飞机客舱（共5篇）
飞机客舱 篇1
飞机飞行过程中, 客舱中气流通过机上空气分配系统进行控制。工程实践中, 为保证舱内的舒适性, 通常要对客舱气流组织进行实验及数值计算。基于此, 本文利用商业CFD软件对某支线客机客舱气流组织进行了数值模拟, 总结分析了不同空气分配方案对舱内流场的影响, 为该型客机客舱气流分配系统的设计提供了依据。
1 计算模型与方法
1.1 几何模型与网格划分
飞机客舱区域本身较大, 舱内乘客多且每名乘客的的尺寸特征也不相同, 为减少计算量, 对计算区域进行简化处理。考虑到客舱内气流流动具有周期性和对称性, 计算中选择其中一段客舱进行计算, 该段客舱包括过道一侧的四排人与座椅, 过道另一侧及座椅前后采用对称属性处理, 计算区域前后的舱段采用周期性条件处理。除计算区域外, 对乘客的几何模型也进行了简化, 并使所有乘客保持相同姿势。
模型中, 送风系统采用上送下回的供气方式, 送风口为格栅式, 包括天花板上的顶送风口和侧壁上部的侧壁送风口, 空气由顶送风口和侧壁送风口横向吹入客舱, 出风口设在侧壁下方靠近腿部的地方。
客舱气流流动为低雷诺数粘性湍流流动, 其网格划分质量对于计算结果有很大的影响, 为此本文中采用了结构网格。
1.2 数学模型与边界条件
客舱内空气流动计算控制方程为N-S方程, 湍流模型采用RNGk-ε二方程模型。
客舱气流流动, 可认为是粘性不可压流体的低速、定常湍流问题, 计算过程中空气密度不变, 选用系统默认常数。计算设定的边界条件主要包括: (1) 客舱对称面、前后截断面设置为对称面。 (2) 舱体各壁面、座椅及人体表面均视为绝热表面, 采用壁面无滑移边界条件, 表面温度均设置为30℃。 (3) 送风口采用速度入口, 其入口温度均为2℃。 (4) 出风口按一般地面工作条件处理, 设为自由流出口。
2 计算结果与分析
根据要求, 首先对天花板送风方式进行了计算。从计算结果来看, 在一定送风速度下, 前后各排座椅附近的流场相似, 以流速2.5m/s为例, 计算区内第二排座椅处截面的流场温度分布如图1所示, 从图中看出流场有以下特点: (1) 气流进入客舱后, 气流沿主要沿侧壁和过道方向扩散, 流经座椅上方的气流较少, 并因此在座椅上部形成一个明显的回流区。回流区内, 温度较高, 且温度向回流区中心呈递增趋势; (2) 从速度分布来说, 气流在客舱内的速度变化较明显, 在客舱过道附近及腿部出口附近, 气流速度较大, 特别是客舱过道附近明显大于其它地方。 (3) 由于靠近过道一侧的乘客头部位于回流区内, 因此其头部附近换热效果较差, 温度较高, 与座椅附近其它部分的温差较大, 可达3℃以上。
为便于比较, 选取了多组供风速度进行计算。从计算情况来看, 供风速度不同, 流场内的温度及速度分布大体相似, 主要区别在于: (1) 由于气流速度增加, 换热系数下降, 流场内温度总体上升。 (2) 由于风速增加, 流场内各处的气流速度也明显增加, 超过一般要求的0.2m/s, 降低乘客的舒适性。
从前面的计算来看, 风速地增加有利于提高温度场的均匀度, 但效果不佳, 且气流速度的增加会减小乘客的舒适度。为此又对天花板和侧壁混合供风进行了计算。
图2是顶部风速为3.3m/s、侧壁风速为2.5m/s时的温度分布图。从图中可以看出, 与前面两种工况相比, 加入侧壁送风后, 侧壁及回流区附近的气流混合更为充分, 温度场和速度场更加均匀, 相比较之下该工况下, 乘客的舒适性更好。
