NIST-forskere brukte Fire Dynamics Simulator (FDS) for å modellere temperaturene på røyken som beveget seg gjennom passasjerflyets overliggende rom. En 3D-gjengivelse av FDS-utgang viser røyk som stiger fra en gassbrenner plassert foran i flyet. Fargene indikerer temperaturer fra varm (rød) til kald (blå).
NIST-forskere brukte Fire Dynamics Simulator (FDS) for å modellere temperaturene på røyken som beveget seg gjennom passasjerflyets overliggende rom. En 3D-gjengivelse av FDS-utgang viser røyk som stiger fra en gassbrenner plassert foran i flyet. Fargene indikerer temperaturer fra varm (rød) til kald (blå).

Nytt brannsimuleringsverktøy kan forbedre brannsikkerheten under flyreiser

Noen av de farligste brannene er de du ikke ser komme. Det gjelder ikke bare branner i bygninger, men også de som kan forekomme flere kilometer over bakken, altså ombord på flyet du sitter i neste gang du reiser luftveien. Mange fly har deteksjonsystemer som skal oppdage branner tidlig, men branner som utløses av gnister innunder taket på flyet, eller i overliggende rom der det finnes luftekanaler, kan utgjøre en stor risiko. En risiko som mange kanskje ikke er klar over.

Publisert

Det er mindre sannsynlig at det oppstår brann innunder taket på et fly, enn andre steder i og utenfor flyet. Disse brannene er vanskelig å oppdage og når de oppdages, er det oftest for sent. De områdene der det finnes luftekanaler mellom det buede taket og taket over kabinen, der det finnes elektriske ledninger og andre elementer, kan utgjøre en brannfare som man kanskje ikke var klar over.

Å plassere branndetektorer i hulrom over kabinen, er spesielt utfordrende for branningeniører, da det er vanskelig å forutsi hvor røyk vil bevege seg i det ”rotete” arealet innunder taket. En brannsimulerende datamodell utviklet ved National Institute of Standards and Technology (NIST) kan takket være nylige oppdateringer, tilby noen løsninger på problemet. The National NIST er underlagt Handelsdepartementet i USA, og er et av de eldste testlaboratorium innen fysikk. I en ny studie der et team av forskere blant annet fra NIST testet ut programvaren i et virkelighetstro scenario, gjorde at branningeniører fant nye løsninger på brannfeller, som man tidligere ikke har studert så nøye.

Ingeniørene/forskerne testet hvordan en brann innunder taket i et passasjerfly oppførte seg, og fant ut at programvaren som ble testet, kunne måle temperaturer og identifisere risikosonene i et tenkt brannscenario helt nøyaktig.

Fire Dynamics Simulator

NIST har laget et dataprogram som de har kalt Fire Dynamics Simulator (FDS) (https://www.nist.gov/services-resources/software/fds-and-smokeview). Programmet simulerer utviklingen av varme og røyk under en brann. Siden lanseringen i 2000 har programvaren blitt brukt av ingeniører over hele kloden for å utvikle brannsikkerhetstiltak for bygninger, og for rekonstruksjoner av virkelige branner. I begge tilfeller bruker ingeniører programvaren til å lære hvordan en brann vil utvikle seg eller har foregått, uten å først måtte utføre fullskalatester. Dette er tester som er svært kostbare og noen ganger vanskelige å utføre.

FDS kan ganske nøyaktig forutse hvordan en brann ”oppfører seg” ved flate overflater og rektangulære rom. Dette gir tilstrekkelig informasjon for et rom med rektangulær form, men buede overflater, som taket i et tog eller et fly, har vist at programvaren har vært utilstrekkelig. Branningeniører i USA har nå utviklet en oppdatering av programvaren som gjør simuleringene mer troverdige.

Nye forsøk

Haiqing Guo er en branningeniør og forsker som jobber ved Federal Aviation Administration (FAA). Han har undersøkt flysikkerheten inne i fly og er godt kjent med problemstillingen ved branner som oppstår på loftet i et fly. Da han fikk vite om FDS sine nye oppdateringer, trodde han at han hadde funnet et verktøy som kunne løse problemet, og han tok kontakt med brannforskerne ved NIST.

NIST og FAA satte sammen en gruppe som testet programvaren ved å sammenligne sine simulerte data med reelle data i et passasjerfly. Forsøker gikk ut på å plassere en gassbrenner både foran og bakerst i luftlommene og tenne en liten flamme, for å teste brann i en tidlig fase. En gruppe med fem brannmenn i beredskap var til stede av sikkerhetsmessige grunner. De testet 50 temperatursensorer gjennom hele ”loftet” på flyet for å kunne se hvordan den varme røyken utviklet seg i det komplekse arealet.

Les mer om forsøket som ble gjort her:

https://www.nist.gov/news-events/news/2021/03/new-fire-simulating-tool-could-improve-flight-fire-safety

Modellen viser at i FDS-progammet ble varm luft fra gassbrenneren fanget mellom metallribbene i rommet over bagasjelukene. Det samme fenomenet ble bekreftet i de virkelige eksperimentene, og viste det som FDS programmet allerede hadde estimert.
Modellen viser at i FDS-progammet ble varm luft fra gassbrenneren fanget mellom metallribbene i rommet over bagasjelukene. Det samme fenomenet ble bekreftet i de virkelige eksperimentene, og viste det som FDS programmet allerede hadde estimert.

Konklusjon:

Resultatet av testene viste at den nye FDS programvaren kan fange opp flere egenskaper ved en reell brann som kan oppstå i flyets buede luftlommer. Forskerne mener at denne utviklingen i programvaren kan være et pålitelig verktøy for branningeniører som utvikler fremtidige brannsikringstiltak.

Forskerne er sikre på at den nylige oppdateringen av FDS kan være nyttig fremover, både for å lære hvordan man oppdager branner, og hvordan man også slukker dem. Ved å modellere brannslukkingssystemer, for eksempel brannsprinklere, kan ingeniører samle verdifull informasjon om hvordan man slukker eller bremser spredningen av branner under flyreiser, også i takets buede konstruksjoner.

Kilde: NIST