工程科学学报 Chinese Journal of Engineering 飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 刘天奇王宁郑秋雨蔡之馨段国升 Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft LIU Tian-qi.WANG Ning,ZHENG Qiu-yu,CAI Zhi-xin,DUAN Guo-sheng 引用本文： 刘天奇，王宁，郑秋雨，蔡之馨，段国升.飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性.工程科学学报，2020,42(12)： 1647-1652.doi:10.13374.issn2095-9389.2019.12.29.002 LIU Tian-qi,WANG Ning,ZHENG Qiu-yu,CAI Zhi-xin,DUAN Guo-sheng.Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft[J].Chinese Journal of Engineering,2020,42(12):1647-1652.doi:10.13374/j.issn2095- 9389.2019.12.29.002 在线阅读View online:https::/doi.org10.13374.issn2095-9389.2019.12.29.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 钛合金挤压用含NaCI新型玻璃润滑剂的黏-温特性、热腐蚀及热障性能 Viscosity-temperature characteristics,hot corrosion,and thermal barrier properties of new glass lubricants containing NaCl for the extrusion of titanium alloys 工程科学学报.2018.40(6：721htps:/oi.org10.13374.issn2095-9389.2018.06.010 聚丙烯纤维加筋固化尾砂强度及变形特性 Strength and deformation properties of polypropylene fiber-reinforced cemented tailings backfill 工程科学学报.2019,41(12：1618 https:/1doi.org/10.13374.issn2095-9389.2018.12.14.002 纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性 Pore structure of nano-porous thermal insulating materials and thermal transport via gas phase in their pores 工程科学学报.2019,41(6：788htps:/oi.org10.13374.issn2095-9389.2019.06.011 冶金熔渣混合制备微晶玻璃的组成及性能优化 Optimization of performance and composition for glass ceramics prepared from mixing molten slags 工程科学学报.2019,41(10：1288htps:1doi.org10.13374.issn2095-9389.2018.09.19.001 金属有机骨架（MOFs)纤维材料用于电阻式气体传感器的研究进展 Research progress on MOFs/fiber materials for resistive gas sensors 工程科学学报.2020.42(9%：1096 https:/doi.org10.13374.issn2095-9389.2019.12.16.006 具有微米纤维碳的硅/石墨/碳复合材料的制备及在锂离子电池中的应用 Preparation of silicon/graphite/carbon composites with fiber carbon and their application in lithium-ion batteries 工程科学学报.2019,41(10：1307htps:/doi.org/10.13374.issn2095-9389.2019.06.08.001
飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 刘天奇 王宁 郑秋雨 蔡之馨 段国升 Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft LIU Tian-qi, WANG Ning, ZHENG Qiu-yu, CAI Zhi-xin, DUAN Guo-sheng 引用本文: 刘天奇, 王宁, 郑秋雨, 蔡之馨, 段国升. 飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性[J]. 工程科学学报, 2020, 42(12): 1647-1652. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.12.29.002 LIU Tian-qi, WANG Ning, ZHENG Qiu-yu, CAI Zhi-xin, DUAN Guo-sheng. Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft[J]. Chinese Journal of Engineering, 2020, 42(12): 1647-1652. doi: 10.13374/j.issn2095- 9389.2019.12.29.002 在线阅读 View online: https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.12.29.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 钛合金挤压用含NaCl新型玻璃润滑剂的黏-温特性、热腐蚀及热障性能 Viscosity-temperature characteristics, hot corrosion, and thermal barrier properties of new glass lubricants containing NaCl for the extrusion of titanium alloys 工程科学学报. 2018, 40(6): 721 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2018.06.010 聚丙烯纤维加筋固化尾砂强度及变形特性 Strength and deformation properties of polypropylene fiber-reinforced cemented tailings backfill 工程科学学报. 2019, 41(12): 1618 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2018.12.14.002 纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性 Pore structure of nano-porous thermal insulating materials and thermal transport via gas phase in their pores 工程科学学报. 2019, 41(6): 788 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.011 冶金熔渣混合制备微晶玻璃的组成及性能优化 Optimization of performance and composition for glass ceramics prepared from mixing molten slags 工程科学学报. 2019, 41(10): 1288 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2018.09.19.001 金属有机骨架（MOFs）/纤维材料用于电阻式气体传感器的研究进展 Research progress on MOFs/fiber materials for resistive gas sensors 工程科学学报. 2020, 42(9): 1096 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.12.16.006 具有微米纤维碳的硅/石墨/碳复合材料的制备及在锂离子电池中的应用 Preparation of silicon/graphite/carbon composites with fiber carbon and their application in lithium-ion batteries 工程科学学报. 2019, 41(10): 1307 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.08.001
