Эмиссия авиационных двигателей что это

Для защиты окружающей среды Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) введены ограничения на шум самолетов и эмиссию (выбросы) вредных веществ от авиационных двигателей. Международные стандарты по экологии гражданских самолетов существуют в виде тома I «Авиационный шум» и тома II «Эмиссия авиационных двигателей» Приложения 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. В рамках СНГ уровни шума самолетов нормируются Авиационными правилами АП-36, а уровни эмиссии авиадвигателей (до разработки Авиационных правил АП-34 в соответствии с Директивным письмом Авиарегистра МАК от 15.03.95 №5-93) нормируются в соответствии с томом II Приложения 16.

Нормируемым параметром авиационного шума самолетов является максимальное значение EPN — эффективного уровня воспринимаемого шума в дБ (децибелах), определяемого по измерениям шума при взлете, наборе высоты и посадке самолета. Нормы на авиационный шум дозвуковых реактивных самолетов, заявка на сертификацию которых принята до 6 октября 1977 г. (с некоторыми исключениями), указаны в Главе 2 и более жесткие нормы — в Главе 3 тома 1 Приложения 16 (если заявка на сертификацию принята после 6 октября 1977 г.).
Более 80 % отечественных пассажирских самолетов соответствуют требованиям Главы 2 стандарта ИКАО. Из 23 реактивных самолетов и их модификаций, прошедших сертификацию по шуму на 1 июля 1997 г., только 9 соответствуют требованиям Главы 3 (см. таблицу).
В соответствии с Резолюцией А28-3 Ассамблеи ИКАО «Возможные эксплуатационные ограничения в отношении дозвуковых реактивных воздушных судов, уровни шума которых превышают требования Главы 3 Приложения 16» с 1995 г. должны вводиться ограничения на эксплуатацию пассажирских самолетов в форме штрафных санкций и запретов на посадки в отдельных аэропортах. Эксплуатация самолетов Ил-86 и Ил-76ТД разрешается без ограничений до 2002 г.
США планируют в 2000 г. ввести запрет на полеты самолетов, не соответствующих по шуму Главе 3, а европейские страны, Канада, Австралия, Новая Зеландия и Япония — в 2002 г. В первую очередь это касается Ту-154 с двигателем НК-8-2У, Ил-76 с двигателем Д-30КП и Ил-86 с двигателем НК-86. Эти самолеты, находящихся в массовой эксплуатации, не имеют сертификаты на соответствие требованиям Главы 3.
При введении в действие планируемых ужесточенных норм Главы 3 при «мягком» варианте за их пределами окажутся Ту-154М, Ил-62М и Ил-96 с двигателем PW 2337, а при «среднем» и «жестком» — Ил-96 с двигателями ПС-90А и Як-42. Из 23 самолетов только Ту-204 и Як-40 будут соответствовать по шуму международному стандарту.

В настоящее время ИКАО нормирует эмиссию несгоревших углеводородов (HC), оксида углерода (CO), оксидов азота (NOх) и дыма от турбореактивных и турбовентиляторных двигателей гражданских самолетов в зоне аэропортов, а также запрещает преднамеренный выброс топлива после останова двигателя. Требования международного стандарта для дозвуковой авиации распространяются по дыму на двигатели, изготовленные после 1982 г., по газообразным веществам — на двигатели с тягой более 26,7 кН, изготовленные после 1985 г.
Двигатели семейства Д-30 и двигатель НК-8-2У значительно превышают нормы ИКАО по эмиссии HC и CO. Такое превышение норм на фоне зарубежных двигателей производит крайне негативное впечатление об отечественных двигателях.
ИКАО приступила к разработке штрафных санкций за эмиссию авиадвигателей на несколько лет позже по сравнению с санкциями за авиационный шум. В ближайшее время будет создана система ограничений и запретов на эксплуатацию авиационных двигателей, превышающих нормы на эмиссию, аналогичная системе по шуму. В этом случае, наиболее массовые отечественные двигатели для гражданской авиации при существующих эмиссионных характеристиках не смогут эксплуатироваться на международных авиалиниях. Из отечественных двигателей только ПС-90А соответствует, да и то на пределе, действующим с 1996 г. нормам ИКАО на эмиссию оксидов азота NOх (79,2 г/кН против нормируемого уровня 80,6 г/кН).
Прошедшая в 1998 г. 32-я сессия Ассамблеи ИКАО в своей Резолюции А32-11 подтвердила свое стремление к дальнейшему ужесточению политики в области охраны окружающей среды от воздействия авиации. Совет ИКАО одобрил предложение Комитета по дополнительному ужесточению норм на эмиссию NOх приблизительно на 16 % для двигателей и их модификаций, созданных после 2003 г. И любая модификация двигателя ПС-90А с существующей камерой сгорания, созданная после этой даты, не будет соответствовать новым нормам.
Прогнозируемый на 2000-2015 гг. рост пассажирских потоков и увеличение объемов сжигаемого авиационного топлива должны сопровождаться общим снижением эмиссии оксидов азота NOх. Это можно обеспечить в первую очередь разработкой камер сгорания с существенно, в 2:3 раза, меньшей эмиссией NOх.
Если не будут приняты срочные меры по доведению экологических характеристик российских самолетов и их двигателей до требований международных стандартов, то неминуемо наступит время, когда наши самолеты не будут принимать в зарубежных аэропортах, а еще раньше перестанут их покупать.

