中空纤维膜制氮：飞机燃油箱惰化与座舱供氧

航空领域对膜材料的应用同样广泛。飞机燃油箱在飞行过程中存在可燃蒸气爆炸的风险，机载中空纤维膜制氮系统通过分离空气中的氮气来惰化燃油箱，有效降低可燃性。南京航空航天大学的研究团队将飞行器环境控制系统与机载中空纤维膜制氮燃油箱惰化系统进行耦合，采用逆升压三轮环控技术，利用座舱环境控制系统中冷却涡轮的输出功率带动压气机，抽吸并提升膜制氮系统排放的富氧气体至座舱，实现座舱弥散式供氧。该系统采用耦合设计方法，充分回收利用了机载中空纤维膜制氮燃油箱惰化系统中排放的废气，有效提高了座舱氧分压，不仅提升了乘员舒适性，降低了高空缺氧给乘客带来的不良反应，还在相同座舱氧分压下减少了座舱内外压差。中空纤维膜空气分离模块的性能受温度和压力的显著影响，碳中空纤维膜在给定模块进出口压力比下表现出比聚合物中空纤维膜更优的性能。该系统结构简单、能量利用率高、易于调节和控制，具有高可靠性，为航空器燃油安全与座舱环境控制提供了一体化解决方案。