工程科学学报.第42卷，第12期：1647-1652.2020年12月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.12:1647-1652,December 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.12.29.002;http://cje.ustb.edu.cn 飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 刘天奇四，王宁，郑秋雨，蔡之馨，段国升 沈阳航空航天大学安全工程学院，沈阳110136 ☒通信作者，E-mail:liutiangi613@163.com 摘要为研究隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性，采用火焰蔓延特性测试仪探究玻璃纤维棉暴露于辐射热源和 明火条件下燃烧火焰蔓延特性.结果表明：当点火时间从15增大至85s,火焰沿Y轴正向蔓延最远距离从280增至435mm, 火焰蔓延速率整体呈现先减小、后增大、再减小趋势，分析认为火焰蔓延速率中途会增大是因为试样在制样时切割出切口， 使局部氧气在一定程度上得到补充.随辐射板温度在700-820℃范围内增大，火焰沿Y轴正向蔓延最远距离从280不断增 大至390mm,增幅达110mm,说明增大辐射板温度对促进火焰蔓延有显著作用，而火焰沿Y轴正向蔓延最远距离的增长速 率不断减小.通过监测燃烧过程中不同位置玻璃纤维棉内部实时温度，得到距离点火源越近的监测点温度整体偏高，同时最 高温度出现的时间大于点火时间.得到火焰沿Y轴正向蔓延最远距离与玻璃纤维棉厚度的定量拟合曲线，得到玻璃纤维棉 厚度在12~48m越大，对阻止火焰蔓延与扩散的效果越明显，分析认为这是由于大厚度玻璃纤维棉在燃烧时，有更多热量 沿内部厚度方向传播，从而减小了火焰热量沿Y轴正向的传播速度和蔓延距离. 关键词玻璃纤维棉：火焰蔓延：点火时间：隔热隔音材料：辐射板 分类号V250.2 Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft LIU Tian-q,WANG Ning,ZHENG Qiu-yu,CAI Zhi-xin,DUAN Guo-sheng School of Safety Engineering,Shenyang Aerospace University,Shenyang 110136,China Corresponding author,E-mail:liutiangi613@163.com ABSTRACT Thermal and sound insulation material in aircraft can ensure that the crew and passengers are in a relatively comfortable environment.To analyze the flame propagation characteristics of thermal and sound insulation superfine glass fiber wool,the flame propagation characteristics of glass fiber wool exposed to radiant heat and open flame were investigated using a flame propagation characteristic tester.Results show that,when the ignition time increases from 15 to 85s,the maximum distance of forward flame spread along the Y-axis increases from 280 to 435 mm.Moreover,the flame spread rate initially decreases,subsequently increases,and finally decreases.According to the analysis,the flame propagation rate increases because the sample is cut during the preparation process so that local oxygen is supplemented to a certain extent.When the temperature of the radiant plate increases within the range of 700- 820 C,the maximum distance of the flame spreading along the Y-axis was continuously increased from 280 to 390 mm,an increase of 110 mm,indicating that the increase in the temperature of the radiant plate has a significant positive effect on the spread of the flame. Furthermore,the growth rate of the flame that spreads the longest along the Y-axis decreases.By monitoring the real-time temperature inside the glass fiber wool at different positions during the combustion process,we determined that the temperature at the monitoring point close to the ignition source is generally high,and at the same time,the maximum temperature appears longer than the ignition time. The quantitative fitting curve of the furthest distance of forward flame spread along the Y-axis and the thickness of the glass fiber wool is 收稿日期：2019-12-29 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51774168)：辽宁省自然科学基金资助项目(2020-BS-175):辽宁省教育厅科研资助项目(YT19038 L201754):沈阳航空航天大学人才引进博士科研启动基金资助项目(18YB25)
飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 刘天奇苣，王 宁，郑秋雨，蔡之馨，段国升 沈阳航空航天大学安全工程学院，沈阳 110136 苣通信作者，E-mail：liutianqi613@163.com 摘 要 为研究隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性，采用火焰蔓延特性测试仪探究玻璃纤维棉暴露于辐射热源和 明火条件下燃烧火焰蔓延特性. 结果表明：当点火时间从 15 增大至 85 s，火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离从 280 增至 435 mm， 火焰蔓延速率整体呈现先减小、后增大、再减小趋势，分析认为火焰蔓延速率中途会增大是因为试样在制样时切割出切口， 使局部氧气在一定程度上得到补充. 随辐射板温度在 700～820 ℃ 范围内增大，火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离从 280 不断增 大至 390 mm，增幅达 110 mm，说明增大辐射板温度对促进火焰蔓延有显著作用，而火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离的增长速 率不断减小. 通过监测燃烧过程中不同位置玻璃纤维棉内部实时温度，得到距离点火源越近的监测点温度整体偏高，同时最 高温度出现的时间大于点火时间. 得到火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离与玻璃纤维棉厚度的定量拟合曲线，得到玻璃纤维棉 厚度在 12～48 mm 越大，对阻止火焰蔓延与扩散的效果越明显，分析认为这是由于大厚度玻璃纤维棉在燃烧时，有更多热量 沿内部厚度方向传播，从而减小了火焰热量沿 Y 轴正向的传播速度和蔓延距离. 