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ICS 49.025.01 V 13
民用飞机机舱内部非金属材料
燃烧试验方法
Burning test method for cabin interior
nonmetallic material of civil aircraft
2014-05-19 发布 2014-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部 发 布
前 言
本标准按 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。
本标准代替 HB 5469-1991《民用飞机机舱内部非金属材料燃烧试验方法》。
本标准与 HB 5469-1991 相比的主要技术变化如下：
a) 对各燃烧试验箱示意图进行了修改。
b) 对主要设备要求进行了修改。
c) 规范了各燃烧试验的试验过程。
d) 提高了计时和尺寸测量器具的精确度。计时器精确度由“0.2s ”改为了“0.1s ”;测量用尺最小刻度由“2mm”改为“1mm ”。
e) 对试样尺寸进行了修改。垂直燃烧试验试样和水平燃烧试验试样尺寸分别由“368mm × 76mm ”、“356mm ×102mm ”统一改为“305mm ×76mm ”;45˚燃烧试验试样尺寸由“318mm ×375mm ”改为“254mm ×254mm ”;60˚燃烧试验试样尺寸由“至少 914mm ”改为“至少 762mm ”。
f) 增加了水平燃烧试验的燃烧速率计算公式和 60˚燃烧试验的烧焦长度计算公式。
本标准由中国航空综合技术研究所归口。
本标准起草单位：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院。
本标准主要起草人：吕峥烨、汤春培、韩松兴、顾俊鸣、纪艳玲、刘世英。
本标准的历次版本发布情况为：
——HB 5875-1985;
——HB 5469-1991。
民用飞机机舱内部非金属材料燃烧试验方法
1 范围
本标准规定了民用飞机机舱内部非金属材料燃烧试验的试验类型、试验设备和器材、试样、试验要求、试验程序及试验报告。
本标准适用于民用飞机机舱内部非金属材料燃烧性能试验。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
HB 5470 民用飞机机舱内部非金属材料燃烧性能要求
《中国民用航空规章第 25 部〈运输类飞机适航标准〉》(CCAR-25-R4) 中国民用航空局 2011年 11 月 7 日 中国民用航空局令第 209 号
3 术语和定义
HB 5470 和 CCAR-25-R4 界定的术语和定义适用于本文件。
4 试验类型
民用飞机机舱内部非金属材料燃烧试验类型：
a) 垂直燃烧试验：垂直燃烧试验的点火时间分为 60s 和 12s;
b) 水平燃烧试验;
c) 45˚燃烧试验;
d) 60˚燃烧试验。
5 试验设备和器材
5.1 燃烧试验箱
推荐的垂直燃烧试验箱箱体示意图见图 1、内部结构示意图见图 2;水平燃烧试验箱和 45˚燃烧试验箱箱体示意图见图 3;水平燃烧试验箱内部结构示意图见图 4，45˚燃烧试验箱内部结构示意图见图 5; 60˚燃烧试验箱箱体示意图见图 6、内部结构示意图见图 7。箱体应采用不锈钢或其他耐腐蚀金属材料，箱体内壁漆成无光黑色。也可采用其他经批准的等效燃烧试验箱。
5.2 燃烧器
燃烧器的灯管内径应为 9.5mm，可采用本生灯。