3 结论
通过改变客舱送风系统的供风速度及供风方式, 对客舱的气流组织进行了分析, 结果表明: (1) 采用天花板送风方式, 在相同气流量、不同送风速度时, 舱内形成的温度和速度场分布相似, 速度较小时人周围的流速较低, 不利于带走局部负荷。速度较大时人周围的流速大, 会降低乘客的舒适性; (2) 采用天花板结合侧壁送风方式能够有效地限制空气的流速, 并保证流场内的温度场和速度场各均匀, 能够有效地改善客舱内的舒适性。
摘要：利用商业CFD软件对客舱气流组织进行数值模拟, 计算并分析比较了不同送风方式对舱内气流组织的影响。结果表明:客舱内采用天花板结合侧壁的送风方式与单纯的天花板送风方式相比, 能够形成相对更均匀的流场和温度场, 改善机上人员的舒适性。
关键词：客舱,数值模拟,气流组织,流场,温度场
参考文献
[1]寿荣中, 何慧珊.飞行器环境控制[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006
[2]陶文铨.数值传热学[M] (第二版) .西安:西安交通大学出版社, 2006.
飞机客舱 篇2
整新后的B2666，不仅座椅舒适度有很大提升，客舱整体色调环境都有很大转变。经过前期厂家设计、方案评比筛选，昆明航最终选定了以蓝色为基调、搭配紫色座椅套及地毯的全新配色方案，打造属于昆明航特有的座椅套图样。同时，对客舱灯光颜色进行了调配，由原来的黄白灯光更换成全部白色灯光，以提升客舱灯光整齐度。
除了客舱之外，整新工作还覆盖了驾驶舱、厨房以及厕所区域。为了清除尿渍等污垢，去除刺鼻异味，项目组对B2666飞机重新做了厕所的防水层，并对厨房烤箱等部件进行了深度清洁。
客舱整新是昆明航提升品牌形象及战略化发展的重点项目工作之一，昆明航将继续不遗余力的完成好机队其他架次飞机的整新工作，以最直观的方式，为旅客及机组人员提供一个清洁舒适的客舱环境，以达成昆明航“立志为旅客创造愉悦的旅程”的不朽使命，进一步加深公众对昆明航的良好印象，力争使全新的客舱环境成为昆明航一张标志性的名片。
飞机客舱 篇3
新款概念飞机机身较长, 机翼超长而且细薄, 发动机采用半嵌入式, 尾翼呈U形。另外, 该飞机拥有轻型“智能化”机身, 体现了空客为进一步提高飞机的环保性能所做的努力。这款概念飞机的设计还具有低燃油消耗、少二氧化碳排放、低噪音的特点, 可以为乘客提供更加舒适的乘坐体验。
空中客车公司工程执行副总裁查尔斯·向宾表示, 空中客车的概念飞机代表了工程师们的梦想, 也向人们展示了未来飞机的“面貌”。这不是一架真正的飞机, 虽然它所展现的技术都是可行的, 但是, 还无法以我们这种方式整合在一起。空客公司表示, 如果现有的飞机制造技术能够持续不断地向前发展, 到2050年 (甚至2030年) , 这种飞机就将“满天飞”。
空中客车公司也对未来飞机的技术和设计理念进行了展望。
空客表示, 未来的飞机将配备“变形座椅”, 这种座椅将采用更环保的、能够自我净化的材料制成, 而且可以根据乘客的需求来改变形态, 给人们更大的舒适感。
其他新奇的想法包括, 通过按压一个按钮, 飞机客舱的舱壁可以变成全透明, 让乘客能够360度观赏飞机外面的世界;通过对虚拟饰物进行全息照相, 可以让乘客根据自己的需要, 将其私有的客舱化身为办公室、卧室或者礼拜堂。
未来的飞机也可能采用“绿色”能源, 燃料电池、太阳能或者人体自身产生的热量都可以用来为飞机上的某些系统提供动力。