关键词 玻璃纤维棉；火焰蔓延；点火时间；隔热隔音材料；辐射板 分类号 V250.2 Flame propagation characteristics of retardant superfine glass fiber wool in aircraft LIU Tian-qi苣 ，WANG Ning，ZHENG Qiu-yu，CAI Zhi-xin，DUAN Guo-sheng School of Safety Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China 苣 Corresponding author, E-mail: liutianqi613@163.com ABSTRACT Thermal and sound insulation material in aircraft can ensure that the crew and passengers are in a relatively comfortable environment. To analyze the flame propagation characteristics of thermal and sound insulation superfine glass fiber wool, the flame propagation characteristics of glass fiber wool exposed to radiant heat and open flame were investigated using a flame propagation characteristic tester. Results show that, when the ignition time increases from 15 to 85 s, the maximum distance of forward flame spread along the Y-axis increases from 280 to 435 mm. Moreover, the flame spread rate initially decreases, subsequently increases, and finally decreases. According to the analysis, the flame propagation rate increases because the sample is cut during the preparation process so that local oxygen is supplemented to a certain extent. When the temperature of the radiant plate increases within the range of 700− 820 ℃, the maximum distance of the flame spreading along the Y-axis was continuously increased from 280 to 390 mm, an increase of 110 mm, indicating that the increase in the temperature of the radiant plate has a significant positive effect on the spread of the flame. Furthermore, the growth rate of the flame that spreads the longest along the Y-axis decreases. By monitoring the real-time temperature inside the glass fiber wool at different positions during the combustion process, we determined that the temperature at the monitoring point close to the ignition source is generally high, and at the same time, the maximum temperature appears longer than the ignition time. The quantitative fitting curve of the furthest distance of forward flame spread along the Y-axis and the thickness of the glass fiber wool is 收稿日期: 2019−12−29 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51774168）；辽宁省自然科学基金资助项目（2020-BS-175）；辽宁省教育厅科研资助项目（JYT19038， L201754）；沈阳航空航天大学人才引进博士科研启动基金资助项目（18YB25） 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期：1647−1652，2020 年 12 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 12: 1647−1652, December 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.12.29.002; http://cje.ustb.edu.cn
·1648 工程科学学报，第42卷，第12期 obtained.The thicker the glass fiber wool is (i.e.,from 12 to 48 mm),the more obvious the effect on preventing flame spread and diffusion.When the glass fiber wool is burned,more heat is propagated along the thickness direction of the inner layer,thereby reducing the flame heat propagation speed and spread distance along the Y-axis forward direction. KEY WORDS glass fiber wool;flame propagation;ignition time;thermal and sound insulation material;radiation panel 无论是民用客机还是军用战机，在驾驶舱、客 研究尚未充分展开 舱等舱室附近区域会使用大量隔热隔音材料，以 鉴于此，采用微米级直径的超细玻璃纤维制 保证舱室内人员处于相对恒温、低噪音的环境 成的玻璃纤维棉为研究对象，研究将其暴露在辐 隔热隔音材料布置的地点属于相对隐蔽区，附近 射热源和火焰下的可燃性与火焰蔓延特性.目前， 会分布大量航空线缆山，无论是线缆着火引燃隔热 陈照峰等2)、陈舟2对航空超细玻璃纤维棉制备 隔音材料，还是隔热隔音材料着火引燃线缆，均具 的关键技术进行了系统研究.超细玻璃纤维棉是 有严重坠机风险.比如，在1988-09-02，瑞士航空 隔热隔音性能优异的无机非金属材料，具有较好 MD-11客机在巡航状态下，由于电线短路引燃隔 的绝缘性、耐热性和抗腐蚀性，在航空器保温、降 热层，造成电气控制系统失灵，使机组乘客299人 噪领域应用广泛.虽然飞机超细玻璃纤维棉属于 全部遇难.由此可见，虽然飞机隔热隔音材料既是 阻燃材料，但当满足燃烧的条件，同样会引发亚重 阻燃材料，同时也是不燃材料，但并不代表此类隔 的火灾甚至爆炸事故，超细玻璃纤维棉的阻燃作 热隔音材料在任何条件下都不会发生燃烧，当满足 用就是给火灾发生时争取更多的时间，因此，研究 一定的温度、充足的氧气条件下，燃烧同样会发生- 超细玻璃纤维棉可燃性与火焰蔓延特性对认识飞 而隔热隔音材料阻燃的作用则体现在火灾发生 机隔热隔音材料燃烧危险性与安全稳定性具有重 时，能起到相对延缓和推迟火势蔓延的作用6，使 要意义 得起火时，隔热隔音材料不易被烧着，减轻燃烧猛 1 试验原理与实验样品 烈程度，缩小燃烧范围，为及早发现隐患和及时救 援赢得宝贵时间，因此，对飞机隔热隔音材料暴露 1.1实验原理 于辐射热源和明火条件下的燃烧火焰蔓延特性展 使用的超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性测 开研究十分必要 试仪如图I(a),主要由辐射板试验箱和控制柜两 目前，国内外对飞机隔热隔音材料制备技术 部分组成，用于测试暴露在辐射热源和火焰下的 展开了大量研究？川，对其可燃性及燃烧火焰蔓延 隔热隔音材料火焰蔓延特性.其中，辐射板试验箱 特性的研究已取得一定进展.早在20世纪90年 长1.4m,主要包括辐射板、玻璃窗、试样盘、点火装 代，美国联邦航空局为降低隔热隔音材料的燃烧 置、校准装置、测温装置及排烟装置，如图1(b) 危险性，制定了多种实验研究方法以，Huang与 控制柜主要包括触控屏幕、电气控制系统、水冷 Zhang!1基于有限体积法，建立了多孔介质热辐射 系统、燃气调节系统及各功能控制按钮 与热传导相结合的数值模型，并应用于隔热隔音 其中，辐射板尺寸为327mm×470mm,由6个 材料传热特征研究，算得多层隔热材料中的瞬态 76mm宽的发射条组成，可提供700℃以上的辐 温度与实测温度误差小于6.5%：任德鹏等采用 射温度，以此作为辐射热源.点火使用的可燃气体 数值分析法研究了飞机发动机冷气道与隔热层之 为纯度99.99%的丙烷，先通过电点火将其点燃， 间的耦合传热过程，得出增加冷气流量、减小壁面 再调节辐射板试验箱右侧把手，使喷灯火焰与试 发射率可有效减小隔热层温度；Headley等l)使用 样盘成30°夹角，从而令试样盘中的玻璃纤维棉燃 瞬态平面热源技术研究了两种陶瓷纤维的导热 烧，同时启动计时功能，控制点火时间.试验结束 率，验证了陶瓷纤维可做为隔热材料被用于航空、 后，启动排烟按钮将测试箱内烟气安全排出室外 军事等极端高温、高压环境；Lee等u%、Zhao等I-1y 1.2实验样品 和杨海龙等20研究了高孔隙率纤维隔热层辐射热 选取航空超细玻璃纤维棉隔热隔音材料，纤 传递过程；An等2和Huang等21分析了聚苯乙烯 维直径1.3~4.2μm,制备过程使用了质量分数为 防火泡沫做为隔热材料的可燃性.可见，在超细玻 5%的酚醛树脂粘胶剂，以增强玻璃纤维棉的强 璃纤维棉隔热隔音材料燃烧火焰蔓延特性方面的 度.实验前，将试样置于温度212℃、相对湿度
