飞机货舱复合烟雾探测方法研究 被引量：14

1

作者 何永勃 张文杰 +1 位作者 杨伟 李勇庆 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期43-48,共6页

为解决目前飞机货舱火警探测装置易受空气中灰尘和水蒸气颗粒干扰造成误报率极高的问题,提出一种复合多传感器的飞机货舱火灾探测方法。首先搭建包括温度传感器、CO传感器和双波长光电式烟雾传感器的复合式火灾探测装置,设计火灾探测系... 为解决目前飞机货舱火警探测装置易受空气中灰尘和水蒸气颗粒干扰造成误报率极高的问题,提出一种复合多传感器的飞机货舱火灾探测方法。首先搭建包括温度传感器、CO传感器和双波长光电式烟雾传感器的复合式火灾探测装置,设计火灾探测系统软件;然后进行真假火源试验,采集火灾过程中烟雾、温度、气体的变化特征参数;最后采用人工神经网络算法对采集到的数据进行融合分析。结果表明:嵌入双波长光电式烟雾探测器的多传感器探测装置报警正确率比传统火灾烟雾探测器有大幅度提高,干扰源识别相对误差不超过5.7%。 展开更多

关键词 飞机货舱 火警探测 复合式探测器 双波长 数据融合 神经网络

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机载火警探测系统的改进研究 被引量：8

2

作者 张德银 闫群 《飞机设计》 2011年第1期51-54,80,共5页

针对目前飞机货舱火警探测系统误报率高等问题,本文提出研究一种基于模糊信息融合理论的飞机货舱火警探测系统,同时利用温度传感器、一氧化碳传感器、红外烟雾传感器测试飞机货舱火警探测标的物,并将3种传感器所获得的温度、一氧化碳浓... 针对目前飞机货舱火警探测系统误报率高等问题,本文提出研究一种基于模糊信息融合理论的飞机货舱火警探测系统,同时利用温度传感器、一氧化碳传感器、红外烟雾传感器测试飞机货舱火警探测标的物,并将3种传感器所获得的温度、一氧化碳浓度、烟雾浓度参数信息进行模糊融合运算和决策处理,实现飞机货舱火警早期预报。验证结果表明,基于模糊信息融合的飞机货舱火警探测系统识别火警准确率大大提高,与采用单一红外烟雾探测器的飞机货舱火警探测系统比较,大大降低了火警误报率,提高了火警探测系统的可靠性。 展开更多

关键词 飞机货舱 火警探测 信息融合 模糊理论

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考虑通风效应的飞机货舱烟雾探测器布局

3

作者 钟德超 杨军 谢萌 《航空工程进展》 CSCD 2024年第4期189-198,共10页

目前较多机型的飞机货舱都带有通风功能,探究通风效应对飞机货舱烟雾扩散的影响并确定通风工况下货舱内的烟雾探测器布局对飞行安全具有重要意义。采用计算流体力学方法建立DC-10飞机货舱火灾烟雾扩散数值模型,仿真分析火灾烟雾的流场特... 目前较多机型的飞机货舱都带有通风功能,探究通风效应对飞机货舱烟雾扩散的影响并确定通风工况下货舱内的烟雾探测器布局对飞行安全具有重要意义。采用计算流体力学方法建立DC-10飞机货舱火灾烟雾扩散数值模型,仿真分析火灾烟雾的流场特征;采用流场本征正交分解(POD)理论揭示通风对火灾烟雾流场的影响机理;采用仿真与实验相结合的方法研究通风工况下货舱内的烟雾探测器布局,并通过实验对比3种不同探测器布局的响应性能。结果表明:通风会抑制火灾烟雾的向上扩散,并延缓烟雾到达货舱顶棚的时间;随着通风量的增加,流场中小尺度无序流动模态所占能量的比例增加而烟雾贴近货舱顶棚进行贴壁运动的大尺度流动模态能量占比减小,导致烟雾到达顶棚的时间延长;在通风的飞机货舱内,最佳的探测器布局是将探测器安装在靠近货舱角落远离通风口的位置。 展开更多

