【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】近日，由 TC435(全國航空器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì))歸口，北京航空航天大學(xué) 、中國航空綜合技術(shù)研究所 、中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院 、中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所等單位起草的國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《航空發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙顆粒排放測(cè)量方法》已完成征求意見稿編制，現(xiàn)公開征求意見。
 

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)場(chǎng)周圍和巡航高度均會(huì)排放大量非揮發(fā)性顆粒物，除了對(duì)大氣環(huán)境造成破壞外，還會(huì)在高空形成尾跡云和卷云，進(jìn)而影響太陽輻射和水汽分布，導(dǎo)致全球氣候變暖。國際民用航空組織一直采用煙度值標(biāo)準(zhǔn)對(duì)黑碳顆粒物進(jìn)行限制，但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)進(jìn)步，基于煙度的測(cè)量方法已無法準(zhǔn)確評(píng)估先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放水平。2023年國際民航組織將全面實(shí)施最新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物數(shù)目法規(guī)，特別關(guān)注排氣中納米級(jí)非揮發(fā)性顆粒物，對(duì)測(cè)量敏感度和準(zhǔn)確度的要求比煙度法顯著提升。
 

　　我國C919大飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)要取得適航法規(guī)認(rèn)證并飛往國外，必須滿足最新國際航空排放適航規(guī)章要求。由于發(fā)動(dòng)機(jī)納米顆粒排放源具有溫度高、尺寸小、多分散、形貌雜等特征，傳統(tǒng)測(cè)量顆粒質(zhì)量的方法難以精準(zhǔn)檢測(cè)納米顆粒，因此新法規(guī)從測(cè)量大顆粒質(zhì)量向精確測(cè)量納米顆粒數(shù)量轉(zhuǎn)變。國外納米顆粒數(shù)量測(cè)量的核心技術(shù)嚴(yán)格封鎖，而我國該技術(shù)幾乎空白，嚴(yán)重阻礙了航空業(yè)發(fā)展。
 

　　然而，我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)排放顆粒物目前仍采用基于煙度法的CCAR34部適航標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)難以滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放水平的準(zhǔn)確評(píng)估，亟需提出航空發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙顆粒排放測(cè)量方法國家標(biāo)準(zhǔn)，為我國大飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航取證提供支撐。
 

　　本文件按照GB/T 1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)則起草。
 

　　本文件規(guī)定了航空發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙顆粒排放測(cè)量的原理、測(cè)量條件、試劑與材料、儀器設(shè)備、測(cè)量對(duì)象、測(cè)量步驟、測(cè)量數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量保證和控制，以及測(cè)量報(bào)告等內(nèi)容。本文件適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙顆粒排放的測(cè)量。
 

　　標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)量條件：
 

　　除另有規(guī)定外，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)量條件如下：a) 溫度:15℃～25℃；b) 壓力：100 kPa～103 kpa；c) 相對(duì)濕度：30%～60%；d) 環(huán)境照度：500 lx～1000 lx。
 

　　儀器設(shè)備：
 

　　1.采樣裝置
 

　　采樣裝置宜符合ARP1179和ARP1256的要求，所有儀器設(shè)備應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)。其主要技術(shù)要求如下：a) 選用的稀釋器1為射流式稀釋器，其入口內(nèi)徑不小于 7.59 mm；b) 樣品管道的總長(zhǎng)度不超過35m(從采樣探頭的尖部至測(cè)量?jī)x器的進(jìn)樣口)。
 

　　2 測(cè)量裝置
 

　　2.1 碳煙顆粒質(zhì)量測(cè)量?jī)x
 

　　碳煙顆粒質(zhì)量測(cè)量?jī)x的每個(gè)樣式和型號(hào)均應(yīng)從儀器制造商或其他具備相關(guān)資質(zhì)的測(cè)試和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室獲得相關(guān)證書，應(yīng)確認(rèn)該儀器：a) 測(cè)量范圍為 0 µg/m3～1000 µg/m3或更大；b) 分辨率為 1 µg/m3或更高；c) 零點(diǎn)漂移為 10 μg/m3/h；d) 測(cè)量精度±10%。
 

　　2.2 碳煙顆粒去除器
 

　　揮發(fā)性顆粒去除器(VPR)的每個(gè)樣式和型號(hào)均應(yīng)從儀器制造商或其他具備相關(guān)資質(zhì)的測(cè)試和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室獲得相關(guān)證書，應(yīng)確認(rèn)該儀器：a) DF2的變化率應(yīng)小于10%；b) 揮發(fā)性顆粒去除器在每個(gè)設(shè)定稀釋值下的顆粒穿透分?jǐn)?shù)應(yīng)大于：30%(15 nm)，55%(30 nm)，65%(50 nm)，70%(100 nm)；c) 揮發(fā)性顆粒去除器的揮發(fā)性物質(zhì)去除效率(VRE)應(yīng)滿足對(duì)于純度超過95%、電遷移直徑為30 nm、進(jìn)口濃度至少為10000個(gè)/cm3的四十烷(CH3(CH2)38CH3)，且顆粒去除效率大于99.5%；d) 如果該VPR中含有催化去除器，則稀釋劑必須是空氣(最低氧氣含量為10%)，且催化去除器必須指定更換間隔。
 