obtained. The thicker the glass fiber wool is (i.e., from 12 to 48 mm), the more obvious the effect on preventing flame spread and diffusion. When the glass fiber wool is burned, more heat is propagated along the thickness direction of the inner layer, thereby reducing the flame heat propagation speed and spread distance along the Y-axis forward direction. KEY WORDS glass fiber wool；flame propagation；ignition time；thermal and sound insulation material；radiation panel 无论是民用客机还是军用战机，在驾驶舱、客 舱等舱室附近区域会使用大量隔热隔音材料，以 保证舱室内人员处于相对恒温、低噪音的环境. 隔热隔音材料布置的地点属于相对隐蔽区，附近 会分布大量航空线缆[1] ，无论是线缆着火引燃隔热 隔音材料，还是隔热隔音材料着火引燃线缆，均具 有严重坠机风险. 比如，在 1988–09–02，瑞士航空 MD-11 客机在巡航状态下，由于电线短路引燃隔 热层，造成电气控制系统失灵，使机组乘客 299 人 全部遇难. 由此可见，虽然飞机隔热隔音材料既是 阻燃材料，同时也是不燃材料，但并不代表此类隔 热隔音材料在任何条件下都不会发生燃烧，当满足 一定的温度、充足的氧气条件下，燃烧同样会发生[2−4] . 而隔热隔音材料阻燃的作用则体现在火灾发生 时，能起到相对延缓和推迟火势蔓延的作用[5−6] ，使 得起火时，隔热隔音材料不易被烧着，减轻燃烧猛 烈程度，缩小燃烧范围，为及早发现隐患和及时救 援赢得宝贵时间. 因此，对飞机隔热隔音材料暴露 于辐射热源和明火条件下的燃烧火焰蔓延特性展 开研究十分必要. 目前，国内外对飞机隔热隔音材料制备技术 展开了大量研究[7−11] ，对其可燃性及燃烧火焰蔓延 特性的研究已取得一定进展. 早在 20 世纪 90 年 代，美国联邦航空局为降低隔热隔音材料的燃烧 危险性 ，制定了多种实验研究方法[12] ； Huang 与 Zhang[13] 基于有限体积法，建立了多孔介质热辐射 与热传导相结合的数值模型，并应用于隔热隔音 材料传热特征研究，算得多层隔热材料中的瞬态 温度与实测温度误差小于 6.5%；任德鹏等[14] 采用 数值分析法研究了飞机发动机冷气道与隔热层之 间的耦合传热过程，得出增加冷气流量、减小壁面 发射率可有效减小隔热层温度；Headley 等[15] 使用 瞬态平面热源技术研究了两种陶瓷纤维的导热 率，验证了陶瓷纤维可做为隔热材料被用于航空、 军事等极端高温、高压环境；Lee 等[16]、Zhao 等[17−19] 和杨海龙等[20] 研究了高孔隙率纤维隔热层辐射热 传递过程；An 等[21] 和 Huang 等[22] 分析了聚苯乙烯 防火泡沫做为隔热材料的可燃性. 可见，在超细玻 璃纤维棉隔热隔音材料燃烧火焰蔓延特性方面的 研究尚未充分展开. 鉴于此，采用微米级直径的超细玻璃纤维制 成的玻璃纤维棉为研究对象，研究将其暴露在辐 射热源和火焰下的可燃性与火焰蔓延特性. 目前， 陈照峰等[23]、陈舟[24] 对航空超细玻璃纤维棉制备 的关键技术进行了系统研究. 超细玻璃纤维棉是 隔热隔音性能优异的无机非金属材料，具有较好 的绝缘性、耐热性和抗腐蚀性，在航空器保温、降 噪领域应用广泛. 虽然飞机超细玻璃纤维棉属于 阻燃材料，但当满足燃烧的条件，同样会引发严重 的火灾甚至爆炸事故，超细玻璃纤维棉的阻燃作 用就是给火灾发生时争取更多的时间，因此，研究 超细玻璃纤维棉可燃性与火焰蔓延特性对认识飞 机隔热隔音材料燃烧危险性与安全稳定性具有重 要意义. 1 试验原理与实验样品 1.1 实验原理 使用的超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性测 试仪如图 1（a），主要由辐射板试验箱和控制柜两 部分组成，用于测试暴露在辐射热源和火焰下的 隔热隔音材料火焰蔓延特性. 其中，辐射板试验箱 长 1.4 m，主要包括辐射板、玻璃窗、试样盘、点火装 置、校准装置、测温装置及排烟装置，如图 1（b）. 控制柜主要包括触控屏幕、电气控制系统、水冷 系统、燃气调节系统及各功能控制按钮. 其中，辐射板尺寸为 327 mm×470 mm，由 6 个 76 mm 宽的发射条组成，可提供 700 ℃ 以上的辐 射温度，以此作为辐射热源. 点火使用的可燃气体 为纯度 99.99% 的丙烷，先通过电点火将其点燃， 再调节辐射板试验箱右侧把手，使喷灯火焰与试 样盘成 30°夹角，从而令试样盘中的玻璃纤维棉燃 烧，同时启动计时功能，控制点火时间. 试验结束 后，启动排烟按钮将测试箱内烟气安全排出室外. 1.2 实验样品 选取航空超细玻璃纤维棉隔热隔音材料，纤 维直径 1.3～4.2 μm，制备过程使用了质量分数为 5% 的酚醛树脂粘胶剂，以增强玻璃纤维棉的强 度. 实验前，将试样置于温度 21±2 ℃、相对湿度 · 1648 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期
刘天奇等：飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 1649 1.4m (a) (b) Glass Radiation window panel Test box of radiation panel Control cabinet Sliding door of cabinet 图1火焰蔓延特性测试仪.()实物图：(b)辐射板试验箱示意图 Fig.1 Flame propagation characteristic tester:(a)physical map;(b)diagram of radiation panel test box 55%士10%环境下24h.制样时，测量样品厚度为 样品厚度24mm,点火时间（记为）依次设置为15 24mm,如图2(a).根据《CCAR-25中国民用航空 25、35、45、55、65、75和85s.将火焰沿Y轴正向 规章运输类飞机适航标准》附录F第Ⅵ部分2，为 蔓延最远距离记为1，则1随1的变化关系如图3 避免玻璃纤维棉芯体材料受外力压缩变形，可使 从图3分析可知：t为15s时，1达到280mm 用热封装、缝合、捆扎等方式进行预处理.本实验 (如图4，根据标尺度数)，当1从15s逐渐增大至 采用外部包覆材料缝合的方式，同时，在试样框背 85s过程中1逐渐增大，最终达到435mm,增幅高 面朝上条件下把玻璃纤维棉安装到试样框时，尽 达155mm,说明增大点火时间对火焰沿Y轴正向 量不把螺丝钉拧到最紧的位置，使挡板固定住玻 蔓延最远距离具有明显促进作用.从曲线斜率变 璃纤维棉即可，实验时再将试样框正面朝上，使玻 化角度分析火焰蔓延速率，可知：当1在15到85s 璃纤维芯体材料不受挤压作用，以保证实验结果 内不断增大，火焰蔓延速率整体呈现先减小、后增 准确性.将玻璃纤维棉制成318mm宽(X轴方 大、再减小的趋势，即1在35~55s内火焰蔓延速 向)、584mm长(Y轴方向)，同时在试样上沿左边 率k2明显小于1在15~35s内火焰蔓延速率k,这 缘80mm纵向(X方向)切割51mm切口，以保证 主要是由于丙烷喷灯火焰将玻璃纤维棉点燃后， 材料内部燃烧时的氧气供应，如图2(b).待辐射板 在一定时间内消耗了局部空间的氧气，使玻璃纤 温度达到目标温度后，启动点火并将丙烷喷灯调 维棉内部氧气浓度快速下降.随后由于试样在制 至与试样盘30°夹角位置，如图2(c) 样中切割出切口，使局部氧气在一定程度上得到 2火焰沿Y轴正向蔓延最远距离随点火 补充，导致1在55~65s内火焰蔓延速率k3出现大 于2现象.最终1在65~85s内氧气被第二次大 时间变化规律分析 量消耗，因此火焰蔓延速率k4明显降低，使火焰蔓 为描述点火后火焰蔓延的方向和距离，建立 延最远距离在1为75~85s内仅增大5mm X、Y坐标轴，如图2(b).将火焰蔓延表述为“最远 3辐射板温度与超细玻璃纤维棉厚度对火 距离”，是因为在X轴不同位置，火焰沿Y轴正向 焰蔓延特性的影响 蔓延的距离是不一致的，即火焰在玻璃纤维棉上 蔓延痕迹的前缘轮廓不是一条垂直于Y轴的直 3.1不同辐射板温度下火焰蔓延特性分析 线.另外，实验参数为：辐射板温度设置为700℃， 由上文可知，辐射板温度为700℃、样品厚度 (c) (a) (b) -Incision Radiation panel Blowtorch 图2超细玻璃纤维棉制样与点火.(a)样品厚度：(b)样品：(c)点火 Fig.2 Sample of superfine glass fiber wool and ignition:(a)sample thickness;(b)sample;(c)ignition
55%±10% 环境下 24 h. 制样时，测量样品厚度为 24 mm，如图 2（a）. 根据《CCAR-25 中国民用航空 规章运输类飞机适航标准》附录 F 第Ⅵ部分[25] ，为 避免玻璃纤维棉芯体材料受外力压缩变形，可使 用热封装、缝合、捆扎等方式进行预处理. 本实验 采用外部包覆材料缝合的方式，同时，在试样框背 面朝上条件下把玻璃纤维棉安装到试样框时，尽 量不把螺丝钉拧到最紧的位置，使挡板固定住玻 璃纤维棉即可，实验时再将试样框正面朝上，使玻 璃纤维芯体材料不受挤压作用，以保证实验结果 准确性. 将玻璃纤维棉制成 318 mm 宽 （X 轴方 向）、584 mm 长（Y 轴方向），同时在试样上沿左边 缘 80 mm 纵向（X 方向）切割 51 mm 切口，以保证 材料内部燃烧时的氧气供应，如图 2（b）. 待辐射板 温度达到目标温度后，启动点火并将丙烷喷灯调 至与试样盘 30°夹角位置，如图 2（c）. 2 火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离随点火 时间变化规律分析 为描述点火后火焰蔓延的方向和距离，建立 X、Y 坐标轴，如图 2（b）. 将火焰蔓延表述为“最远 距离”，是因为在 X 轴不同位置，火焰沿 Y 轴正向 蔓延的距离是不一致的，即火焰在玻璃纤维棉上 蔓延痕迹的前缘轮廓不是一条垂直于 Y 轴的直 线. 另外，实验参数为：辐射板温度设置为 700 ℃， 样品厚度 24 mm，点火时间（记为 t）依次设置为 15、 25、35、45、55、65、75 和 85 s. 