关键词 飞机货舱 通风 火灾烟雾 探测器布局 CFD

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飞机货舱模拟烟雾的闭环控制研究

4

作者 杨建忠 严小双 陈希远 《中国民航大学学报》 CAS 2024年第4期17-23,共7页

考虑到试验过程的安全性,飞机货舱烟雾探测系统适航验证试验一般不会使用真实火灾烟雾,而是通过烟雾发生器产生模拟烟雾进行试验。但是烟雾发生器产生的模拟烟雾与真实火灾烟雾有一定的差异,要想在验证过程中使两种烟雾达到近似的效果,... 考虑到试验过程的安全性,飞机货舱烟雾探测系统适航验证试验一般不会使用真实火灾烟雾,而是通过烟雾发生器产生模拟烟雾进行试验。但是烟雾发生器产生的模拟烟雾与真实火灾烟雾有一定的差异,要想在验证过程中使两种烟雾达到近似的效果,就需要对模拟烟雾进行闭环控制,从而能更加准确地进行烟雾探测系统的验证。首先,在火灾动力学模拟器(FDS,fire dynamics simulator)中建立烟雾模拟数值模型,设定烟雾发生器发烟的边界条件,计算得出目标位置处的烟雾数据,然后辨识出模拟烟雾的代理模型,最后设计闭环控制律。研究结果表明,建立的烟雾模拟模型符合要求,设计的控制律能达到对模拟烟雾的控制效果。通过对模拟烟雾的闭环控制研究,可以为飞机货舱烟雾探测的验证工作提供可行的方法和支持。 展开更多

关键词 飞机货舱 模拟烟雾 烟雾发生器 自回归历遍(ARX)辨识 比例积分微分(PID)控制

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通风对飞机货舱烟雾探测影响研究 被引量：6

5

作者 杨建忠 邵资焱 陈希远 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期69-75,共7页

为探讨通风对飞机货舱火灾探测造成的影响,采用火灾动态仿真(FDS)模拟不同通风工况下飞机货舱内烟雾扩散情况。建立DC-10货舱三维数值模型,仿真计算并验证通风时顶棚温度、气体浓度、光透率(LT);通过计算5种通风工况下顶棚烟雾流场及光... 为探讨通风对飞机货舱火灾探测造成的影响,采用火灾动态仿真(FDS)模拟不同通风工况下飞机货舱内烟雾扩散情况。建立DC-10货舱三维数值模型,仿真计算并验证通风时顶棚温度、气体浓度、光透率(LT);通过计算5种通风工况下顶棚烟雾流场及光透率,研究通风工况及探测器阈值对不同位置探测时间的影响。结果表明:相比于无通风工况,货舱通风显著影响舱内烟雾扩散;通风口下游较上游位置容易探测到烟雾;通风延迟烟雾探测时间,且通风量越大响应时间越长,通风量大于11. 33 m^3/min时探测不到烟雾;探测器阈值影响探测时间,适当提高探测器阈值及减小通风量能缩短探测时间。 展开更多

关键词 飞机货舱 通风 烟雾探测 顶棚 烟雾扩散 光透率(LT)

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低压货舱多参数火灾探测集成模型的优化选择

6

作者 邓力 吴丹丹 +3 位作者 周进 贺元骅 刘全义 王海斌 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1840-1849,共10页

针对低压飞机货舱环境下单模型的烟雾探测算法不灵敏的问题,给出了一种基于二次优化选择(Quadratic Optimization Choice,QOC)策略的集成分类模型。首先,对多种火灾特征参数包括CO体积分数、温度、湿度、红外和蓝光波长光散射功率信号... 针对低压飞机货舱环境下单模型的烟雾探测算法不灵敏的问题,给出了一种基于二次优化选择(Quadratic Optimization Choice,QOC)策略的集成分类模型。首先,对多种火灾特征参数包括CO体积分数、温度、湿度、红外和蓝光波长光散射功率信号、烟颗粒索特平均直径及对应增长率进行增益评估,筛选出关联度高的参数作为属性,通过特征工程和性能对候选分类器进行排序,然后采用QOC策略和软投票法集成机制确定次级分类器,最后指定多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)作为元分类器的模型集成方法,以提高烟雾探测模型在真实飞行环境的准确性和鲁棒性。模型性能将基于精确率、召回率和F1、F2、F3指标进行比较。结果表明,集成模型应用于60 kPa低压环境烟雾探测结果优于K邻近算法(K Nearest Neighbor,KNN)和MLP,对榉木和航空汽油可燃物分别具有0.9724和0.9601的分类精确率,较原始算法KNN分别提高了0.0872和0.0626,较原始算法MLP分别提高了0.0368和0.1822,集成模型具有更好的性能。 展开更多