　　3 碳煙顆粒數(shù)目測(cè)量?jī)x
 

　　3.1 常溫碳煙顆粒數(shù)目測(cè)量?jī)x
 

　　常溫Sootni的每個(gè)樣式和型號(hào)應(yīng)從儀器制造商或其他具備相關(guān)資質(zhì)的測(cè)試和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室獲得相關(guān)證書，應(yīng)確認(rèn)該儀器：a) 工作液按照儀器制造商規(guī)定的頻率進(jìn)行更換；b) 計(jì)數(shù)精度為2000個(gè)/cm3至單一顆粒計(jì)數(shù)模式上限范圍的±10%，且計(jì)數(shù)模式應(yīng)為單一顆粒計(jì)數(shù)模式。不允許使用測(cè)光模式；c) 使用Emery油氣溶膠在10 nm電遷移直徑的計(jì)數(shù)效率大于或等于50%，15 nm電遷移直徑的計(jì)數(shù)效率大于或等于90%；d) 在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集速率大于或等于1.0 Hz，最小采集時(shí)間為30 s；e) 顆粒數(shù)目濃度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下報(bào)告為個(gè)/cm3。如果報(bào)告值代表的不是標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下的情況，則常溫Sootni進(jìn)口處絕對(duì)壓力的測(cè)量精度應(yīng)該優(yōu)于2%，以便可以按照制造商的指導(dǎo)原則將數(shù)目濃度修正至標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件。
 

　　3.2 高溫碳煙顆粒數(shù)目測(cè)量?jī)x
 

　　高溫Sootni的每個(gè)樣式和型號(hào)應(yīng)從儀器制造商或其他具備相關(guān)資質(zhì)的測(cè)試和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室獲得相關(guān)證書，應(yīng)確認(rèn)該儀器：a) 工作液按照儀器制造商規(guī)定的頻率進(jìn)行更換；b) 計(jì)數(shù)精度為2000個(gè)/cm3至單一顆粒計(jì)數(shù)模式上限范圍的±10%，且計(jì)數(shù)模式應(yīng)為單一顆粒計(jì)數(shù)模式。不允許使用測(cè)光模式；c) 使用高溫穩(wěn)定的固體或液體氣溶膠在15 nm電遷移直徑的計(jì)數(shù)效率大于或等于50%，30 nm電遷移直徑的計(jì)數(shù)效率大于或等于90%；d) 在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集速率大于或等于1.0 Hz，最小采集時(shí)間為30 s；e) 顆粒數(shù)目濃度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下報(bào)告為個(gè)/cm3。如果報(bào)告值代表的不是標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下的情況，則高溫Sootni進(jìn)口處絕對(duì)壓力的測(cè)量精度應(yīng)該優(yōu)于2%，以便可以按照制造商的指導(dǎo)原則將數(shù)目濃度修正至標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件；f) 進(jìn)口前VPR為可供選擇的選項(xiàng)。
 

　　4.二氧化碳分析儀
 

　　二氧化碳分析儀主要性能規(guī)格為：a) 穩(wěn)定性：在1小時(shí)時(shí)段內(nèi)，優(yōu)于所取滿刻度量程的±2%或±100 ppm(以較大者為準(zhǔn))；b) 分辨率：優(yōu)于所取滿刻度量程的±0.5%或100 ppm(以較大者為準(zhǔn))；c) 零點(diǎn)漂移：在1小時(shí)時(shí)段內(nèi)，小于所取滿刻度量程的±1%或±100 ppm(以較大者為準(zhǔn))；d) 測(cè)量區(qū)間：0%到10%(vol%)。
 

　　5.一級(jí)泵、流量控制儀
 

　　一級(jí)泵和流量控制器應(yīng)將通過稀釋器1樣氣出口的總樣品流速(補(bǔ)給流量、碳煙顆粒質(zhì)量?jī)x和VPR的流速總和)保持在一個(gè)恒定水平，即在比外界壓力至多低10 kPa的情況下25 slpm±2 slpm。流量控制器上游應(yīng)安裝一個(gè)顆粒過濾器，以防止損壞儀器。
 

　　6.碳?xì)浠衔锓治鰞x
 

　　碳?xì)浠衔锓治鰞x的協(xié)同響應(yīng)要使用合適的、經(jīng)認(rèn)證的、可追蹤的丙烷校準(zhǔn)氣體和合適的零級(jí)混合氣體進(jìn)行調(diào)節(jié)。碳?xì)浠衔锓治鰞x的結(jié)果通常以體積當(dāng)量ppmC表示。碳?xì)浠衔锓治鰞x主要性能規(guī)格為：a) 穩(wěn)定性：在1小時(shí)時(shí)段內(nèi)，優(yōu)于所取滿刻度量程的±2%或±1.0 ppmC(以較大者為準(zhǔn))；b) 分辨率：優(yōu)于所取滿刻度量程的0.5%或0.5 ppmC(以較大者為準(zhǔn))；c) 零點(diǎn)漂移：在 1 小時(shí)時(shí)段內(nèi)，小于所取滿刻度量程的±1%或±0.5 ppmC(以較大者為準(zhǔn))；d) 線性度：每個(gè)量程內(nèi)對(duì)空氣中丙烷的響應(yīng)需呈線性，且變動(dòng)范圍在滿刻度的±2%以內(nèi)，否則，應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)修正；e) 測(cè)量區(qū)間：0到5000 ppmC。
 

　　測(cè)量報(bào)告：
 

　　測(cè)量報(bào)告格式參見附錄 A，一般包括但不限于以下內(nèi)容：a) 測(cè)量對(duì)象；b) 所使用的標(biāo)準(zhǔn)；c) 測(cè)量方法；d) 測(cè)量結(jié)果；e) 觀察到的異常現(xiàn)象；f) 測(cè)量日期。
 

　　更多詳情請(qǐng)見附件。