5.3 计时器
计时器至少精确到 0.1s，可采用秒表。
3 4
2
5
1
1―观察窗;2―箱门;3―通风孔;4―隔板;5―铰链
图 1 垂直燃烧试验箱箱体示意图
4
5
6
7
8
1
9
1―导轨;2―本生灯拉杆;3―弹簧;4―试样夹压紧弹簧;5―试样夹支架; 6―电磁铁组件;7―电磁铁调节螺母;8―电磁铁调节底板;9-导轨圆柱垫
a) 正视图
1
2
3
4
1―试样夹;2―本生灯;3―本生灯座组件;4―脚垫
b) 侧视图
图 2 垂直燃烧试验箱内部结构示意图
3
4
2
1
5
1―观察窗;2―箱门;3―通风孔;4―隔板;5―铰链
图 3 水平燃烧试验箱和 45。燃烧试验箱箱体示意图
5
6
4
3
2
1
10 9 8 7
1―拉杆套轴;2―本生灯拉杆;3―弹簧;4―拉杆套轴螺母;5―本生灯座组件;
6―试样夹组件;7―电磁铁调节螺母;8―电磁铁调节底板;9―电磁铁组件;10―导轨圆柱垫
a) 正视图
1
2
3
1―试样夹组件;2―本生灯;3―脚垫
b) 侧视图
图 4 水平燃烧试验箱内部结构示意图
6
5
4
3
2
1 45°
10 9 8 7
1―拉杆套轴;2―本生灯拉杆;3―弹簧;4―拉杆套轴螺母;5―本生灯座组件;
6―试样夹组件;7―电磁铁调节螺母;8―电磁铁调节底板;9―电磁铁组件;10―导轨圆柱垫
a) 正视图
1
2
3 1―试样夹组件;2―本生灯;3―脚垫
b) 侧视图
图 5 45。燃烧试验箱内部结构示意图
2
3
1
1―刚性夹具;2―滑轮;3―配重物
图 6 60。燃烧试验箱箱体示意图
3
2
4
5
6
1―刚性夹具;2―试样;3―滑轮;4―配重物;5―本生灯;6―本生灯组件
a) 正视图
2
3
4
5
1―运动机构组件;2―弹簧;3―拉杆;4―导轨;5―脚垫
b) 侧视图
图 7 60˚燃烧试验箱内部结构示意图
5.4 长度量具
长度量具最小分度应不低于 1.0mm，可采用直尺。
5.5 温度显示仪
温度显示仪的分辨率不低于 1℃,接 K 型热电偶，热电偶的结点直径为 1.2mm～1.5mm。
5.6 预处理箱
能使试样保持在(21±3)℃和 45%～55%的相对湿度环境里的恒温恒湿箱。
5.7 燃气
燃气应为能产生规定焰高和焰温的气体或混合气体，可采用纯度不低于 99%的甲烷或液化石油气作为试验用燃气。
6 试样
6.1 取样
6.1.1 试样应从装机用的成品件上切取，或从制成该零件的平板材料上切取。组合件(如夹层板)不应分割成单独的元件层进行试验。
6.1.2 织物的经纬两个方向均应进行试验，应使试样的较长尺寸平行于织物的经向或纬向。任意两个纬向试样不应有同一的纬线，任意两个经向试样不应有同一的经线。
6.2 试样尺寸
6.2.1 根据燃烧试验类型的不同，推荐的试样尺寸分别为：
a) 垂直燃烧试验试样至少为 76mm ×305mm;
b) 水平燃烧试验试样至少为 76mm ×305mm;
c) 45˚燃烧试验试样至少为 254mm ×254mm;
d) 60˚燃烧试验试样长度至少为 762mm。
6.2.2 试样厚度应不大于飞机上所使用部位的最小厚度，但下述情况例外：
a) 厚泡沫塑料零件厚度应不大于 13mm (如座椅垫);
b) 当试样较小时，其厚度应不大于 3mm;
c) 电缆电线绝缘层试样规格应和飞机上所使用的实际规格相同。
6.2.3 供货材料小于试样尺寸要求时，取全尺寸的供货材料试验。
6.3 试样边缘
试样边缘应反映装机材料或零件的真实横截面，不应带有保护边或材料的原始终边。
6.4 试样数量
每组试样数量应不少于 3 个，有疑问时应不少于 5 个。
