Исследование проблемы ложного срабатывания сигнализатора дыма на воздушном судне Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскуе чтения. 2017

УДК 351.814.2;656.7.08

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ ЛОЖНОГО СРАБАТЫВАНИЯ СИГНАЛИЗАТОРА ДЫМА НА ВОЗДУШНОМ СУДНЕ

А. А. Палухин, Д. С. Герасимова

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

Рассмотрена задача снижения ложного срабатывания датчиков дыма на примере самолета Ту-204. Предложено решение повышения надежности датчика дыма ДС-3М2 с помощью дублирования его канала.

Ключевые слова: авиация, пожар, резервирование элемента, датчик дыма.

INVESTIGATING THE PROBLEM OF FALSE WARNING OF SMOKE ALARM ON AIRCRAFT

A. A. Palukhin, D. S. Gerasimova

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

The article investigates the problem of reducing the false triggering of smoke detectors on a Tu-204 aircraft. A solution is to increase the reliability of the smoke detector DS-3M2 by duplicating this channel.

Keywords: aviation, fire, element reservation, smoke detector.

Развитие гражданской авиации, как отдельной самостоятельной отрасли, характеризуется существенным усложнением приборного оборудования и внедрением новых технологий. Но ведущей проблемой остается обеспечение безопасности полетов. Одним из наиболее значимых вопросов по сей день являются ложные срабатывания системы пожаротушения, в особенности это касается датчиков дыма.

Целью представленной работы является исключение ложного срабатывания сигнализации датчиков дыма в багажном отсеке на примере самолета Ту-204.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи.

1. Анализ работы существующего датчика дыма ДС-3М2.

2. Выявления недостатков датчика ДС-3М2.

3. доработка датчика дыма ДС-3М2.

4. Анализ надежности одноканального и двух-канального датчиков дыма.

Рассмотрим принцип работы датчика дыма ДС-3М2 (рисунок, а). Экран расположен на одной оси с фоторезистором (чувствительным элементом) 5. Поэтому отраженные от пластинчатых решеток 3 лучи света практически не попадают на фоторезистор. При попадании дыма через решетки 3 в рабочую полость 7 сигнализатора световые лучи от лампы 1 отражаются от частиц дыма и засвечивают фоторезистор 5, сопротивление фоторезистора уменьшается, ток в цепи возрастает. Выходной сигнал с усилителя 6 поступает на соответствующее сигнальное устройство в кабине экипажа. Контроль работоспособности сигнализатора осуществляется путем последовательного

включения контрольной лампы 2 и основной осветительной лампы 1. Световой поток от лампы 2, минуя экран 4, попадет непосредственно на фоторезистор 5. При этом проверяется вся рабочая цепь сигнализатора. Срабатывание сигнализатора происходит при наличии дыма в рабочей полости 7, концентрация которого снижает оптическую прозрачность среды на 20...50 %. При попадании открытого пламени в зону видимости фоторезистора 5 также осуществляется срабатывание сигнала [1; 2].

При отказе приемника 5 или при несанкционированном излучении контрольной лампы 2 может наблюдаться ложное срабатывание.

Для решения данной проблемы было предложено следующее. В имеющийся датчик дыма ДС-3М2 был добавлен источник ИК-излучения 8 и приемник ИК-излучения 9 с усилителем. Сигнал с ИК-излучателя непрерывно передается на ИК-приемник. В случае появления дыма в рабочей полости 7, ИК-сигнал ослабевает, и датчик выдает сигнал о задымлении (см. рисунок).

Далее был произведен расчет надежности для одноканального и двухканального датчика [3-5].

Интенсивность отказов Хрез = (Х^ + Хопт + Х^,) • 10-6.

Надежность одноканального датчика P = .

Вероятность отказа одноканального датчика q = 1 - P.

Надежность двухканального датчика P2k = 1 - q2.

Анализ надежности 1 и 2х канальных датчиков:

Надежность одноканального датчика P = 0,95.

Надежность двухканального датчика P = 0,9975.

Эксплуатация и надежность авиационной техники

I I I I I \ I I I I

........II g

_

Г

1 LL

/

1 /

J I Г 'I Г II т I 1

б

Структурная схема сигнализатора дыма ДС-3М2: а - до доработки; б - после доработки; 7-рабочая лампа; ^-контрольная лампа; 3 - решетка; 4 - экран; 5 - фоторезистор; 6 - усилитель; 7 - рабочая полость; 8 -ИК-источник; 9 - приемник ИК-излучения

Анализ расчетов показал, что двухканальные датчики имеют преимущество надежности против одно-канальных датчиков дыма ДС-3М2.

В результате проделанной работы был исследован датчик дыма для самолета Ту-204, а также выявлены его недостатки. Было предложено дублирование канала существующего датчика дыма ДС-3М2. Что позволит повысить надежность дымового извещателя и системы пожаротушения ТУ-204 в целом, а также понизит вероятность ложного срабатывания противопожарной системы.

Библиографические ссылки

1. Руководство по технической эксплуатации самолета Ту-204.

2. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надежность и эффективность авиационного оборудования. М. : Транспорт, 1995. 245 с.

3. Сугак Е. В., Василенко Н. В., Назаров Г. Г. Надежность технических систем. Красноярск : Раско, 2001. 608 с.

4. Бойко О. Г. Надежность систем с индивидуальным резервированием // Наука. Промышленность. Оборона : труды XII Всерос. науч.-техн. конф. (20-22 апреля 2011, г. Новосибирск). НГТУ, 2011. С. 78-80.

5. Рябинин И. А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2007. 276 с.

References

1. Manual of technical operation of Tu-204.

2. Vorob'ev V. G., Konstantinov V. D. Nadezhnost' i ehffektivnost' aviacionnogo oborudovaniya [The reliability and efficiency of aviation equipment]. M. : Transport, 1995. 245 p.

3. Sugak E. V., Vasilenko N. V., Nazarov G. G. Nadezhnost' tekhnicheskih system [The reliability of technical systems]. Krasnoyarsk : Rasko, 2001. 608 p.

4. Bojko O. G. Nadezhnost' sistem s individual'nym rezervirovaniem [The reliability of systems with individual reserving] / Nauka. Promyshlennost'. Oborona : Trudy XII Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konfe-rencii (Novosibirsk 20-22 aprelya 2011 g.). Novosibirsk : NGTU, 2011. Pp. 78-80.

5. Ryabinin I. A. Nadezhnost' i bezopasnost' struk-turno-slozhnyh system [The reliability and safety of structurally complex systems]. SPb. : Izd-vo S.-Peterb. un-ta, 2007. 276 p.

© Палухин А. А., Герасимова Д. С., 2017