一种翼身融合体飞机的客舱布局 篇4
关键词：BWB,客舱布局,BW-11,舒适性
在上世纪末期, BWB (Blended-WingBody) 构型飞机曾在民用航空领域内掀起过一阵研究热潮, 其巨大的气动潜力引得当时主流飞机制造商和研究单位竞相启动研究计划。但是由于风险较大, 空客和波音相继放弃了B W B, 重新投入传统飞机构型的研制。然而, 随着民用航空需求的增加, 人们的环境保护意识的提高, 作为下一代高载客量的航空器, B W B巨大气动潜力和宽阔的客舱使得其具备天然优势。
1 BWB飞机历史
翼身融合这个概念, 是由加拿大人和德国人几乎在同一时间提出的。
1930年, Vincent Burnelli, 一个加拿大工程师提出一个新的构型:将机身和机翼进行融合, 用来增加额外的升力和客舱容积。在这个构想牵引下, B u r n e l l i R B-1, Burnelli RB-2, Burnelli CB-16, Burnelli UB-20, Burnelli UB-14和CBY-3等飞机相继问世。其中CBY-3在加拿大制造并运营, 因为它可以飞越加拿大无尽的荒原并可以在640ft内降落。
德国人基于相同的理论也同样推出了Junker30和Junker38。Junker30起初只能装载13名乘客, 而后扩展到30名。后继机型Junker38最多可以装载38名乘客。
八九十年代, 随着燃油成本日益增加, 航空公司迫切需要一种更为高效的飞机。这次BWB飞机构型再一次进入设计人员的视野。
波音公司, 推出了其BWB概念飞机系列, 座级从250-550人。根据需要, 2到3个高涵道比的发动机被安置在飞机后机身上方。其中, X-48B被制造并且用于验证相关技术。[1]
与此同时, 空客也推出了其巨型BWB飞机概念设计方案:一个载客量为1000座级, 采用与波音类似的发动机布置的超大型客机。[2]
图波列夫设计局同样也推出了其BWB飞机概念设计:一架载客量达1200人, 航程为7000海里, 并装置6台推进式涡桨发动机的BWB飞机概念设计方案, TU-404。
2000年, 欧洲航空委员会基于绿色航空的概念, 在第五届和第六届欧洲航空框架计划中, 提出了一系列的BWB概念设计, 分别为VELA1, VELA2和VELA3。[1]
然而, 进入21世纪, 对于BWB概念的研究就逐步沉寂。
2 BWB飞机的特点
2.1 优点
(1) 飞机的气动阻力小。BWB构型大大降低了传统布局翼身间的干扰阻力和诱导阻力, 提高了飞机的升阻比。因此, 对比B747升阻比系数17, BWB构型可以达到20[3];
(2) 由于发动机安装于机身后部, 可以通过发动机与边界层的相互作用进一步提高飞行效率;
(3) 气动载荷分布最佳。BWB飞机构型可以有效减小气动升力产生的机翼弯曲力矩, 从而可以显著减轻机翼的结构重量;
(4) 改变常规布局机身载客, 机翼提供升力的方式。BWB构型的翼身融合使之内部有效空间更大, 增加了旅客和商载的容纳空间而无须显著增加机身长度和翼展, 也降低了飞机的结构重量。NASA研究显示, 重量降低的潜力在10%-15%[3]。
(5) 相比传统构型飞机, 气动效率的提高会带来20%-25%的油耗降低。同时10%-15%商载增加会降低10%-15%的直接使用成本[3]。
2.2 缺点
(1) 飞控同样是个问题。由于椭圆形的翼载分布, 翼梢处将很容易失速导致飞机失控。没有传统的平尾和垂尾, 飞行员训练将非常困难