7 试验要求
7.1 试样预处理
试验前，试样应在温度(21±3)℃和相对湿度 45%～55%的预处理箱中放置 24h 以上。试验时，每
次只能从预处理箱中取一个试样并立即进行试验。
7.2 试样夹持
7.2.1 垂直燃烧试验时，应夹紧试样的两个长边和上边。
7.2.2 水平燃烧试验时，应夹紧试样的两个长边和远离火焰的一边。
7.2.3 45˚燃烧试验时，应夹紧试样四边。
7.2.4 60˚燃烧试验时，试样下端应紧固于刚性夹具中，上端应绕过滑轮或圆杆与配重物连接，使试样保持张紧状态，见图 8。
2
1
90°
30˚
60°
3
1―配重物;2―滑轮;3―刚性夹具
图 8 60。燃烧试验示意图
7.3 试样外露尺寸
7.3.1 垂直燃烧试验试样外露尺寸应为 51mm ×305mm。
7.3.2 水平燃烧试验试样外露尺寸应为 51mm ×305mm。
7.3.3 45˚燃烧试验试样外露尺寸应为 203mm ×203mm。
7.3.4 60˚燃烧试验试样外露长度应为 610mm。
7.4 火焰
7.4.1 垂直、水平和 45˚燃烧试验时，火焰高度应为 38mm ，火焰内焰应呈锥形(见图 9)，热电偶放在火焰中心，高出燃烧器顶端平面 19mm。温度显示仪读出的火焰温度应不低于 843℃。
7.4.2 60˚燃烧试验时，火焰高度应为 76mm ，火焰内焰应呈锥形(见图 9)，热电偶放在火焰中心，高出燃烧器顶端平面 25mm。温度显示仪读出的火焰温度应不低于 954℃。
单位为毫米(mm)
4 5
1―本生灯;2―内焰;3―火焰高度指示器;4―外焰;5―热电偶
a) 垂直燃烧试验、水平燃烧试验、45˚燃烧试验燃烧器火焰示意图
1―本生灯;2―内焰;3―火焰高度指示器;4―外焰;5―热电偶
b) 60˚燃烧试验燃烧器火焰示意图
图 9 燃烧器火焰示意图
7.5 特殊形状试样
特殊形状试样在满足 6. 1 要求下，若不能放入试验箱中试验时，应在类似的条件下进行试验。
7.6 试验箱清理
每次试验结束后，打开试验箱门，排除试验箱内的烟雾。可打开排风扇加快清除。若试验箱底部有沉积物，则应去除。若有必要，在进行下一个试验前，清洁试验箱观察窗。
8 试验程序
8.1 试验前准备
开启燃气阀，点燃燃烧器，调节燃气量，使火焰达到 7.4 规定。
8.2 垂直燃烧试验
8.2.1 按 7.2. 1 规定夹持试样，将试样夹垂直固定在箱内规定位置上，试样下端高出燃烧器顶端平面19mm，关上试验箱门。
8.2.2 将计时器调整到零位。燃烧器放到试验位置， 使燃烧器火焰正处在试样前表面下缘的中心点上。同时启动计时器，记录点火时间 60s 或 12s 后，将燃烧器移出试验位置或熄灭燃烧器火焰。
8.2.3 观察并记录每个试样的焰燃时间、烧焦长度， 是否有滴落物及滴落物自熄时间和其他试验现象。若没有滴落物，则报告滴落物自熄时间为“0”，注明“没有滴落物”。若有不少于一滴的滴落物，则报告最长的滴落物自熄时间。若后面燃烧的滴落物再次点燃以前的滴落物，则报告滴落物自熄的总时间。
8.2.4 每组材料至少取三个试样的试验数据，分别计算并记录其焰燃时间、烧焦长度和滴落物自熄时间的算术平均值。
8.3 水平燃烧试验
8.3.1 按 7.2.2 规定夹持试样，试验时材料装机的外露面朝下。将试样夹置于箱内试样夹架上， 试样下端高出燃烧器顶端平面 19mm，关上试验箱门。
8.3.2 将计时器调整到零位。燃烧器放到试验位置，使燃烧器火焰正处在试样未夹持一端边缘线的垂直中心线上。同时启动计时器，记录点火时间 15s 后，将燃烧器移出试验位置或熄灭燃烧器火焰。