关键词 安全工程 火灾探测 飞机货舱 多参数 集成模型

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飞机货舱轰燃规律的试验研究

7

作者 贺元骅 王景栋 王康 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期765-773,共9页

为研究飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,在1/4体积标准飞机货舱内开展了一系列火灾轰燃试验。以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究了油盘尺寸和燃料种类对轰燃的影响,通过对货舱上部热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、... 为研究飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,在1/4体积标准飞机货舱内开展了一系列火灾轰燃试验。以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究了油盘尺寸和燃料种类对轰燃的影响,通过对货舱上部热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率及烟气体积分数的分析,探讨了轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明:油盘尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度,在达到引发轰燃所需的临界油盘尺寸后,继续增大油盘尺寸会使轰燃发生的时间提前;引发飞机货舱轰燃所需的临界条件为,上部热烟气层平均温度达到456℃,地板所受辐射热通量达到14.3 kW/m2;此外,通过对轰燃所需的临界油盘尺寸与燃料热物性参数的拟合,发现轰燃所需的临界油盘尺寸正比于燃料的蒸发热,反比于燃料的燃烧热。 展开更多

关键词 安全工程 飞机货舱 轰燃 热烟气层平均温度 辐射热通量 热释放速率 烟气体积分数

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飞机货舱锂离子电池火灾烟雾光散射特性

8

作者 周勇 郑荣 +4 位作者 李聪 杨泽伟 全珈兴 程旭东 陈维旺 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2280-2287,共8页

锂离子电池应用广泛,飞机货舱内不可避免地会运载锂离子电池或含有锂离子电池的货物,导致货舱内锂离子电池火灾时有发生。然而,研究者对飞机货舱感烟火灾探测器是否适用于锂离子电池火灾及响应性能的认识尚不清楚。航空标准SAE AS8036A... 锂离子电池应用广泛,飞机货舱内不可避免地会运载锂离子电池或含有锂离子电池的货物,导致货舱内锂离子电池火灾时有发生。然而,研究者对飞机货舱感烟火灾探测器是否适用于锂离子电池火灾及响应性能的认识尚不清楚。航空标准SAE AS8036A是为测试和评估飞机货舱感烟火灾探测器性能而制定的,其中仅规定了几种标准测试火,并没有锂离子电池火灾相关内容。使用SAE AS8036A标准中规定的试验装置,研究了两种荷电状态的18650锂离子电池火灾烟雾光散射特性,并选取SAE AS8036A标准中规定的2种阴燃烟雾、2种明火烟雾及2种粉尘干扰气溶胶作为对比。结果表明,设计的探测器模型采用两种波长入射光(405 nm、850 nm)及两个散射角(45°、135°)光电二极管,能区分识别火灾烟雾与粉尘干扰气溶胶,并且判断是否为锂离子电池火灾。 展开更多

关键词 安全工程 飞机货舱 锂离子电池 火灾探测 光散射 气溶胶

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飞机货舱低气压环境对火灾探测参量影响研究 被引量：2

9

作者 王洁 潘杨月 +1 位作者 郑荣 陆松 《火灾科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期213-217,共5页

