航空發(fā)動(dòng)機(jī)非揮發(fā)性顆粒物排放適航標(biāo)準(zhǔn)與審定

楊曉軍 柳笑寒 常嘉文

摘要：現(xiàn)行的煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)在過(guò)去的幾十年中很好地限制了民航的航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放，但其并沒(méi)有對(duì)顆粒物排放進(jìn)行直接的限制。國(guó)際民航公約附件16第2卷“航空發(fā)動(dòng)機(jī)排出物”中第4章對(duì)顆粒物制定了排放標(biāo)準(zhǔn)。2016年，頒布了由發(fā)煙指數(shù)轉(zhuǎn)化而來(lái)的非揮發(fā)性顆粒物（nvPM）質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)作為過(guò)渡，并在后續(xù)研究眾多方面因素影響并修正后頒布了起降循環(huán)nvPM質(zhì)量與數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。采取使用特征系數(shù)計(jì)算特征水平的方法表明發(fā)動(dòng)機(jī)排放符合監(jiān)管水平。研究國(guó)際民航組織對(duì)顆粒物排放的正式標(biāo)準(zhǔn)與符合性審定程序，對(duì)我國(guó)CCAR-34部的修訂與未來(lái)自主研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的適航審定工作有著積極意義。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；顆粒物排放；排放標(biāo)準(zhǔn)；起降循環(huán)；適航審定

中圖分類號(hào)：X513文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.02.004

基金項(xiàng)目：中國(guó)民航大學(xué)省部級(jí)科研機(jī)構(gòu)開放基金項(xiàng)目（CESCA2019Y05）

民航業(yè)的快速發(fā)展，伴隨而來(lái)的是對(duì)于環(huán)境的影響。尾氣顆粒物主要包括非揮發(fā)性顆粒物、揮發(fā)性硫酸鹽顆粒物與揮發(fā)性有機(jī)顆粒物三種，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要污染物排放之一，對(duì)環(huán)境與人體健康有著較大危害[1]。非揮發(fā)性顆粒物（non-volatile particulate matter， nvPM）定義為當(dāng)加熱到350℃的溫度時(shí)不揮發(fā)的排放顆粒。這些顆粒物也稱為“超細(xì)粉塵”或“炭黑”顆粒。非揮發(fā)性顆粒物在發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口處是高溫的，當(dāng)其在飛機(jī)后方進(jìn)行摻混時(shí)其數(shù)量并不發(fā)生改變，并提供了低沸點(diǎn)氣態(tài)排出物的冷凝表面，因此非揮發(fā)性顆粒物也在揮發(fā)性顆粒物的形成中扮演了很重要的角色。

國(guó)際民航組織（ICAO）于20世紀(jì)60年代在國(guó)際民航公約附件16第2卷《航空發(fā)動(dòng)機(jī)排出物》中制定了渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)煙霧排放要求。發(fā)煙指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)很好地限制了大尺寸顆粒物的排放，但是現(xiàn)在已經(jīng)無(wú)法適用于目前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，用來(lái)控制細(xì)小顆粒物的排放。所以ICAO制定了nvPM的質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)作為過(guò)渡，并正制定和完善著陸與起飛循環(huán)（LTO）內(nèi)nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放標(biāo)準(zhǔn)。本文介紹了nvPM標(biāo)準(zhǔn)制定的背景，具體分析了nvPM質(zhì)量與數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)的各方面修正以及審定的符合性程序，為我國(guó)民航局推進(jìn)CCAR-34部的修訂工作提供一定的參考[2]。

1 nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)制定背景

為了限制早期商業(yè)飛機(jī)排放的“黑色煙霧”，控制機(jī)場(chǎng)附近的空氣質(zhì)量，ICAO制定了煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)，并于20世紀(jì)70年代開始，要求在航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的適航審定中測(cè)試發(fā)煙指數(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)和審定要求使得現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放幾乎透明，實(shí)質(zhì)是大大降低了大尺寸顆粒物的排放。事實(shí)證明，發(fā)煙指數(shù)的測(cè)試要求已經(jīng)起到很好的效果，也很有可能降低了顆粒物質(zhì)量排放[3]。但是發(fā)煙指數(shù)的測(cè)量并不是絕對(duì)意義上的質(zhì)量測(cè)量，對(duì)小尺寸的顆粒物排放無(wú)法限制，該要求并不能很好地評(píng)估現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒物排放，更不能用來(lái)降低未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒物排放。所以開發(fā)一種定量化發(fā)動(dòng)機(jī)nvPM排放方法勢(shì)在必行。

