, wenn die Rauchmelder Rauch im Frachtraum feststellen. Einige Flugzeuge sind mit zwei Arten von Feuerlöscherbehältern ausgestattet. Das erste System ist das Dump-System, das das Löschmittel direkt freisetzt, wenn der Ladungsfeuerlöschschalter aktiviert wird. Diese Aktion löscht das Feuer.
Das zweite System ist das Messsystem. Nach einer Zeitverzögerung werden die Dosierflaschen langsam und kontrolliert durch den Filterregler abgelassen. Halon aus den Dosierflaschen ersetzt den Löschmittelaustritt. Dadurch bleibt die richtige Konzentration des Löschmittels im Laderaum erhalten, um das Feuer 180 Minuten lang gelöscht zu halten.
Toilettenrauchmelder
Flugzeuge mit einer Passagierkapazität von 20 oder mehr Personen sind mit einem Rauchwarnsystem ausgestattet, das die Toiletten auf Rauch überwacht. Rauchanzeigen liefern ein Warnlicht im Cockpit oder liefern ein Warnlicht oder eine hörbare Warnung an der Toilette und an Flugbegleiterstationen, die von einem Flugbegleiter leicht erkannt werden würden. Jede Toilette muss über einen eingebauten Feuerlöscher verfügen, der sich automatisch entlädt. Der Rauchmelder befindet sich in der Decke der Toilette.
Toiletten-Rauchmelder-System
Der Toilettenrauchmelder wird über den linken/rechten DC-Hauptbus mit 28 Volt DC versorgt. Befindet sich Rauch in der Messkammer des Rauchmelders, leuchtet die Alarm-LED (rot). Die Zeitschaltung erzeugt eine intermittierende Masse. Das Warnhorn und das Toilettenruflicht funktionieren intermittierend. Der Raucherkennungsschaltkreis bildet eine Erdung für das Relais. Das erregte Relais gibt ein Massesignal für die Dachelektronikeinheit (OEU) in den zentralen Überwachungssystemen (CMS) ab. Diese Schnittstelle gibt folgende Anzeigen: Toilettenhauptrufleuchte blinkt, Kabinensystem-Steuertafel (CSCP) und Kabinenbereichs-Steuertafel (CACP) Pop-up-Fenster werden angezeigt, und die Toilettenrufglocke ist in Betrieb. Drücken Sie den Toilettenruf-Rückstellschalter oder den Rauchmelder-Unterbrechungsschalter, um die Rauchanzeigen zu löschen. Befindet sich noch Rauch in der Toilette, bleibt die Alarm-LED (rot) an.
Toiletten-Feuerlöschsystem
Der Toilettenraum ist mit einer Feuerlöschflasche ausgestattet, um Brände im Abfallraum zu löschen. Der Feuerlöscher ist eine Flasche mit zwei Düsen. Die Flasche enthält unter Druck stehendes Halon 1301 oder ein gleichwertiges Feuerlöschmittel. Wenn die Temperatur im Abfallfach ungefähr 170 °F erreicht, schmilzt das Lötmittel, das die Düsen abdichtet, und das Halon wird abgegeben. Das Wiegen der Flasche ist oft die einzige Möglichkeit festzustellen, ob die Flasche leer oder voll ist.
Brandschutz
Auslaufende Kraftstoff-, Hydraulik-, Enteisungs- oder Schmierflüssigkeiten können Brandquellen in einem Flugzeug sein. Dieser Zustand sollte notiert und bei der Inspektion von Flugzeugsystemen Korrekturmaßnahmen ergriffen werden. Winzige Drucklecks dieser Flüssigkeiten sind besonders gefährlich, da sie schnell einen explosiven atmosphärischen Zustand erzeugen. Untersuchen Sie die Kraftstofftankinstallationen sorgfältig auf Anzeichen externer Lecks. Bei integrierten Kraftstofftanks kann der äußere Nachweis in einiger Entfernung von der Stelle erfolgen, an der der Kraftstoff tatsächlich austritt. Viele Hydraulikflüssigkeiten sind brennbar und dürfen sich nicht in der Struktur ansammeln. Schallschutz- und Dämmmaterialien können leicht entzündlich werden, wenn sie mit Öl jeglicher Art getränkt werden. Jegliches Auslaufen oder Verschütten von brennbaren Flüssigkeiten in der Nähe von Verbrennungsheizgeräten stellt eine ernsthafte Brandgefahr dar,
Sauerstoffanlagen müssen absolut frei von Öl- oder Fettspuren gehalten werden, da sich diese Stoffe bei Kontakt mit unter Druck stehendem Sauerstoff selbst entzünden. Sauerstoff-Wartungsflaschen sollten deutlich gekennzeichnet sein, damit sie nicht mit Luft- oder Stickstoffflaschen verwechselt werden können, da es durch diesen Fehler während der Wartungsarbeiten zu Explosionen gekommen ist.