旨在为飞机货舱火灾探测系统设计和研制提供理论支撑,在飞机货舱环境模拟实验舱内开展了70kPa、80kPa、90kPa和100kPa下正庚烷火灾实验,分析了低气压环境对顶棚温度、烟气密度和气体浓度火灾探测参量的影响规律。低压下空气密度较小,卷... 旨在为飞机货舱火灾探测系统设计和研制提供理论支撑,在飞机货舱环境模拟实验舱内开展了70kPa、80kPa、90kPa和100kPa下正庚烷火灾实验,分析了低气压环境对顶棚温度、烟气密度和气体浓度火灾探测参量的影响规律。低压下空气密度较小,卷吸系数减小,导致顶棚最高温升增加,顶棚温度衰减变快。同时,低压下烟气密度降低,并与压力呈指数关系,指数系数约为0.946,扩展了前人研究结果的应用范围。CO浓度最大值随压力降低而增加,且CO增长速率与压力呈负指数关系。CO2增长速率随着压力降低而略有减小。 展开更多

关键词 飞机货舱 低气压环境 火灾探测 顶棚温度 烟气密度

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低气压环境下飞机货舱轰燃规律的实验研究

10

作者 贺元骅 李建伟 +1 位作者 王景栋 王康 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第8期1030-1035,共6页

为研究低气压环境下飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,利用1/4体积标准飞机货舱在海拔4 260 m、气压60kPa的环境下开展了一系列火灾轰燃实验。选择航空煤油作为主燃料,以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究低气压环境下不同火... 为研究低气压环境下飞机货舱火灾发展至轰燃的内在规律,利用1/4体积标准飞机货舱在海拔4 260 m、气压60kPa的环境下开展了一系列火灾轰燃实验。选择航空煤油作为主燃料,以单壁瓦楞纸箱被引燃作为轰燃发生的判据,研究低气压环境下不同火源尺寸对轰燃的影响。通过对飞机货舱内热烟气层平均温度、地板所受辐射热通量、燃料热释放速率和烟气体积分数的测量和分析,探讨低气压环境下轰燃发生的临界条件和表现形式。结果表明,火源尺寸的增大提高了轰燃发生的可能性和轰燃的剧烈程度,在达到引发轰燃所需的临界火源尺寸后,继续增大火源尺寸会使轰燃发生的时间提前;60 kPa压力环境下飞机货舱轰燃所需的临界条件为:上部热烟气层平均温度达到553.5℃,地板所受辐射热通量达到19.85 kW/m~2。 展开更多

关键词 低气压 飞机货舱 轰燃 热烟气层 平均温度 辐射热通量 临界条件

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民机货舱火灾探测技术进展研究 被引量：1

11

作者 刘全义 孙中正 +2 位作者 邓力 韩旭 吕志豪 《中国民航飞行学院学报》 2020年第1期5-10,共6页

针对当前民用飞机货舱普遍采用的光电式烟雾探测报警器虚警频发问题,分析了火警探测器的参数设置不当及在复杂航空运输环境下烟雾颗粒性状发生变化,导致难以区分火灾烟雾颗粒与干扰颗粒而产生误报的原因。总结了国内外民机火灾探测技术... 针对当前民用飞机货舱普遍采用的光电式烟雾探测报警器虚警频发问题,分析了火警探测器的参数设置不当及在复杂航空运输环境下烟雾颗粒性状发生变化,导致难以区分火灾烟雾颗粒与干扰颗粒而产生误报的原因。总结了国内外民机火灾探测技术研究现状并指出存在的问题,尤其缺乏对于飞机货舱变压环境下的火灾烟气探测机理的研究。在此基础上,明确了基于无线传感网络的火灾探测技术、多传感器探测技术、基于TDLAS的多技术协同探测技术等可靠性更高的货舱火灾探测技术将是今后研究重点,从而有效提高货舱火情判断的正确率,解决货舱火灾虚警问题。 展开更多

关键词 航空安全 民机货舱 火灾探测 火灾虚警

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基于传感器十字交叉式排布的飞机货舱早期火源定位研究

12

作者 熊枭 陈达 +1 位作者 韩宙 张伟 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1632-1636,共5页