為有效控制發(fā)動(dòng)機(jī)排放的細(xì)顆粒物，2010年，ICAO下屬的技術(shù)支持機(jī)構(gòu)航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（CAEP）會(huì)議決定，開始研究制定發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的煙霧排放要求是在LTO循環(huán)的4個(gè)推力級(jí)別下選最大的發(fā)煙指數(shù)，將其與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比；而nvPM標(biāo)準(zhǔn)會(huì)綜合考慮4個(gè)功率級(jí)別，從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等方面研究制定，并且要考慮顆粒物的數(shù)量和質(zhì)量濃度，比煙霧標(biāo)準(zhǔn)的可視化要求更為深入。

2013年，CAEP啟動(dòng)了面向渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的nvPM排放適航審定標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，該標(biāo)準(zhǔn)也是對(duì)煙霧排放要求的擴(kuò)展和延伸。但是完成一個(gè)嚴(yán)密的標(biāo)準(zhǔn)制定需要時(shí)間以及龐大的工作量，所以在2013年CAEP會(huì)議決定在CAEP/10期間內(nèi)完成nvPM的過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)制定，用于取代過(guò)去的煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)，于2016年頒布。其實(shí)質(zhì)是在建立nvPM與煙霧之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，將nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)，并允許收集nvPM質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)以創(chuàng)建法規(guī)框架，為后續(xù)頒布正式標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。因此，滿足之前的煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)都滿足該過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用范圍是額定推力>26.7kN的發(fā)動(dòng)機(jī)，適用日期是2020年1月1日。發(fā)煙指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適用終止日期為2023年1月1日[4]。

2014年決定在CAEP/11期間完成對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)完整nvPM標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。標(biāo)準(zhǔn)與修正內(nèi)容在下一節(jié)詳細(xì)介紹。

2 nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)與修正

2.1過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)

過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)是在新的nvPM標(biāo)準(zhǔn)制定完成之前，在煙霧與nvPM標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立的發(fā)動(dòng)機(jī)的最大粒子質(zhì)量濃度與發(fā)煙指數(shù)之間的關(guān)系。將各發(fā)動(dòng)機(jī)制造商上報(bào)的顆粒物質(zhì)量濃度和發(fā)煙指數(shù)的數(shù)據(jù)擬合轉(zhuǎn)化，得到nvPM質(zhì)量濃度的監(jiān)管要求：

2.2 LTO循環(huán)

以往的排放標(biāo)準(zhǔn)制定主要考慮污染物對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的影響，nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)的制定卻是基于著陸與起飛循環(huán)（LTO）的。設(shè)定LTO循環(huán)的依據(jù)是機(jī)場(chǎng)周圍的航空排放高度通常低于916m，該循環(huán)由4個(gè)階段組成，分別為滑行、進(jìn)近、爬升和起飛。發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試nvPM排放量時(shí)對(duì)于不同階段按特定的推力和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行，從而確定nvPM質(zhì)量排放指數(shù)（EImass）和nvPM數(shù)量排放指數(shù)（EInum）[5-6]。各階段額定推力百分比與運(yùn)行時(shí)間見(jiàn)表1。

2.3度量體系

nvPM的排放量由LTO階段的運(yùn)行時(shí)間、燃油流量以及排放指數(shù)三者乘積得到。對(duì)于額定推力>26.7kN的發(fā)動(dòng)機(jī)的LTO循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放，通過(guò)給定發(fā)動(dòng)機(jī)的額定推力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的LTO的nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放，并相對(duì)于額定推力對(duì)比。度量值如下所示。

2.4系統(tǒng)損失修正和環(huán)境修正

nvPM采樣和測(cè)量系統(tǒng)的整體顆粒損失（收集部分的熱泳損失除外）被稱為系統(tǒng)損失。與在密閉系統(tǒng)中的廢氣排放相比，任何顆粒測(cè)量系統(tǒng)都會(huì)在采樣系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差，從而導(dǎo)致儀器測(cè)定的nvPM度量值始終低于發(fā)動(dòng)機(jī)出口平面的nvPM的度量值。主流的顆粒損失機(jī)理認(rèn)為與顆粒大小有關(guān)，并且nvPM數(shù)量的損失高于nvPM質(zhì)量。與較小的粒子相比，較大的粒子穿透性更好。但是，較大的顆粒對(duì)nvPM質(zhì)量的影響更大[8]。例如，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)比另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)排放普遍較大的顆粒，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在儀表上會(huì)報(bào)告更高的nvPM數(shù)值，盡管它在發(fā)動(dòng)機(jī)出口平面的nvPM值數(shù)量級(jí)相似。