(2) 人为因素也需要考虑。由于机身和机翼的融合, 乘客可能因为看不到窗外而觉得不舒服。
(3) BWB客舱安全问题同样严峻。如适航要求, 所有乘客必须在只使用一半出口的情况下, 在90秒内撤离飞机。但是大部分BWB概念设计里, 由于机身和机翼的融合, 出口大部分只能布置在机身前部, 这就不能保证出口的均匀性。同时大载客量会使撤离情况更加复杂。
3 BWB飞机客舱布局
由于BWB飞机的优势在于大载客量的飞机构型, 因此该文将基于BW-11飞机外形和内部结构, 对比A380, 进行客舱布局设计。
3.1 BW-11简介
BW-11是克莱菲尔德大学飞行器设计专业2011级的团队设计项目。作为A380的竞争机型, BW-11采用翼身融合构型和涡桨发动机。作为新一代超高载客量和主航线飞机, BW-11飞机可以以360kts的速度巡航9200nm。目标投入运营时间是2020年-2030年[4]。
BW-11飞机机身长46.2m, 翼展77.5m, 最大起飞重量46.8吨, 设计商载6.48吨。BW-11客舱由上下两层构成。上层为主客舱, 被结构墙划分为5个舱段。下客舱被结构划为3个客舱段。客舱的外形如下图所示[4]。
BW-11的客舱要求是:整个客舱在单级客舱构型下, 应容纳最大800名左右乘客;在3级客舱构型下, 应可以容纳555名乘客, 其中9个81英寸x35英寸的头等舱座椅、80个55英寸x34英寸的公务舱座椅和466个32英寸x18英寸的经济舱座椅。客舱乘组, 厨房和盥洗室数量应不低于A380的标准[4]。
3.2 A380客舱布局情况简介
A380是空客公司于1994年宣布研制, 2005年首飞, 2007年投入运营的, 现今世界最大的民用飞机。
从目前资料来看, 各大运营商对自己航线上的A380具有自己的客舱构型。空客也有一些推荐构型供航空公司选择。通过统计, A380大部分构型的座级, 各级别座椅总数, 厨房盥洗室的数目均列在下表中。
3.3 BW-11客舱布置
由于BW-11客舱分为上下两层, 相比上层客舱, 下层客舱空间较为会更加压抑, 因此头等舱和公务舱布置在上层客舱。该文着重研究上层客舱, 在两级客舱布局时, 下层客舱均大致相同。
客舱座椅是旅客直接接触和使用的部件, 是客舱舒适度最重要的一个环节。同时, 座椅尺寸, 排距, 重量和外接设备等因素也需要综合考虑。同时, 由于业界越来越考虑绿色可回收环保的概念, 这些在座椅选择中也可以适当考虑。考虑头等舱座椅时, 座椅必须可以全放平, 提供完备的生活和娱乐设施, 保障旅客的个人私密性。选择公务舱座椅, 同样需要提供适当程度的舒适性和设施。由于BW-11的5个分隔的客舱宽度均在3.7m-4m之间, 因此经济级座椅布置为3-3每排、公务舱为2-2每排, 头等舱布置为1-1-1每排。
厨房和盥洗室布置时, 考虑以后客舱更改的灵活性和地面维护时速度, 应尽可能布置在客舱端头。同时考虑空间利用高效, 可以结合客舱横向通道和厨房推车活动空间的要求, 将厨房布置在横向通道左右。同时BW-11应提供不低于A380的客舱舒适度, 因此在厨房和盥洗室配置上应不低于A380标准。A380平均一个盥洗室对应的是, 5-6个头等舱旅客, 16-22个公务舱旅客或者45-60个经济舱旅客;平均一个厨房推车对应的0.5-1个头等舱旅客, 2.5-4.5个公务舱旅客或者10-15个经济舱旅客。因此, BW-11客舱需要14-19个盥洗室, 44-75个厨房推车。