将火焰沿 Y 轴正向 蔓延最远距离记为 l，则 l 随 t 的变化关系如图 3. 从图 3 分析可知： t 为 15 s 时 ， l 达到 280 mm （如图 4，根据标尺度数），当 t 从 15 s 逐渐增大至 85 s 过程中 l 逐渐增大，最终达到 435 mm，增幅高 达 155 mm，说明增大点火时间对火焰沿 Y 轴正向 蔓延最远距离具有明显促进作用. 从曲线斜率变 化角度分析火焰蔓延速率，可知：当 t 在 15 到 85 s 内不断增大，火焰蔓延速率整体呈现先减小、后增 大、再减小的趋势，即 t 在 35～55 s 内火焰蔓延速 率 k2 明显小于 t 在 15～35 s 内火焰蔓延速率 k1，这 主要是由于丙烷喷灯火焰将玻璃纤维棉点燃后， 在一定时间内消耗了局部空间的氧气，使玻璃纤 维棉内部氧气浓度快速下降. 随后由于试样在制 样中切割出切口，使局部氧气在一定程度上得到 补充，导致 t 在 55～65 s 内火焰蔓延速率 k3 出现大 于 k2 现象. 最终 t 在 65～85 s 内氧气被第二次大 量消耗，因此火焰蔓延速率 k4 明显降低，使火焰蔓 延最远距离在 t 为 75～85 s 内仅增大 5 mm. 3 辐射板温度与超细玻璃纤维棉厚度对火 焰蔓延特性的影响 3.1 不同辐射板温度下火焰蔓延特性分析 由上文可知，辐射板温度为 700 ℃、样品厚度 Glass window Radiation panel 1.4 m Sliding door of cabinet Test box of radiation panel Control cabinet (a) (b) 图 1 火焰蔓延特性测试仪. （a）实物图；（b）辐射板试验箱示意图 Fig.1 Flame propagation characteristic tester: (a) physical map; (b) diagram of radiation panel test box X Y Incision 0 Blowtorch Radiation panel (a) (b) (c) 图 2 超细玻璃纤维棉制样与点火. （a）样品厚度；（b）样品；（c）点火 Fig.2 Sample of superfine glass fiber wool and ignition: (a) sample thickness; (b) sample; (c) ignition 刘天奇等： 飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 · 1649 ·
.1650 工程科学学报，第42卷，第12期 440 到110mm,说明增大T对I具有显著促进作用.从 420 400 图5曲线整体走势看出：当T从700增大至720℃ 380 时，1从280增大至310mm,增幅达30mm.而在 T从720增大至740℃、从740增大至760℃、从760 340 增大至780℃、从780增大至800℃、从800增大 320 300 至820℃时，相应1的增幅分别为26、20、16、12和 280 6mm,说明随T在700~820℃内不断增大，1增长 260 1525354555657585 速率在不断减小.分析认为：造成这一现象的原因 s 主要是由于辐射板所提供的温度虽然对火焰沿 图31随1变化关系 Y轴正向蔓延最远距离有明显作用，但其热量传递 Fig.3 Relationship between and t 的本质是热辐射，而丙烷喷灯点火时热量传递的 Ruler 本质是热传导，由于热辐射仅是由于辐射热板具 有温度而辐射电磁波，相比于热传导是热量直接 从高温向低温物体转移，因此T的增加对1增大作 用呈现递减趋势 当辐射板温度T为820℃时，火焰沿Y轴正 向蔓延最远距离1高达390mm(如图6)，为进一步 探究该条件下玻璃纤维棉内部温度变化情况，在 内部沿中间厚度位置预埋了3根热电偶，其位置坐 标(x,)分别为A(140,130),B140,260)和C(140,390), 图4火焰蔓延情况(=15s) 单位是mm.其中，沿X轴140mm属于玻璃纤维 Fig.4 Flame propagation condition(=15 s) 棉沿X轴方向中间位置，沿Y轴方向130、260和 390mm预留热电偶可以实现对不同位置玻璃纤 24mm、点火时间15s时，火焰沿Y轴正向蔓延最 维棉内部温度的实时读取.在A、B和C点监测到 远距离为280mm.其中，辐射板作为辐射热源，提 的温度T,随时间o实时变化情况如图7，可见： 供的热源温度是可调试的.为探究不同的辐射板 A点位置点火后16s达到最高温度2370℃，B点 温度对玻璃纤维棉点火后火焰蔓延特性的影响， 位置点火后16s达到最高温度1850℃，C点位置 在此基础上，增大辐射板温度分别至720、740、 点火后17s达到最高温度820℃，说明距离点火 760、780、800和820℃，得到火焰沿Y轴正向蔓延 源越近，监测点的温度整体越高.另外，3个监测 最远距离1和辐射板温度T的关系如图5 点点火后出现最高温度的时间大于点火时间15s, 400 这是由于火焰将玻璃纤维棉燃烧后继续沿Y轴正 380 向传播，当停止点火后，3个监测点温度在达到局 部峰值后均呈迅速下降趋势，说明火焰燃烧剧烈 360 程度也明显减小 目30 320 300 280 ■ 700720740760780800820 T7℃ 图5I随T变化关系 Fig.5 Relationship between and T 从图5分析可知：随辐射板温度T在700~ 820℃范围内不断增大，火焰沿Y轴正向蔓延最远 图6火焰蔓延情况(T=820℃) 距离1从280mm随之不断增大至390mm,增幅达 Fig.6 Flame propagation condition(7=820 C)
24 mm、点火时间 15 s 时，火焰沿 Y 轴正向蔓延最 远距离为 280 mm. 其中，辐射板作为辐射热源，提 供的热源温度是可调试的. 为探究不同的辐射板 温度对玻璃纤维棉点火后火焰蔓延特性的影响， 在此基础上 ，增大辐射板温度分别至 720、 740、 760、780、800 和 820 ℃，得到火焰沿 Y 轴正向蔓延 最远距离 l 和辐射板温度 T 的关系如图 5. 从图 5 分析可知 ：随辐射板温度 T 在 700～ 820 ℃ 范围内不断增大，火焰沿 Y 轴正向蔓延最远 距离 l 从 280 mm 随之不断增大至 390 mm，增幅达 到 110 mm，说明增大 T 对 l 具有显著促进作用. 从 图 5 曲线整体走势看出：当 T 从 700 增大至 720 ℃ 时 ，l 从 280 增大至 310 mm，增幅达 30 mm. 而在 T 从 720 增大至 740 ℃、从 740 增大至 760 ℃、从 760 增大至 780 ℃、从 780 增大至 800 ℃、从 800 增大 至 820 ℃ 时，相应 l 的增幅分别为 26、20、16、12 和 6 mm，说明随 T 在 700～820 ℃ 内不断增大，l 增长 速率在不断减小. 分析认为：造成这一现象的原因 主要是由于辐射板所提供的温度虽然对火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离有明显作用，但其热量传递 的本质是热辐射，而丙烷喷灯点火时热量传递的 本质是热传导，由于热辐射仅是由于辐射热板具 有温度而辐射电磁波，相比于热传导是热量直接 从高温向低温物体转移，因此 T 的增加对 l 增大作 用呈现递减趋势. 当辐射板温度 T 为 820 ℃ 时，火焰沿 Y 轴正 向蔓延最远距离 l 高达 390 mm（如图 6），为进一步 探究该条件下玻璃纤维棉内部温度变化情况，在 内部沿中间厚度位置预埋了 3 根热电偶，其位置坐 标 (x,y) 分别为 A(140,130)，B(140,260) 和 C(140,390)， 单位是 mm. 其中，沿 X 轴 140 mm 属于玻璃纤维 棉沿 X 轴方向中间位置，沿 Y 轴方向 130、260 和 390 mm 预留热电偶可以实现对不同位置玻璃纤 维棉内部温度的实时读取. 在 A、B 和 C 点监测到 的温度 T0 随时间 t0 实时变化情况如图 7，可见： A 点位置点火后 16 s 达到最高温度 2370 ℃ ，B 点 位置点火后 16 s 达到最高温度 1850 ℃，C 点位置 点火后 17 s 达到最高温度 820 ℃，说明距离点火 源越近，监测点的温度整体越高. 另外，3 个监测 点点火后出现最高温度的时间大于点火时间 15 s， 这是由于火焰将玻璃纤维棉燃烧后继续沿 Y 轴正 向传播，当停止点火后，3 个监测点温度在达到局 部峰值后均呈迅速下降趋势，说明火焰燃烧剧烈 程度也明显减小. k4 k1 k2 k3 15 25 35 45 55 65 75 85 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 l/mm t/s 图 3 l 随 t 变化关系 Fig.3 Relationship between l and t Ruler 图 4 火焰蔓延情况（t=15 s） Fig.4 Flame propagation condition (t=15 s) 700 720 740 760 780 800 820 280 300 320 340 360 380 400 T/℃ l/mm 图 5 l 随 T 变化关系 Fig.5 Relationship between l and T 0 X Y C B A 图 6 火焰蔓延情况（T=820 ℃） Fig.6 Flame propagation condition（T=820 ℃） · 1650 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期