目前根據(jù)數(shù)據(jù)分析得到的情況，當(dāng)前的采樣測(cè)量系統(tǒng)無(wú)法對(duì)系統(tǒng)損失進(jìn)行有把握的修正。同時(shí)指出，不修正系統(tǒng)損失可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)度量值之間的某些偏差，特別是對(duì)排放量的偏差。但由于以下兩種原因，在嚴(yán)酷度選項(xiàng)的開發(fā)中未考慮這種潛在的偏差。（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的審定度量值取決于其自身性能，而不取決于另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)性能；（2）不解決這種潛在偏差可能對(duì)制造商生產(chǎn)出排放更小顆粒的發(fā)動(dòng)機(jī)是一種鼓勵(lì)。

因此，擬議的CAEP/11 LTO nvPM標(biāo)準(zhǔn)的度量系統(tǒng)不包括系統(tǒng)損失修正，同時(shí)考慮了環(huán)境修正。對(duì)于測(cè)試中環(huán)境因素的影響，CAEP評(píng)估了兩種對(duì)環(huán)境因素修正的方法，結(jié)果表明修正方法還不完善，需要進(jìn)一步的分析。并且發(fā)現(xiàn)采用GE燃燒室數(shù)據(jù)制定的修正不足以使在不同環(huán)境條件下測(cè)量的數(shù)據(jù)重合。因此，目前暫未對(duì)源自環(huán)境條件的變化帶來(lái)的誤差做出修正。但考慮到未修正引起的誤差，CAEP給nvPM質(zhì)量和數(shù)量值設(shè)立了一條誤差帶，對(duì)于nvPM質(zhì)量的量級(jí)為±10%，nvPM數(shù)量的量級(jí)為±30%[9]。

2.5燃油成分修正

nvPM的排放量隨著燃油成分的變化而變化，而燃油中的氫含量是影響nvPM排放的重要參數(shù)。為了制定能消除燃料特性影響的統(tǒng)一的nvPM質(zhì)量和數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，第三工作組/顆粒物質(zhì)任務(wù)組就使用修正系數(shù)來(lái)區(qū)別不同性質(zhì)的燃料，其中使用燃料氫含量作為參數(shù)。2018年CAEP指導(dǎo)小組會(huì)議同意了方法的制定和最終修正公式，使用以下方程將測(cè)量的nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放指數(shù)修正為13.8%質(zhì)量的燃料氫含量參考值，從而將nvPM排放值標(biāo)準(zhǔn)化為嚴(yán)酷度選項(xiàng)開發(fā)的參考燃料的排放值[10]。

2.6嚴(yán)酷度選項(xiàng)

航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第三工作組/顆粒物質(zhì)任務(wù)組（WG3/PMTG）為nvPM質(zhì)量和數(shù)量制定了嚴(yán)酷度選項(xiàng)，并經(jīng)2017年CAEP指導(dǎo)小組會(huì)議同意。對(duì)于在產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)（在2023年1月1日前申請(qǐng)型號(hào)合格證的發(fā)動(dòng)機(jī)），WG3為nvPM質(zhì)量和數(shù)量各開發(fā)了一個(gè)嚴(yán)酷度選項(xiàng)，建議從2023年1月1日開始適用。在產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)酷度選項(xiàng)是防倒退的，即需要讓所有在產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)滿足此嚴(yán)酷度選項(xiàng)[9]。