近年来, 空客提出了S P I C E (Space Innovative Catering Equipment) 厨房的概念, 将厨房和相关设备模块化, 达到减重和提高空间利用率的目的。采用相关设计, BW-11厨房将可以减重达1吨。
客舱出口布置时, 由于BWB构型的局限性, 机翼和机身的融合, 占据了机身侧面大部分的空间, 因此出口只能布置在机头附近和尾部。出口个数和尺寸大小, 都应满足25部中要求。根据BW-11载客总数, 全机一侧应布置不少于8个A型出口。BW-11的发动机进气口位于机身下部, 如下图所示, 因此该处位置只能布置一个C型出口
由于BW-11巡航时间超过12个小时, 根据121部要求, 必须为机组成员提供休息的区域。同时一些应急设备, 如扩音器, 应急斧等。也应提供相应空间存储。
由于BWB特殊结构限制了客舱出口的位置和数量, 导致适航允许载客量的受限, 因此BW-11全经济级已经是飞机载客量的极限。同时考虑竞争机型——A380取证的高密度载客量853的构型, 并没有公布客舱图, 也没有航线采用, 现在运营的A380客舱均为混合级布置。
综合考虑以上因素, BW-11全经济级和混合级客舱布置如下图所示。
对于BW-11全经济级构型, 上层客舱总载客数为582人, 5个被结构墙分开的舱段都包含一个主过道和4个横向通道。厨房位于客舱前段而盥洗室大部分位于客舱后端, 3个机组休息区位于客舱前部。3个扶梯, 2个位于前部, 1个位于后部, 供机组和乘客在上下两个客舱通行。
混合级布置有9个头等舱座椅, 80个公务舱座椅和342个经济舱座椅。其余客舱设施布置同全经济级。
两个级别下层客舱布置完全相同, 全经济级布置216个旅客座椅。厨房集中在客舱后部, 四个盥洗室两个在后面, 两个位于客舱中端。
三个客舱布局图如下所示, 其中G代表厨房, L代表盥洗室, R代表成员休息区, S代表储物间。
4 结语
基于BW-11所设计的客舱, 全经济级能够提供798个, 排距32inch的座椅;混合级能够提供9个头等舱, 80个公务舱和558个经济舱共647个座椅。对比A380的各航线构型, 在提供相同等级的客舱服务和设施的情况下, BW-11可以提供多15-20%的载客量。这意味着每座DOC将可以降低15%-20%, 再考虑BWB构型气动优势带来的节油效果, BWB飞机在进行大载客量的航线运输时, 的确拥有巨大的潜力。
虽然有着一定的技术风险, 但是BW-11客舱所展现巨大潜力, 都证明了BWB构型在未来大载客量飞行器中有着美好的前景。
参考文献
[1]D.SCHOLZ, “A Student Project of a Blended Wing Body Aircraft-From Conceptual Design to Flight Testing”[D].Russia, 2007.
[2]R.REYNAUD, “BWB, The Future Airliner:Comparison Between Flying Wing&Conventional Aircraft, ”[D].UK:Cranfield University, 2005.
[3]A.Bowers, “Blened-Wing-Body:Design Challenges for the 21st Century, ”[D].THE WING IS THE THING (TWITT) MEETING, 2000.