刘天奇等：飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 1651· 2500 棉的厚度越大，一方面隔音效果更好，另一方面在 A点 受到同样火焰温度作为点火源的条件下，在燃烧 2000 局部空间里，有更多的热量沿着玻璃纤维棉内部 1500 B点 厚度的方向进行传播和蔓延，一定程度上是对热 量的耗散，因此就降低了火焰热量沿Y轴正向的 1000 传播速度和蔓延距离，所以1值会随之变小.这一 C点 500 结果对探讨飞机上隔热隔音材料的使用厚度具有 8 重要意义 12 16 20 to/s 4结论 国7温度变化曲线 Fig.7 Curves of temperature change (1)增大点火时间1对火焰沿Y轴正向蔓延最远 距离1具有明显促进作用.1从15增至85s过程中， 3.2不同超细玻璃纤维棉厚度下火焰蔓延特性分析 火焰蔓延速率先减小、后增大、再减小，第一次减 在上文基础上，进一步探究玻璃纤维棉厚度 小是因为玻璃纤维棉内部氧气被快速消耗，随后 对火焰沿y轴正向蔓延最远距离的影响作用.由上 增大是因为外部氧气通过试样切口得到补充，第 文可知，辐射板温度为700℃、样品厚度24mm、 二次减小是由于局部氧气被第二次大量消耗 点火时间15s时，火焰沿Y轴正向蔓延最远距离 (2)增大辐射板温度T对火焰沿Y轴正向蔓延 为280mm.在此基础上，再依次制取样品厚度 最远距离1具有显著促进作用.随T在700~820℃ 12、18、30、36、42和48mm的玻璃纤维棉进行测 内不断增大，1增长速率在不断减小，这主要是由 试，得到火焰沿Y轴正向蔓延最远距离1与玻璃纤 于辐射板传递热量的本质是热辐射，热辐射仅是 维棉厚度d的关系如图8.分析可知：根据1与d在 由于辐射热板具有温度而辐射电磁波，因此T的 二维平面上构成的7个散点，拟合得到两者之间 增加对1增大作用呈现递减趋势 的一元二次曲线为=-0.0843f+2.0535d4279.2857, (3)增大玻璃纤维棉厚度可有效阻止火焰蔓 判定系数R2达到0.988，说明拟合效果良好.该拟 延与扩散.从燃烧机理角度分析认为，玻璃纤维棉 合曲线仅是为了从二维平面角度定量分析两者关 厚度越大，在燃烧局部空间里有更多热量沿玻璃 系，并不代表等号两端量纲一致，因此在根据d值 纤维棉内部厚度方向进行传播和蔓延，因此降低 计算1值时，不考虑量纲问题，仅在最终分析结果 了火焰热量沿Y轴正向的传播速度和蔓延距离. 时考虑量纲 300 1=0.0843f+2.0535dh279.2857(R2-0.988) 参考文献 280 [1]Zhang H P.Introduction to Aircraft Fire Protection Technology. 260 Beijing:Science Press,2017 20 (张和平.飞机防火技术概论.北京：科学出版社，2017) [2]Wu HH.Ren C Q,Wang J,et al.Research status and development 220 trend of structural thermal insulation materials.New Chem Mater, 200 2020.48(1):6 180 (吴海华，任超群，王俊，等.结构型隔热材料研究现状及发展趋 101520253035404550 势.化工新型材料，2020,48(1)：6) d/mm [3]Wu D F.Lin L J.Wu W J,et al.Thermal/vibration test of 图8I随d变化关系 lightweight insulation material for hypersonic vehicle under Fig.8 Relationship between /and d extreme-high-temperature environment up to 1500 C.Acta Aeron 由图8进一步分析可知：当d为12mm时， Astron Sin,2020,41(7):223612-1 I为295mm,随d在12~48mm范围内不断增大， (吴大方，林鹭劲，吴文军，等.1500℃极端高温环境下高超声速 飞行器轻质隔热材料热/振联合试验.航空学报，2020,41(7) 1值不断减小至180mm,说明玻璃纤维棉厚度越 223612-1) 大，在同等条件下，火焰沿Y轴正向蔓延最远距离 [4]Li YY,Sun Y M,Qiu J L,et al.Moisture absorption 就越小，说明增大玻璃纤维棉厚度可有效阻止火 characteristics and thermal insulation performance of thermal 焰的蔓延与扩散.从燃烧机理角度分析：玻璃纤维 insulation materials for cold region tunnels.Constr Build Mater
3.2 不同超细玻璃纤维棉厚度下火焰蔓延特性分析 在上文基础上，进一步探究玻璃纤维棉厚度 对火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离的影响作用. 由上 文可知，辐射板温度为 700 ℃、样品厚度 24 mm、 点火时间 15 s 时，火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离 为 280 mm. 在此基础上 ，再依次制取样品厚度 12、18、30、36、42 和 48 mm 的玻璃纤维棉进行测 试，得到火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离 l 与玻璃纤 维棉厚度 d 的关系如图 8. 分析可知：根据 l 与 d 在 二维平面上构成的 7 个散点，拟合得到两者之间 的一元二次曲线为 l=−0.0843d 2+2.0535d+279.2857， 判定系数 R 2 达到 0.988，说明拟合效果良好. 该拟 合曲线仅是为了从二维平面角度定量分析两者关 系，并不代表等号两端量纲一致，因此在根据 d 值 计算 l 值时，不考虑量纲问题，仅在最终分析结果 时考虑量纲. 由 图 8 进一步分析可知 ： 当 d 为 12 mm 时 ， l 为 295 mm，随 d 在 12～48 mm 范围内不断增大， l 值不断减小至 180 mm，说明玻璃纤维棉厚度越 大，在同等条件下，火焰沿 Y 轴正向蔓延最远距离 就越小，说明增大玻璃纤维棉厚度可有效阻止火 焰的蔓延与扩散. 从燃烧机理角度分析：玻璃纤维 棉的厚度越大，一方面隔音效果更好，另一方面在 受到同样火焰温度作为点火源的条件下，在燃烧 局部空间里，有更多的热量沿着玻璃纤维棉内部 厚度的方向进行传播和蔓延，一定程度上是对热 量的耗散，因此就降低了火焰热量沿 Y 轴正向的 传播速度和蔓延距离，所以 l 值会随之变小. 这一 结果对探讨飞机上隔热隔音材料的使用厚度具有 重要意义. 4 结论 （1）增大点火时间 t 对火焰沿 Y 轴正向蔓延最远 距离 l 具有明显促进作用. t 从 15 增至 85 s 过程中， 火焰蔓延速率先减小、后增大、再减小，第一次减 小是因为玻璃纤维棉内部氧气被快速消耗，随后 增大是因为外部氧气通过试样切口得到补充，第 二次减小是由于局部氧气被第二次大量消耗. （2）增大辐射板温度 T 对火焰沿 Y 轴正向蔓延 最远距离 l 具有显著促进作用. 随 T 在 700～820 ℃ 内不断增大，l 增长速率在不断减小，这主要是由 于辐射板传递热量的本质是热辐射，热辐射仅是 由于辐射热板具有温度而辐射电磁波，因此 T 的 增加对 l 增大作用呈现递减趋势. （3）增大玻璃纤维棉厚度可有效阻止火焰蔓 延与扩散. 从燃烧机理角度分析认为，玻璃纤维棉 厚度越大，在燃烧局部空间里有更多热量沿玻璃 纤维棉内部厚度方向进行传播和蔓延，因此降低 了火焰热量沿 Y 轴正向的传播速度和蔓延距离. 参 考 文 献 Zhang H P. Introduction to Aircraft Fire Protection Technology. Beijing: Science Press, 2017 （张和平. 飞机防火技术概论. 北京: 科学出版社, 2017） [1] Wu H H, Ren C Q, Wang J, et al. Research status and development trend of structural thermal insulation materials. New Chem Mater, 2020, 48（1）: 6 （吴海华, 任超群, 王俊, 等. 结构型隔热材料研究现状及发展趋 势. 化工新型材料, 2020, 48（1）：6） [2] Wu D F, Lin L J, Wu W J, et al. Thermal/vibration test of lightweight insulation material for hypersonic vehicle under extreme-high-temperature environment up to 1500 ℃. Acta Aeron Astron Sin, 2020, 41(7): 223612-1 （吴大方, 林鹭劲, 吴文军, 等. 1500 ℃极端高温环境下高超声速 飞行器轻质隔热材料热/振联合试验. 航空学报, 2020, 41(7): 223612-1） [3] Li Y Y, Sun Y M, Qiu J L, et al. Moisture absorption characteristics and thermal insulation performance of thermal insulation materials for cold region tunnels. Constr Build Mater, [4] 0 4 8 12 16 20 0 500 1000 1500 2000 2500 A点 B点 C点 T0 /℃ t0 /s 图 7 温度变化曲线 Fig.7 Curves of temperature change 10 15 20 25 30 35 40 45 50 180 200 220 240 260 280 300 l/mm d/mm l=−0.0843d 2+2.0535d+279.2857 (R 2=0.988) 图 8 l 随 d 变化关系 Fig.8 Relationship between l and d 刘天奇等： 飞机隔热隔音超细玻璃纤维棉燃烧火焰蔓延特性 · 1651 ·