提出一种早期火灾火源定位方法,用于飞机在高空航行时低温低压状态下的货舱火源定位情形。该方法基于传感器十字交叉式排布,利用传感器检测到烟雾信号的延迟间隔,计算烟雾传播位移差,溯源定位火源位置。可在火灾发生早期阶段,精确定位火... 提出一种早期火灾火源定位方法,用于飞机在高空航行时低温低压状态下的货舱火源定位情形。该方法基于传感器十字交叉式排布,利用传感器检测到烟雾信号的延迟间隔,计算烟雾传播位移差,溯源定位火源位置。可在火灾发生早期阶段,精确定位火源,有效减少灭火剂的投放量,减轻灭火剂残留物对大气环境的损害,促进绿色民航建设。为验证定位算法的准确性,采用PyroSim火灾模拟软件按1∶1建立了A330-300后下货舱模型,随机选取20个火源点,在低温低压状态下火源定位平均相对误差为2.44%。结果表明,该定位方法定位精准度高,适用于飞机货舱火源探测,具有良好的可行性。 展开更多

关键词 飞机货舱 早期火灾 火源定位 低温低压 绿色民航 PyroSim

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基于IPSO-BP模型的火灾气体传感器气压补偿算法 被引量：3

13

作者 何永勃 曹祝兵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期107-114,共8页

为完善飞机火灾检测系统,设计一套方案,模拟试验不同气压下CO、CO_(2)气体传感器采集气体的体积分数值,并与理论值比较,进而提出一种根据粒子适应度值动态调整学习因子的粒子群算法。采用改进的粒子群(IPSO)算法寻找反向传播(BP)神经网... 为完善飞机火灾检测系统,设计一套方案,模拟试验不同气压下CO、CO_(2)气体传感器采集气体的体积分数值,并与理论值比较,进而提出一种根据粒子适应度值动态调整学习因子的粒子群算法。采用改进的粒子群(IPSO)算法寻找反向传播(BP)神经网络的最优初始权值阈值,再利用寻优后的BP神经网络修正CO、CO_(2)气体传感器的检测结果,消除气压对于传感器采集数据的影响。结果表明:经过IPSO-BP算法补偿后,选取的27个气压点下气体体积分数值都接近拟合真实值,其中,CO_(2)气体传感器经过气压补偿后,测量最大误差从542×10^(-4)%下降到0.1×10^(-4)%,CO气体传感器测量最大误差从15.7×10^(-4)%下降到0.01×10^(-4)%。与BP神经网络气压补偿模型相比,IPSO-BP神经网络气压补偿模型的精度有明显的提高。 展开更多

关键词 改进的粒子群算法(IPSO) 反向传播(BP)神经网络 气体传感器 气压补偿 飞机货舱火灾

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货舱低压环境下细水雾抑灭航空煤油池火有效性

14

作者 朱培 罗圣峰 +2 位作者 刘全义 邵荃 杨锐 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期21-32,共12页

民机飞行过程存在的低压环境对货舱火灾防控与安全带来一定挑战。该文基于全尺寸低压模拟舱初步开展了货舱低压环境下细水雾抑灭大尺度航空煤油表面池火的有效性研究。结果表明:无细水雾时,随着环境压强降低,池火质量损失速率、火焰温... 民机飞行过程存在的低压环境对货舱火灾防控与安全带来一定挑战。该文基于全尺寸低压模拟舱初步开展了货舱低压环境下细水雾抑灭大尺度航空煤油表面池火的有效性研究。结果表明:无细水雾时,随着环境压强降低,池火质量损失速率、火焰温度和辐射热通量均降低,而火焰高度增加;初始环境压强为76 kPa时,点火之后舱内压强快速增加,过压值达到16.7 kPa,这增加了舱体结构和通风系统失效的风险。而有细水雾作用时,随着环境压强降低,雾滴粒径减小,燃烧速率降低,火焰熄灭时间明显缩短,但有限喷雾通量难以快速熄灭大尺度火灾;此外,舱内空间温度和辐射热通量均有所降低,如初始环境压强76 kPa时火焰上方顶棚附近最大温降达到150℃。 展开更多

关键词 货舱火灾 低环境压强 细水雾 灭火

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