飞机客舱性能化防火设计方法研究 篇5
20世纪70年代, 一些发达国家就已经开展了性能化防火设计 (PFPD) 的相关研究[1];而目前性能化防火设计 (PFPD) 已在建筑领域得到广泛应用。吴启鸿[2,3]等明确提出在我国发展消防安全工程学和以性能为基础的建筑防火设计规范。汪箭[4]等系统分析了国际上火灾安全工程性能化设计的研究情况, 提出了发展我国火灾安全工程性能设计的设想和软件体系框架。
然而在航空领域, 性能化防火设计的概念却少有应用和研究。目前包括我国在内的世界各国大多采用90 s的客舱应急疏散标准[5,6], 但在真实火灾事故中, 由于受到不同机型、客舱布置及火灾环境的影响, 很多超过90 s的疏散也取得了成功, 而一些在90 s内的疏散却产生了人员伤亡。因此, 科学合理地对飞机客舱进行性能化防火设计和评估十分必要。Z.Wang等[7]基于FAA的C-133机身全尺度模拟数据, 利用SMARTFIRE对飞机客舱火灾进行数值模拟, 并预测了轰燃发生的时间。E.R.Galea等[8]利用air EXODUS仿真软件, 研究应急疏散时飞机的安全标准要求。L.C.Speitel等[9]基于广泛的文献回顾, 建立了飞机撞地火灾的生存模型。李杰等[10]在在元胞自动机模型和行人流模型基础上, 建立了基于大型飞机环境特点约束的网格吸引力概率模型。王燕青等[11]通过对影响民机客舱安全疏散的各种指标进行定性分析, 建立多级模糊综合评价模型及安全评价等级模型。张青松等[12]利用提出的拟合算法设计了飞机客舱火灾仿真环境, 研究了网格划分精细程度对温度和能见度仿真结果的影响。
然而这些研究大多割裂了火灾与人员疏散之间的联系, 很少考虑到火灾产生的高温、有毒气体等因素对客舱人员的作用, 进而会对整个疏散过程的安全性造成影响。因此, 本文基于性能化防火设计的概念, 对飞机客舱防火进行研究, 可对现有飞机的防火性能进行评估, 为优化客舱布局及人员疏散方案提供支持, 同时还可为国产大型飞机客舱防火设计提供参考。
1 飞机客舱性能化防火设计方法的建立
飞机客舱性能化防火设计方法采用计算机仿真, 确定飞机客舱各出口的可用安全疏散时间 (ASET) 与必需安全疏散时间 (RSET) , 分析人员疏散时的安全性。其中, ASET可根据火灾仿真及安全线模型确定;RSET则可根据疏散仿真及出飞机客舱的出口时间模型确定。若ASET<RSET, 即疏散过程是危险的, 则需对疏散方案进行优化, 直至ASET≥RSET为止。本方法的流程如图1所示。
1.1 可用安全疏散时间
在客舱火灾疏散中, 人员在客舱环境达到足以对其产生影响前有充分的时间到达出口处, 并停留在出口附近等待依次通过, 因此研究火灾对人员安全的影响仅需考虑各出口处的环境。由于飞机客舱火灾对人员疏散的主要危险有害因素为火灾产生高温和CO, 因此ASET主要考虑这两方面的因素, 选取两者最小值加以确定, 如式 (1) 所示。
式 (1) 中, ASET (CCO) 为基于CO浓度的ASET, s;ASET (TE) 为基于温度的ASET, s。
而客舱各出口处基于温度和CO浓度的ASET可以通过火灾及疏散仿真结果与安全线模型对比确定。
1.1.1 温度安全线模型
根据人员耐高温环境的能力差异, 对克拉尼公式进行修正, 可得到基于温度的安全线, 如式 (2) 所示[13]。
式 (2) 中, T为环境温度, ℃;t为最大忍耐时间, s。
但该安全线模型仅考虑到恒定温度下的人员忍耐时间, 无法直接与火灾中客舱各出口实时变化的温度进行对比分析, 因此应将火灾仿真得到的各出口实时温度进行加权, 将加权后的温度与基于温度的安全线模型进行对比, 得到最大忍耐时间t, 即ASET (TE) 。加权处理如式 (3) 中所示。
式 (3) 中, 为t时刻的平均加权温度, ℃;TE为通过火灾仿真得到的客舱某出口处的实时温度, ℃。
1.1.2 CO浓度安全线模型