.1652 工程科学学报，第42卷，第12期 2020,237:117765 [16]Lee S C,Cunnington G R.Conduction and radiation heat transfer [5]Li Y F,Sio WK.Tsai Y K.A compressive peak strength model in high-porosity fiber thermal insulation.J Thermophys Heat for CFRP-confined thermal insulation materials under elevated Transfer,2000,14(2):121 temperature.Materials,2020,13(1):26 [17]Zhao S Y,Zhang B M,Du S Y.Effects of contact resistance on [6] Zangana S,Epaarachchi J,Ferdous W,et al.A novel hybridised heat transfer behaviors of fibrous insulation.Chin J Meron,2009. composite sandwich core with glass,Kevlar and Zylon fibres 22(5):569 Investigation under low-velocity impact.Int J Impact Eng,2020, [18]Zhao S Y,Zhang B M,Du S Y.An inverse analysis to determine 137:103430 conductive and radiative properties of a fibrous medium. [7]Stadler G.Primetzhofer A.Pinter G.et al.Investigation of fibre Spectrosc Radiat Transfer,2009,110(13):1111 orientation and notch support of short glass fibre reinforced [19]Zhao S Y,Zhang B M,He X D.Temperature and pressure thermoplastics.IntJ Fatigue,2020,131:105284 dependent effective thermal conductivity of fibrous insulation.n [8]Makhtar S NN M,Pauzi M Z M,Mahpoz N M,et al.Preparation, J Therm Sci,2009,48(2:440 characterization and performance evaluation of supported zeolite [20]Yang H L,Hu Z J,Sun CC,et al.Pore structure of nano-porous on porous glass hollow fiber for desalination application.ArabJ thermal insulating materials and thermal transport via gas phase in Chem,2020.13(1):3429 their pores.Chin J Eng,2019,41(6):788 [9]Cheon J.Lee M.Kim M.Study on the stab resistance mechanism (杨海龙，胡子君，孙陈诚，等.纳米隔热材料的孔隙结构特征与 and performance of the carbon,glass and aramid fiber reinforced 气体热传输特性.工程科学学报，2019,41(6)：788) polymer and hybrid composites.Compos Struct,2020,234: [21]An W G,Sun J H,Liew K M,et al.Flammability and safety 111690 design of thermal insulation materials comprising PS foams and [10]Wiprachtiger M,Haupt M,Heeren N,et al.A framework for fire barrier materials.Mater Des,2016,99:500 sustainable and circular system design:development and [22]Huang X J,Sun J H,Ji J,et al.Flame spread over the surface of application on thermal insulation materials.Resour Consery thermal insulation materials in different environments.Chin Sci Recycl,,2020,154:104631 Bull,2011,56(15):1617 [11]Yang W,Liu J P,Wang YY,et al.Experimental study on the [23]Chen Z F,Wu C,Yang Y,et al.Preparation of super-fine aviation thermal conductivity of aerogel-enhanced insulating materials glass wool and its property study on sound and thermal insulation. under various hygrothermal environments.Energy Buld,2020. JNanjing Univ Aeron Astron,2016,48(1):10 206:109583 (陈照峰，吴操，杨勇，等.航空级超细玻璃纤维棉毡的制备及隔 [12]XiuZ X.Introduction to Safery Design and Evaluation Technology 音隔热性能研究.南京航空航天大学学报，2016,48(1)：10) of Civil Aircraf System.2nd Ed.Shanghai:Shanghai Jiao Tong [24]Chen Z.The Research on Key Fabrication Process and Properties University Press,2018 of NaO-Cao-B203-SiOz Ultra-fine Glass Wool[Dissertation]. (修忠信.民用飞机系统安全性设计与评估技术概论.2版.上海： Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 上海交通大学出版社，2018) 2016 [13]Huang C,Zhang Y.Calculation of high-temperature insulation (陈舟.14μm级Na2O-CaO-B,O,-SiO2超细离心喷吹玻璃棉关 parameters and heat transfer behaviors of multilayer insulation by 键制备技术与性能研究[学位论文】南京：南京航空航天大学， inverse problems method.ChinJ Meron,2014,27(4):791 2016) [14]Ren D P,Xia X L,Ai Q.Analysis of coupled heat transfer in air [25]China Civil Aviation Administration.CCAR-25 China Civil cooling channel of aeroengine and thermal isolation layer.Acta Aviation Regulations Airworthiness Standards for Transport Meron Astron Sin,2005,26(4):426 Aircraft.Appendix F.Part VI:Testing Equipment for Combustion (任德鹏，夏新林，艾青.飞机发动机冷气道与隔热层的耦合传 and Flame Propagation Characteristics of Insulation and Sound 热分析.航空学报，2005,26(4)：426) Insulation.Beijing:China Civil Aviation Press,2011 [15]Headley A J,Hileman M B,Robbins A S,et al.Thermal (中国民用航空局.CCAR25中国民用航空规章运输类飞机适 conductivity measurements and modeling of ceramic fiber 航标准，附录F第川部分：隔热隔音材料燃烧及火焰蔓延特性试 insulation materials.Int J Heat Mass Transfer,2019,129:1287 验设备.北京：中国民航出版社，2011)
