ICS 49.020 V 10
民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验方法
Oil burner test for cargo liners of civil aircraft
2022-04-24 发布 2022-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部发布
前言
本标准按照 GB/T 1. 1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写》的规定起草。
本标准代替 HB 7265-1996《民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验方法》。
本标准与 HB 7265-1996 相比的主要技术变化如下：
—— 增加第 2 章“引用文件”的引用标准 GB 6537《3 号喷气燃料》;
—— 在第 3 章“术语和定义”中增加“烧穿 ”、“试样组 ”、“天花板试样”术语和定义;
—— 增加 4.2. 1 节“燃烧器的要求 ”;
—— 第 5 章“试样”增加了对试样构型的要求做出了新的规定;
—— 增加第 8 章“试验结果的记录 ”;
—— 删除第 2 章“引用文件”中原引用标准 GB 252《轻柴油》;
—— 修改了第 5 章的“试样预处理条件 ”;
—— 修改了第 6 章“设备标定过程 ”;
—— 修改了“试验报告”章节，改为第 9 章，同时修改该第 9 章内容。
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、中国航发北京航空材料研究院、上海航空工业(集团)有限公司。
本标准主要起草人：吕峥烨、李根、丁琨、雍耀、王薇、刘世英、侯振国、黄莎莎。
本标准及其所代替文件的历次版本发布情况为：
——1996 年首次发布为 HB 7265-1996;
——本次为第一次修订。
民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验方法
1 范围
本标准规定了民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验的试验设备、试样以及试验方法、步骤和试验报告等要求。
本标准适用于民用飞机货舱衬垫火焰穿透试验。
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， 仅所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。
GB 6537-2006 3 号喷气燃料
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
烧穿 burnthrough火焰穿透试样。
3.2
试样组 sample set
由一个天花板试样和侧壁板试样组成的试样组。
3.3
天花板试样 ceiling sample
试验时，处于水平位置的试样为天花板试样。
4 设备
4.1 试验设备示意图
试验设备示意图见图 1。
4.2 试验用燃烧器
4.2.1 要求
燃烧器的要求如下：
a) 燃烧器应为枪型燃烧器，推荐采用的燃烧器：Park DPL 3400 型、Lennor OB-32 型、Carlin 200 CRD 型等;
b) 若选用其他不同类型的燃烧器，则需进行对比试验，该燃烧器产生的火焰温度、热流及试验结果应与批准认可的燃烧器一致;
c) 可使用固定盘或调整片来改善火焰特性。
正视图侧视图
标引序号说明：
1-样架;2-水平试样;3-支撑角钢;4-垂直试样;5-燃烧器锥形筒;6-燃烧器组件;7-U 型钢槽;8-支撑架
图 1 试验设备示意图
4.2.2 燃烧器喷嘴
喷嘴有一 80˚ 喷射角，在 0.59MPa 压力时，额定流量为(0. 1260±0.0063)L/min。
4.2.3 燃烧器锥形筒
在燃烧器空气管的尾端安装一个燃烧器锥形筒，见图 2，其要求如下：
a) 锥形筒由 310 不锈钢或类似的防腐蚀、耐高温金属制成;
b) 锥形筒长(305±3)mm、厚(1.27±0.38)mm;
c) 锥形筒开口高(152±3)mm、宽(280±3)mm。
4.2.4 油压调整器
可调节油压，以产生(0. 1260±0.0063)L/min 的燃油流量。
4.2.5 风速仪
风速仪示意图见图 3，其要求如下：
a) 使用叶片式空气仪监控油燃烧器进口处的空气流速;
b) 进气口除了风速仪的开口外完全密封;
c) 风速仪在进气口处居中固定。
图 2 燃烧器锥形筒示意图
标引序号说明：
1-进气口;2-盖子;3-空气流速传感器口
图 3 风速仪示意图
4.3 热流计
4.3.1 热流计应为总热流箔型热流计，量程为(0～17)W/cm2，精确度为显示读数的±3%。
4.3.2 热流计支架示意图见图 4，其要求如下：
a) 燃烧器校准时，热流计安装在(152±3)mm ×(305±3)mm ×19 mm 的绝缘板上，绝缘板应安装在角钢托架上，便于燃烧器校准时安放在试验架上;
b) 应经常检查绝缘板是否损坏，必要时更换绝缘板，可以增加调整垫片，以保证热流计表面与试验燃烧器的锥形筒出口平面平行。
标引序号说明：
1-用于安装热流计的孔;2-绝热板;3-水冷热流计;4-角钢;5-燃烧器锥形筒
图 4 热流计支架示意图
4.4 热电偶梳
热电偶梳示意图见图 5，其要求如下：
a) 燃烧器校准时，采用七根热电偶制成的热电偶梳，每两根热电偶之间的间隔为 25mm;