基于结合剂量-反应曲线, 并考虑到恐慌情况下忍受伤害的能力为静止状态下的1/3, 得到基于CO浓度的安全线[13]。
式 (4) 中, C为CO浓度, ×10-6 (ppm) ;t为最大忍耐时间, s。
同样, 上述安全线模型仅考虑到恒定CO浓度下的人员忍耐时间, 为能与各出口的实时CO浓度变化进行对比分析, 也应对火灾仿真得到的各出口实时CO浓度进行加权, 将加权后的CO浓度与基于CO浓度的安全线模型进行对比, 得到最大忍耐时间t, 即ASET (CCO) 。加权处理如式 (4) 所示。
式 (5) 中, 为t时刻的平均加权CO浓度, ×10-6 (ppm) ;CCO为通过火灾仿真得到的客舱某出口处的实时CO浓度, ×10-6 (ppm) 。
1.2 必需安全疏散时间
出口时间模型中的RSET包含三个主要组成部分:发现起火时间 (tdet) , 准备疏散时间 (tpre) 和客舱疏散时间 (tevac) [14];而客舱疏散时间又包含了开舱门及放置应急梯的时间 (tod) 和运动时间 (tmove) 。应用疏散仿真结果及出口时间模型, 可确定火灾场景下各出口的RSET。其中, 出口时间模型如图2所示。
1.3 优化疏散方案
通过ASET与RSET的对比, 分析整个人员火灾疏散过程是否安全。若某些出口的ASET<RSET, 则应将使用该出口的人数减少, 分配给安全冗余较大的出口, 同时尽量使每一段客舱通道的人流方向仅为一个方向, 避免疏散时造成混乱。随后继续重新进行疏散仿真, 确定优化疏散方案后的RSET, 直至所有出口的ASET≥RSET为止, 即表示火灾疏散过程是安全的。
2 实例分析
空中客车A380客机是目前世界上搭载旅客最多、客舱舱门数量最多的飞机, 其火灾疏散过程较其他机型更为复杂, 为此本文以A380为例, 其运用所建立的飞机客舱性能化防火设计方法进行防火性能分析, 并优化疏散方案。A380客机长73 m, 高24.1m, 为双层宽体飞机。采用3级客舱布置时有506个旅客座位。
使用基于FDS的可视化火灾仿真软件Pyro Sim作为火灾仿真软件, 采用旋转矩形方块拟合圆弧方法建立客舱模型。根据燃油泄漏的池火模型, 设定火源位置为主舱左侧中部, 火源为t2-稳定火源, 其热释放速率 (HRR) 为10 MW, 在40 s时达到最大HRR。模拟时间设置为90 s。而我国的运输类飞机适航标准要求在疏散验证中只允许使用一半的出口, 因此设定在本模型中仅开放右侧的8个出口, 其中主舱5个, 上舱3个。通过火灾仿真结果及基于温度、CO浓度的安全线模型, 确定各出口的ASET (TE) 和ASET (CCO) 。
基于各出口的ASET (TE) 和ASET (CCO) 及式 (1) , 确定各出口的ASET, 见表1。
使用Pathfinder作为疏散仿真工具, 建立客舱疏散模型, 设置客舱内人员自动选择距离最近的出口, 使仿真更接近实际[15]。疏散时人员的步速设置为正态分布, 标准差为0.3, 平均速度为1.1 m/s, 最大步速为1.2 m/s, 最小步速为0.96 m/s;肩宽为0.363~0.469 m之间的随机值;tdet和tpre均为2 s, tod为10 s。通过疏散仿真及出口时间模型, 确定每个出口的RSET, 见表2。
通过对比各出口的ASET与RSET, 发现3号、5号和7号出口ASET<RSET, 表示这三个出口的疏散过程存在危险, 应对疏散方案进行优化。将使用2号、3号和4号出口的人数减少, 分配给安全冗余较大的出口, 同时使客舱中每一段通道的人流方向仅为一个方向, 避免疏散时人员由于运动方向的不一致, 造成疏散过程的冲突和混乱。具体疏散方案如图3所示。
结合优化后的疏散方案重新进行仿真, 得到优化后各出口的RSET, 并与ASET进行对比, 使所有出口ASET≥RSET, 表示该火灾疏散过程是安全的, ASET与疏散方案优化前后RSET的对比如图4所示。
3 结论