2020, 237: 117765 Li Y F, Sio W K, Tsai Y K. A compressive peak strength model for CFRP-confined thermal insulation materials under elevated temperature. Materials, 2020, 13（1）: 26 [5] Zangana S, Epaarachchi J, Ferdous W, et al. A novel hybridised composite sandwich core with glass, Kevlar and Zylon fibres – Investigation under low-velocity impact. Int J Impact Eng, 2020, 137: 103430 [6] Stadler G, Primetzhofer A, Pinter G, et al. Investigation of fibre orientation and notch support of short glass fibre reinforced thermoplastics. Int J Fatigue, 2020, 131: 105284 [7] Makhtar S N N M, Pauzi M Z M, Mahpoz N M, et al. Preparation, characterization and performance evaluation of supported zeolite on porous glass hollow fiber for desalination application. Arab J Chem, 2020, 13（1）: 3429 [8] Cheon J, Lee M, Kim M. Study on the stab resistance mechanism and performance of the carbon, glass and aramid fiber reinforced polymer and hybrid composites. Compos Struct, 2020, 234: 111690 [9] Wiprachtiger M, Haupt M, Heeren N, et al. A framework for sustainable and circular system design: development and application on thermal insulation materials. Resour Conserv Recycl, 2020, 154: 104631 [10] Yang W, Liu J P, Wang Y Y, et al. Experimental study on the thermal conductivity of aerogel-enhanced insulating materials under various hygrothermal environments. Energy Build, 2020, 206: 109583 [11] Xiu Z X. Introduction to Safety Design and Evaluation Technology of Civil Aircraft System. 2nd Ed. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University Press, 2018 （修忠信. 民用飞机系统安全性设计与评估技术概论. 2版. 上海: 上海交通大学出版社, 2018） [12] Huang C, Zhang Y. Calculation of high-temperature insulation parameters and heat transfer behaviors of multilayer insulation by inverse problems method. Chin J Aeron, 2014, 27（4）: 791 [13] Ren D P, Xia X L, Ai Q. Analysis of coupled heat transfer in air cooling channel of aeroengine and thermal isolation layer. Acta Aeron Astron Sin, 2005, 26（4）: 426 （任德鹏, 夏新林, 艾青. 飞机发动机冷气道与隔热层的耦合传 热分析. 航空学报, 2005, 26（4）：426） [14] Headley A J, Hileman M B, Robbins A S, et al. Thermal conductivity measurements and modeling of ceramic fiber insulation materials. Int J Heat Mass Transfer, 2019, 129: 1287 [15] Lee S C, Cunnington G R. Conduction and radiation heat transfer in high-porosity fiber thermal insulation. J Thermophys Heat Transfer, 2000, 14（2）: 121 [16] Zhao S Y, Zhang B M, Du S Y. Effects of contact resistance on heat transfer behaviors of fibrous insulation. Chin J Aeron, 2009, 22（5）: 569 [17] Zhao S Y, Zhang B M, Du S Y. An inverse analysis to determine conductive and radiative properties of a fibrous medium. J Quant Spectrosc Radiat Transfer, 2009, 110（13）: 1111 [18] Zhao S Y, Zhang B M, He X D. Temperature and pressure dependent effective thermal conductivity of fibrous insulation. Int J Therm Sci, 2009, 48（2）: 440 [19] Yang H L, Hu Z J, Sun C C, et al. Pore structure of nano-porous thermal insulating materials and thermal transport via gas phase in their pores. Chin J Eng, 2019, 41（6）: 788 （杨海龙, 胡子君, 孙陈诚, 等. 纳米隔热材料的孔隙结构特征与 气体热传输特性. 工程科学学报, 2019, 41（6）：788） [20] An W G, Sun J H, Liew K M, et al. Flammability and safety design of thermal insulation materials comprising PS foams and fire barrier materials. Mater Des, 2016, 99: 500 [21] Huang X J, Sun J H, Ji J, et al. Flame spread over the surface of thermal insulation materials in different environments. Chin Sci Bull, 2011, 56（15）: 1617 [22] Chen Z F, Wu C, Yang Y, et al. Preparation of super-fine aviation glass wool and its property study on sound and thermal insulation. J Nanjing Univ Aeron Astron, 2016, 48（1）: 10 （陈照峰, 吴操, 杨勇, 等. 航空级超细玻璃纤维棉毡的制备及隔 音隔热性能研究. 南京航空航天大学学报, 2016, 48（1）：10） [23] Chen Z. The Research on Key Fabrication Process and Properties of Na2O –CaO –B2O3–SiO2 Ultra-fine Glass Wool[Dissertation]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2016 （陈舟. 1~4 μm级Na2O–CaO–B2O3–SiO2超细离心喷吹玻璃棉关 键制备技术与性能研究[学位论文]. 南京: 南京航空航天大学, 2016） [24] China Civil Aviation Administration. CCAR-25 China Civil Aviation Regulations Airworthiness Standards for Transport Aircraft, Appendix F, Part VI: Testing Equipment for Combustion and Flame Propagation Characteristics of Insulation and Sound Insulation. Beijing: China Civil Aviation Press, 2011 （中国民用航空局. CCAR-25中国民用航空规章运输类飞机适 航标准, 附录F第Ⅵ部分: 隔热隔音材料燃烧及火焰蔓延特性试 验设备. 北京: 中国民航出版社, 2011） [25] · 1652 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期