Исследование влияния эмиссии авиационных двигателей на окружающую среду

На протяжении многих лет в институте ведутся исследования условий образования, состава конденсационных следов самолетов, прогноза их образования и характеристик. Эти исследования позволяют оценить возможности уменьшения конденсационных следов и снижения их вредного влияния на климат Земли при полетах самолетов с различными типами ГТД с учетом трасс полетов и особенностей состояния атмосферы в различных регионах.

В обобщенном отчете международной комиссии «Авиация и глобальный климат Земли» показано, что помимо непосредственного загрязнения атмосферы окислами углерода и азота (СО2 и NOx ) эмиссия авиадвигателей в крейсерских полетах современных самолетов приводит к образованию конденсационных следов, что инициирует образование перистых облаков, а перистая облачность играет главную роль в радиационном балансе теплообмена между атмосферой и поверхностью земли.

СО2 и вода, являясь продуктами сгорания углеводородного топлива, образуются на всех этапах полета и при сгорании каждого килограмма топлива образуется 3,1 кг СО2 и 1,24 кг воды. Наряду с СО2 , конденсационные следы и перистые облака равномерно распространяются в атмосфере и способствует возникновению парникового эффекта.

Конденсационные следы образуются в результате конденсации и замерзания водяного пара, содержащегося в выхлопной струе авиадвигателей. Конденсационные следы образуются на тех же высотах, что и перистые облака, по структуре они близки к ним и их даже называют искусственными перистыми облаками (Cirrus tractus).

Читать еще: Двигатель газ 408 технические характеристики

Институт проводит экспериментальные исследования с использованием аппаратуры для измерения влажности воздуха, водности жидкой и кристаллической фаз облака, дисперсности и концентрации частиц аэрозолей, установленой на летающую лабораторию Ту-154.

В ЛИИ разработана качественно новая (по сравнению с применяющимися в международной практике) методика оценки условий образования устойчивых конденсационных следов (КС) в крейсерских полетах самолетов с ГТД, обеспечивающая получение данных по образованию КС конкретного самолета, необходимых для оценки парникового эффекта, создаваемого КС и образованных (инициированных) ими перистых облаков.

Перспективы использования разработанной методики для оценки возможного уменьшения образования КС при полетах самолетов с применяющимися и перспективными ТРДД подтверждены расчетами и результатами наблюдений образования КС на международных трассах, проводимых с помощью мобильного комплекса, при полетах самолетов Ту-154М, В777, В747, В767, В757, В737, А310, А330, А319, А320, А321, А340, Як-42.

Даны рекомендации по дальнейшему проведению исследований с целью количественной оценки возможного уменьшения образования КС конкретных самолетов при полетах на различных трассах в различное время года и суток и формированию требований по использованию показателей «экологического паспорта» конкретного самолета по образованию КС, характеризующих образованный ими парниковый эффект, аналогичный показателю парникового эффекта от СО2, составляющей эмиссии ГТД наряду с парами воды.

Двигатель ПД-14 получил сертификат ИКАО образца 2020 года и сможет выполнять международные полеты

Авиационные правила Часть 34
Охрана окружающей среды. Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания

Купить Авиационные правила Часть 34 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку «Купить» и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
Курьерская доставка (7 дней)
Самовывоз из московского офиса
Почта РФ

Документ используется при сертификации типа или модели двигателя в части установления соответствия требованиям к охране окружающей среды, относящимся к эмиссии загрязняющих атмосферу веществ. АП—34 содержат нормы эмиссии загрязняющих атмосферу веществ для авиационных газотурбинных двигателей и положения, относящиеся к испытаниям с целью определения уровней эмиссии конкретного двигателя и уровней эмиссии, характерных для данного типа или модели двигателя. АП—34 применяются к указанным в них классам маршевых газотурбинных двигателей, устанавливаемых на гражданские самолеты.

Дата введения	01.01.2021
Добавлен в базу	01.09.2013
Актуализация	01.01.2021

АВИАЦИОННЫЕ

ПРАВИЛА

Часть 34

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ЭМИССИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ АВИАЦИОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ. НОРМЫ И ИСПЫТАНИЯ

Читать еще: Что такое вихревой дизельный двигатель

ЛИСТ УЧЕТА ИЗМЕНЕНИЙ

К части АП-34 “Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания”, 2003 г.