b) 采用美国线规(AWG)30 号导线制成的热电偶，其直径为 1.6mm，用陶瓷充填，用金属铠装，为 K 型(铬镍-铝镍)，其结点接地;
c) 在燃烧器校准时，热电偶梳安放在试样架上。
4.5 试样架
试样架见图 6、图 7。试样架用角钢制成。
4.6 数据采集系统
可采用量程范围合适的校准过的记录仪或计算机数据采集系统，用于记录热流计与热电偶的输出结果。
4.7 计时器
用以测定燃烧器点火时间、材料燃烧时间和烧穿时间，可采用精确度为±1s/8h 的秒表或其他等效计时器。
4.8 燃料
采用中国 3 号燃料或其他等效燃油。3 号燃料产品标准见 GB 6537-2006。
标引序号说明：
1-7 根热电偶导线;2-角钢;3-燃烧器锥形筒
图 5 热电偶梳支架示意图
图 6 试样架示意图
图 7 试样固定框架
5 试样
5.1 试样数量
至少准备三个或三组试样。
5.2 试样尺寸
试样尺寸为(406±3)mm ×(610±3)mm，厚度与实际使用的厚度相同。
5.3 试样构型
试样构型要求如下：
a) 每一种货舱衬板类型和设计构型都应进行试验，设计构型包括影响货舱容火性能的货舱设计特征，如转角、接头、接缝、照明装置、卸压阀和温度传感器等;
b) 天花板和侧壁板可分开单独试验，但缺失的部分应用耐火材料制成的隔板替代;
c) 在天花板位置通过试验的试样，可直接用作侧壁板，不需要再进行试验。
5.4 试样预处理
试验前，试样在(21±3)℃和 55%±10%相对湿度的环境下放置至少 24h。
6 设备标定
6.1 打开燃烧室的通风罩。在燃烧器风扇关闭的条件下， 天花板试样上任意点 30.5cm 半径范围内的垂直空气流速小于 50.8 cm/s，水平空气流速小于 25.4cm/s。
6.2 确定燃油流量为(0.126 0±0.006 3)L/min。
6.3 打开燃烧器马达，至少运行 30s，使鼓风机达到运行速度(不必打开点火器和燃油)，调节风门使空气流量达到(1.89±0. 11)m3/min。
6.4 热流标定步骤如下：
a) 将热流计固定于支架上，并安装在放置试样的试样架上;
b) 燃烧器定位， 使燃烧器锥形筒出口的中心，距离热流计表面(203±3)mm，距侧壁板框架(51±3)mm;
c) 热流计的中心线与燃烧器锥形筒中心线重合;
d) 在启动燃烧器前，应保证热流计表面无烟灰堆积物，热流计中有冷却水流动;
e) 将燃烧器转至预热位置，检查并清除燃烧器锥形筒上的沉积物和烟垢等;
f) 打开燃油并点燃燃烧器，预热至少 2min;
g) 预热后，将燃烧器转到试验位置后，调整空气流量和油燃烧器组件使热流不小于 8.6W/cm2，至少每秒测量一次，每隔 30 s 求一次平均值，以保证燃烧的稳定性;
h) 在稳定地达到上述所要求的热流后，关闭燃烧器。
6.5 温度标定步骤如下：
a) 用热电偶梳替换下热流计支架;
b) 每根热电偶距离燃烧器锥形筒出口的垂直平面(203±3)mm，中间的一根热电偶放在燃烧器锥形筒出口中心上面;
c) 把燃烧器转到预热位置，检查并清除在燃烧器锥形筒上的沉积物和烟垢等;
d) 打开燃油并点燃燃烧器，预热 2 min;
e) 预热后将燃烧器转到试验位置，至少每秒钟记录一次每根热电偶的温度值，每隔 30s 求一次平均值;
f) 每根热电偶的温度应不低于 871℃;
g) 在稳定地达到上述所要求的温度后，移开燃烧器。
7 试验步骤
7.1 检查并清除燃烧器锥形筒上的烟灰堆积物和碎片。
7.2 将试样安装并用固定框将试样固定在各自的试样架上，在试样架上，用螺栓将固定框和试样架拧
在一起，检查试样架是否水平。
注：若天花板上有接缝、接头或紧固件，则使这些部件居中在燃烧器锥形筒上方;若侧壁板上有接缝、接头或紧固件，则这些部件应距离纵向顶端 51 mm。
7.3 在水平放置的天花板试样上方(102±3)mm 处安装热电偶或热电偶梳。若使用热电偶梳，将中间
的热电偶置于燃烧器锥形筒出口的中心线上。
7.4 将燃烧器转至预热位置。打开并点燃燃烧器，预热 2min。
7.5 将燃烧器转至试验位置，同时启动计时器。
7.6 在试验期间，至少每秒钟记录一次热电偶的温度，若使用热电偶梳，则记录中间热电偶的温度。
7.7 试样燃烧 5min，或发生火焰穿透试样时，试验终止。
7.8 关闭燃烧器，结束试验。
8 试验结果的记录
8.1 试样燃烧 5min 内，若有烧穿现象，记录发生烧穿现象的时间;若没有烧穿现象，则记录最高的背面温度及其发生时间。
8.2 天花板试样上方的热电偶测得的峰值温度若超过 203℃,则记录发生现象的时间。
8.3 试样在火焰燃烧期间观察到的现象，如分层、树脂引燃、烟雾等，包括上述现象发生的时间。
8.4 试样的方位。
9 试验报告
试验报告应至少包括以下内容：
a) 材料描述(材料名称、材料牌号、材料批号、材料标准等);
b) 送样单位;
c) 试样尺寸及数量;
d) 预处理条件;
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) 本标准编号;
h) 火焰标定记录;
i) 试验结果;
j) 现象说明;
k) 试验日期和人员。
参考文献
[ 1] CCAR25-R4 运输类飞机适航标准
[2] FAR25-R4 Department of transportation, Federal aviation administration regulation
[3] DOT/FAA/AR-00/12 Aircraft Materials Fire Test Handbook