8.3.3 按以下情况，记录试样的燃烧时间：
a) 当火焰前沿未通过 38mm 标记线前自熄，该试样的燃烧时间记为“0 ”。
b) 当火焰前沿通过 38mm 标记线时开始计时，遇到下列情况之一者停止计时，所计时间为该试样的燃烧时间：
1) 火焰前沿在 4min 内，未通过 292mm 标记线自熄时;
2) 火焰前沿在 4min 内，通过 292mm 标记线时;
3) 计时开始后 4min 时，火焰既没有自熄，火焰前沿也没有通过 292mm 标记线。
8.3.4 测量并记录燃烧距离，并按以下方式计算燃烧速率：
a) 若火焰在其前沿通过 38mm 标记线前自熄，则该试样的燃烧速率为“0 ”。
b) 若火焰前沿通过 38mm 标记线，则按公式(1)计算燃烧速率：
式中：
ν —— 燃烧速率，单位为毫米每分钟(mm/min);
l —— 燃烧距离，单位为毫米(mm);
t —— 燃烧时间，单位为秒(s)。
8.3.5 每组材料至少取三个试样的试验数据，计算并记录其燃烧速率的算术平均值，记录其他试验现象。
8.4 45。燃烧试验
8.4.1 按 7.2.3 规定夹持试样，应将在飞机里使用的暴露面朝向火焰。将试样夹置于箱内试样夹架上，试样夹与水平面成 45˚。试样中心高出燃烧器顶端平面 25mm，关上试验箱门。
8.4.2 将计时器调整到零位。燃烧器放到试验位置， 使燃烧器火焰处在试样的中心。同时启动计时器，记录点火时间 30s 后，将燃烧器移出试验位置或熄灭燃烧器火焰。
8.4.3 观察并记录每个试样的焰燃时间、阴燃时间及其他试验现象。
8.4.4 检查每个试样的火焰穿透情况，记录“穿透”或“未穿透 ”。
8.4.5 每组材料至少取三个试样的试验数据，分别计算并记录其焰燃时间、阴燃时间的算术平均值。
8.5 60。燃烧试验
8.5.1 按 7.2.4 规定，将电线或电缆安装于试验箱内，使试样与水平面成 60˚角。燃烧器应和试样正交且与过试样的垂直平面成 30˚角，燃烧器顶端平面距离试样 25mm。在试验过程中，试验箱门始终呈敞开状态。
8.5.2 将计时器调整到零位。燃烧器放到试验位置，使燃烧器火焰施加在刚性夹具上端 203mm 处，同时启动计时器，记录点火时间 30s 后，将燃烧器移出试验位置或熄灭燃烧器火焰。试样在试验过程中发生断裂，不认为是试验失败。
8.5.3 按公式(2)计算每个试样的烧焦长度：
l=610_ l1 _ l2 ……………………………………………(2)
式中：
l —— 烧焦长度，单位为毫米(mm);
l1 —— 刚性夹具到烧焦长度下缘之间的距离，单位为毫米(mm);
l2 —— 滑轮或圆杆到烧焦长度上缘之间的距离，单位为毫米(mm)。
8.5.4 观察并记录每个试样的焰燃时间、烧焦长度， 是否有滴落物和滴落物自熄时间及其他试验现象。若没有滴落物，则报告滴落物自熄时间为“0”，注明“没有滴落物”。若有不少于一滴的滴落物，则报告最长的滴落物自熄时间。若后面燃烧的滴落物再次点燃以前的滴落物，则报告滴落物自熄的总时间。
8.5.5 每种材料至少取三个试样的试验数据，分别计算并记录其焰燃时间、烧焦长度和滴落物自熄时间的算术平均值。
9 试验报告
试验报告至少应包括以下内容：
a) 材料描述(材料名称、材料牌号、材料批号、材料标准等);
b) 委托单位;
c) 试样尺寸;
d) 火焰温度;
e) 环境条件;
f) 批准放行证书/适航批准标签编号(适用于适航验证试验);
g) 试验类型;
h) 试验编号;
i) 试验结果;
j) 现象说明;
k) 试验结论;
l) 试验日期和人员。