設(shè)計(jì)上為了讓嚴(yán)酷度選項(xiàng)高于發(fā)動(dòng)機(jī)在推力范圍內(nèi)排放值誤差帶之上，選擇89kN和200kN作為nvPM質(zhì)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使全部推力范圍內(nèi)的點(diǎn)與嚴(yán)酷度選項(xiàng)具有一定的裕度。考慮到一些小型發(fā)動(dòng)機(jī)較高的排放值，嚴(yán)酷度選項(xiàng)的限制值隨著推力的增加而減小，直到200kN時(shí)，限制值為恒定值。而在CAEP/11-WP77中加入了俄羅斯的nvPM質(zhì)量排放數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)高于擬定的嚴(yán)酷度選項(xiàng)，所以在CAEP/11進(jìn)行了修訂，放寬了nvPM質(zhì)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)。WG3根據(jù)同樣的設(shè)計(jì)方法確定200kN作為nvPM數(shù)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，加入俄羅斯的nvPM數(shù)量排放數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)其滿足擬定的嚴(yán)酷度選項(xiàng)，因此無(wú)須調(diào)整。

對(duì)于新機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)（在2025年1月1日后申請(qǐng)型號(hào)合格證的發(fā)動(dòng)機(jī)），為nvPM質(zhì)量開發(fā)了5個(gè)嚴(yán)酷度選項(xiàng)，為nvPM數(shù)量開發(fā)了三個(gè)嚴(yán)酷度選項(xiàng)，建議從2025年1月1日開始適用。在對(duì)不同技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)排放數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合并降低了額定推力小于89kN的發(fā)動(dòng)機(jī)排放限值的嚴(yán)酷度后，選擇150kN作為nvPM質(zhì)量和數(shù)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使嚴(yán)酷度適中。5條質(zhì)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線，額定推力大于150kN的發(fā)動(dòng)機(jī)，排放限制值從NT-1（250mg/kN）按0%、16%、44%、72%和82%的百分比降低；額定推力小于150kN的發(fā)動(dòng)機(jī)，嚴(yán)酷度選項(xiàng)為其提供了更大的裕度。分析表明，nvPM質(zhì)量的減小不會(huì)導(dǎo)致數(shù)量類似的減少，所以數(shù)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線僅為影響NT-1至NT-3的質(zhì)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)曲線開發(fā)三條，兩條額外的質(zhì)量嚴(yán)酷度選項(xiàng)是因?yàn)槟壳皩?duì)質(zhì)量排放的理解更深。額定推力大于150kN的發(fā)動(dòng)機(jī)，數(shù)量排放限制值從NT-1（3×105#/kN）按0%、33%和66%的百分比降低。同樣對(duì)額定推力小于150kN的發(fā)動(dòng)機(jī)其嚴(yán)酷度放寬。圖1為在產(chǎn)與新機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)nvPM質(zhì)量排放嚴(yán)酷度選項(xiàng)，圖2為nvPM數(shù)量排放嚴(yán)酷度選項(xiàng)。

2.7發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)體差異

在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放進(jìn)行適航審定測(cè)試時(shí)，制定污染物排放的特征值需要來(lái)自大量的發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)。而制造商出于成本考慮，提供的發(fā)動(dòng)機(jī)樣本容量很小，而發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)體之間的差異會(huì)影響審定測(cè)試的結(jié)果。

在1977—1979年期間，國(guó)際民航組織制定了航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣態(tài)排出物的特征系數(shù)，使用特征系數(shù)將采樣與測(cè)量得到的排放值轉(zhuǎn)換為特征水平，來(lái)驗(yàn)證氣態(tài)排出物的符合性。特征系數(shù)的制定實(shí)際上是一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析，取決于測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量，以高置信度證明發(fā)動(dòng)機(jī)樣本排放能代表總體排放的平均值，并且平均值低于監(jiān)管限制即可表明符合性。制定特征系數(shù)需要變異系數(shù)。

2017年霍尼韋爾測(cè)試了25臺(tái)同類型發(fā)動(dòng)機(jī)，采集了排放數(shù)據(jù)，并參考煙霧排放標(biāo)準(zhǔn)中特征系數(shù)的制定方法，將nvPM質(zhì)量與數(shù)量變異系數(shù)制定為20%，得出特征系數(shù)（見(jiàn)表2）[11]。

2.8監(jiān)管水平

CAEP/10會(huì)議決定，將nvPM標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)酷度制定在較低水平，但將適用日期提前到2023年1月1日，這樣就可以基于審定當(dāng)局獲得的nvPM排放數(shù)據(jù)更早地對(duì)nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查和更新。CAEP/11通過(guò)了正式的nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)，并強(qiáng)調(diào)將在2022年的CAEP/12會(huì)議上審查該標(biāo)準(zhǔn)，即是否啟動(dòng)nvPM標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格化工作。標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3、表4。

