隨著我國民航產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，航空貨運量逐年增加，鋰電池等易燃易爆危險品相關的特殊航空貨運需求也大幅增加。以鋰電池為例，全球每年有價值55 億美元的鋰電池需要通過陸地和海洋進行運輸，運輸效率遠不及使用航空運輸。另外根據(jù)FAA 對全美運輸?shù)慕y(tǒng)計，最近20 年里一共發(fā)生了129 起與鋰電池及其相關產(chǎn)品發(fā)生燃燒的事故。鋰電池著火后的熱量溫度高達650℃，足以融化鋁合金航空集裝設備，國際民用航空組織從2015 年起禁止使用鋁合金類航空集裝箱設備用于鋰電池運輸，現(xiàn)有鋰電池采用托盤裝載，只能使用全貨機，且貨艙等級為C 級以內，不能使用客機腹艙。如果采用航空鋰電池特殊運輸設備—耐火航空集裝箱將使危險性大為降低，從而在保障航空安全運輸?shù)耐瑫r釋放龐大的貨運需求，提高運輸效率。

1 航空鋰電池特殊運輸裝備必要性

美國國家運輸安全委員會（NTSB） 調查了從2006 年開始發(fā)生的三起重大事故，發(fā)現(xiàn)原因主要是集裝箱內貨物（主要是鋰電池） 燃燒迅速，集裝箱由于不防火被迅速燒穿，煙霧從貨艙進入駕駛艙，導致駕駛員沒有時間反應，從而造成兩起墜機、一起飛機燒毀的重大航空安全事故。

（1） 2010 年UPS 航空6 號班機空難。2010 年UPS 波音B747-400F 在迪拜墜毀，飛行員遇難。調查后發(fā)現(xiàn)是由于貨機搭載了大量鋰電池（8 100 粒），起火后火勢迅速蔓延，煙霧進入駕駛艙，導致機組人員無法操縱飛機，如圖1 所示。

圖1 UPS 貨機迪拜墜毀

（2） 2011 年韓亞航空991 號班機空難。2011 年韓亞航空波音B747-400F 從由首爾仁川機場起飛，前往上海浦東，貨機搭載58 噸貨物，包括大批的手提電話、鋰電池、半導體、發(fā)光二極管和液晶顯示器等，余下貨物（約400kg） 則有樹脂、油漆和其他化學品，墜毀于濟州島附近海域，飛行員遇難。韓國ARAIB 調查結果顯示，火災導致操作系統(tǒng)失效，起火原因為兩個集裝板搭載的鋰電池爆炸，如圖2 所示。

圖2 韓亞貨機墜毀

（3） 2006 年UPS 航空1307 號班機燒毀。2006 年UPS 貨機Douglas DC-8-71F 在費城機場降落時起火，隨后在機場燒毀。NTSB 調查結果顯示，火災是起源于編號12、13、14 號集裝箱中貨物（裝有鋰電池的筆記本電腦） 的陰燃，如圖3 所示。

圖3 UPS1307 航班燒毀

2 鋰電池危險性及特殊運輸裝備現(xiàn)狀

由于鋰電池等易燃易爆危險品在初燃階段會伴隨輕微爆炸，在發(fā)生二次燃燒的同時，會伴隨強烈爆炸，且燃燒十分劇烈。為研究各種類型鋰電池的燃燒特性，F(xiàn)AA 在2004 年、2006 年和2008 年分別提交了三個技術報告：在DOT/FAA/AR-04/26 中對不可充電鋰電池火災對飛機潛在的威脅進行了測試，并得出以下結論：一個相對小的火源就可以引燃單一電池燃燒，而單一電池燃燒后能量很大。

單一電池可以產(chǎn)生很大的能量（將50kg 以上的實驗平臺各邊均擊出3～5cm），而空運鋰電池時最小包裝也為100 枚，在一個集裝箱中甚至可以容納上萬枚以上，任何一枚電池的熱失控均可產(chǎn)生足夠的威力引起周圍電池及包裝瓦楞紙箱的燃燒，進而產(chǎn)生多米諾響應，發(fā)生連鎖爆炸，該爆炸威力不僅可能引起貨艙其他可燃物的燃燒，更甚者可以擊穿航空器，直接造成失壓，最終導致航空器失控或在空中解體，釀成空難事故。

航空耐火集裝箱是目前已知的可以安全運輸鋰電池的特殊運輸裝備，到目前止，公開報道中全球只有UPS、DHL 是通過規(guī)?；褂媚突鸺b箱運輸鋰電池等危險品來保證航空運輸安全。2013 年，UPS 在2010 年迪拜貨機因鋰電池起火原因導致墜機后，訂購了1 821 個耐火集裝箱來保障運輸安全，后續(xù)還增加了約700 個的訂單，如圖4 所示。DHL 曾訂購了400 個耐火集裝箱來保障運輸安全，如圖5 所示。

圖4 UPS 使用的耐火集裝箱

圖5 DHL 使用的耐火集裝箱

3 航空鋰電池特殊運輸裝備適航測試要求

耐火集裝箱作為航空集裝箱，首先要滿足CTSO-C90《集裝板、集裝網(wǎng)和集裝箱（集裝器）》以及SAE AS36100《航空貨運集裝器的性能要求和試驗參數(shù)》關于航空集裝箱的要求；其次，其設計和測試還應符合ISO 19281《空運耐火集裝箱設計、性能及測試要求》，除了通過標準規(guī)定的材料燃燒試驗、環(huán)境試驗外，還要通過全尺寸靜力試驗和全尺寸耐火試驗。

（1） 材料燃燒試驗主要是火焰滲透試驗，即在施加約1 000℃火焰源后5 分鐘內不得有任何試樣滲入火焰，并且在水平試驗上表面上方100mm（4.0in） 處測得峰值溫度不得超過204℃（400℉）。

（2） 環(huán)境試驗是耐火集裝箱需要通過耐磨、穿刺、霉菌等試驗。

（3） 全尺寸試驗是耐火集裝箱在A 類著火、峰值溫度約700℃的情況下堅持6 個小時而不產(chǎn)生破壞，國外某廠的試驗曲線及過程如圖6、圖7 所示。

圖6 全尺寸燃燒試驗過程曲線

圖7 全尺寸試驗中的耐火集裝箱

4 結論與建議

航空用耐火集裝箱可以有效保障航空貨運的安全，當航空貨物發(fā)生險情時可以爭取更多的應急反應和處理時間，由于耐火集裝箱的使用最近8 年再無貨機因為貨物燃爆導致重大安全事故發(fā)生的現(xiàn)象。國內航空貨運正處于蓬勃發(fā)展時期，應重視航空貨物的安全運輸，提高耐火集裝箱的使用比例，加快推進耐火集裝箱的普及。