3 nvPM排放符合性的適航審定程序

nvPM排放適航審定的符合性程序采取與氣態(tài)排出物相同的方法，采取將測(cè)量和計(jì)算得到的排放值轉(zhuǎn)換為特征水平的方法，將得到的特征水平與監(jiān)管限制進(jìn)行比較。各個(gè)推力設(shè)定下的nvPM監(jiān)管限制必須能以高置信度表明，所測(cè)試型別的任何一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不超出標(biāo)準(zhǔn)。如果特征水平低于監(jiān)管限制，那么適航當(dāng)局應(yīng)頒發(fā)合格證書[11]。特征水平是對(duì)測(cè)量得到的nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放值的平均值[12]，經(jīng)過(guò)采樣系統(tǒng)采集部分的熱泳損失修正和各自的燃油成分修正，再除以與測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量相對(duì)應(yīng)的特征系數(shù)，得到的值即為特征水平。在測(cè)量和計(jì)算nvPM質(zhì)量和數(shù)量的排放值時(shí)，受到度量體系中三方面因素的影響，即時(shí)間、燃油流量以及排放指數(shù)。nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放指數(shù)代表的是經(jīng)過(guò)各自的稀釋因子、收集部分熱泳損失和各自的燃料成分修正系數(shù)修正后的每千克燃油燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣顆粒物的質(zhì)量和數(shù)量。采集部分的熱泳損失修正公式如下：

將經(jīng)過(guò)上述修正過(guò)的同型別發(fā)動(dòng)機(jī)的nvPM質(zhì)量和數(shù)量排放測(cè)試數(shù)據(jù)取平均值，除以特征系數(shù)后得到的特征水平，不超過(guò)監(jiān)管限制，則表明了該型別發(fā)動(dòng)機(jī)的符合性。

4結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)nvPM排放標(biāo)準(zhǔn)制定的背景、質(zhì)量和數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)的影響因素及監(jiān)管限制、適航審定的符合性程序進(jìn)行了總結(jié)。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物的排放對(duì)于機(jī)場(chǎng)附近環(huán)境與人體健康有著比較大的危害。因此，盡快完善nvPM質(zhì)量與數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，盡早適用，可以很大程度上督促各航空公司加快機(jī)隊(duì)建設(shè)，鼓勵(lì)各航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商生產(chǎn)在環(huán)境保護(hù)方面更有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。我國(guó)CCAR-34部中尚無(wú)對(duì)nvPM的限制。適時(shí)啟動(dòng)對(duì)CCAR-34部規(guī)章的修訂工作，這對(duì)未來(lái)指導(dǎo)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)適航審定工作有著重大意義。

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作者簡(jiǎn)介

楊曉軍（1980-）男，博士，教授。主要研究方向：發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部復(fù)雜流動(dòng)與換熱、發(fā)動(dòng)機(jī)排放。

Tel：022-24092415

E-mail：xiaojunyoung@hotmail.com

柳笑寒（1997-）男，碩士研究生。主要研究方向：航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放

E-mail：2019012096@cauc.edu.cn

常嘉文（1991-）男，碩士研究生。主要研究方向：航空發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放。

E-mail：924253094@qq.com

Airworthiness Standards and Certification Procedures for Non-volatile Particulate Matter Emissions from Aircraft Engines

Yang Xiaojun*，Liu Xiaohan，Chang Jiawen

Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China

Abstract： In the past decades， the current smoke number emission standard has well restricted the exhaust emissions of civil aviation aircraft engines， but it does not directly limit the particulate matter emissions. Chapter 4 of Annex 16， Volume 2 "aircraft engine emissions" to the Convention on International Civil Aviation， sets emission standards for particulate matter. In 2016， the non-volatile particulate matter mass concentration standard transformed from smoke number was issued as a transition， and the mass and number emission standard of non-volatile particulate matter in landing and take-off cycle was issued after many factors were affected and revised in the followup study. Using the characteristic factor to calculate the characteristic level shows that the engine emission meets the regulatory level. The study of ICAOs formal standards and compliance certification procedures for particulate matter emissions is of positive significance to the revision of CCAR-34 and airworthiness certification of self-developed engines in the future.

Key Words： aircraft engine； particulate matter emissions； emission standard； landing and take-off cycle； airworthiness certification