ЛИСТ УЧЕТА ИЗМЕНЕНИИ. Стр. 1

РАЗДЕЛ G — ИСПЫТАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭМИССИИ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ

34.60. Введение

(a) Положения, приведенные в данном разделе, должны определять содержание программы испытаний конкретного двигателя (двигателей) с целью установления соответствия типа или модели двигателя применимым к ним нормам эмиссии газообразных веществ, приведенным в параграфе 34.21.

(b) Испытания, которые следует проводить в статических условиях на стенде, оборудованном для проведения измерений требуемой точности, состоят в отборе проб выхлопного газа двигателя на режимах, отвечающих требованиям пункта 34.62(a), с последующим анализом проб для определения концентраций компонентов эмиссии газообразных веществ.

(c) По измеренным концентрациям компонентов эмиссии — несгоревших углеводородов, моноксида углерода и оксидов азота — вычисляется масса каждого компонента за стандартный взлетно-посадочный цикл самолета посредством суммирования масс эмиссии компонента на этапах цикла. Стандартный взлетно-посадочный цикл введен в целях нормирования эмиссии и обобщает информацию о продолжительности указанных этапов в периоды наибольшей интенсивности взлетно-посадочных операций в крупных аэропортах, а также о характерных значениях тяги двигателей на этих этапах. Для самолетов с дозвуковой скоростью полета стандартный взлетно-посадочный цикл состоит из следующих четырех этапов: руле-ние/земной малый газ, взлет, набор высоты, заход на посадку. Для самолетов со сверхзвуковой скоростью полета введен дополнительный этап — снижение.

(d) Испытания должны проводиться с представительным (см. п. 1.1(f) Добавления 6 к тому 2 Приложения ИКАО), полностью укомплектованным двигателем — все агрегаты, которые, как ожидается, могут влиять на эмиссию, должны быть установлены и функционировать. Эксплуатационные отборы воздуха и мощности для систем самолета не допускаются.

(А) Если атмосферные условия во время испытаний отличаются от стандартных, то получаемые по результатам испытаний характеристики эмиссии следует приводить к стандартным атмосферным условиям в соответствии с методикой, представленной в Добавлениях 3 и 5 к тому 2 Приложения 16 ИКАО. При этом в качестве стандартных атмосферных условий принимаются условия международной стандартной атмосферы (MCA) за исключением того, что в качестве стандартной влажности принимается величина 0,00629 кг воды на 1 кг сухого воздуха.

(Б) Для каждого подвергавшегося испытаниям двигателя, а также для типа или модели двигателя по результатам испытаний должны быть представлены применимые к целям настоящего раздела характеристики и параметры, указанные в томе 2

Приложения 16 ИКАО (см. параграфы 1.3 главы 1; 2.4 главы 2 и 3.4 главы 3 части III, а также разделы 3 и 7 Добавлений 3 и 5). Кроме того, должна быть представлена информация о всех действиях, предусмотренных Добавлением 6 к тому 2 Приложения 16 ИКАО.

34.61. Топливо

Для испытаний с целью определения уровней эмиссии газообразных веществ следует использовать топливо с характеристиками, соответствующими приведенным в нижеследующей таблице. Топливо не должно содержать присадки, используемые в целях подавления дымления (например, органометаллические соединения).

34.62. Испытания

(а) Двигатель должен быть испытан на режимах, по количеству и величинам тяги достаточных для того, чтобы с использованием процедур приведения к стандартным атмосферным условиям и, при необходимости, интерполяции и экстраполяции надежно определить массу эмиссии газообразных веществ на каждом из следующих этапов стандартного взлетно-посадочного цикла.

Допустимый диапазон значений

Плотность при 288 К, кг/м 3 Температура выкипания, К:

ЦИАМ в ИКАО: история и современность

Экологическая миссия ИКАО

«Точка» особого контроля ИКАО — экологическая обстановка в районе аэропортов, зоны непосредственного воздействия шума при взлете и посадке самолетов. Здесь введены жесткие требования в части шума и эмиссии вредных веществ от авиационных двигателей: несгоревших углеводородов, оксида углерода, оксидов азота (NOx) и дыма. Запрет также введен на преднамеренный выброс топлива в атмосферу после останова двигателя. Действующий стандарт по выделению в атмосферу вредных веществ дополнен требованием по ограничению эмиссии нелетучих твердых частиц. Он вступает в силу с 2020 года для производимых и с 2023 года — для новых двигателей. Кроме того, разработан и вводится в действие с 2020 года новый международный стандарт на ограничение эмиссии углекислого газа (СО2), источником которого являются авиадвигатели.

Для улучшения качества воздуха вблизи аэропортов ИКАО наложила запрет на производство двигателей, не соответствующих нормам ИКАО по эмиссии вредных веществ вблизи аэродромов 2008 года (САЕР/6), а также предполагает ужесточить нормы на эмиссию NOx от авиационных двигателей на 45% (к 2020 году) и на 60% (к 2030 году) по сравнению с нормами САЕР/6. После 2023 года ИКАО планирует введение норv на эмиссию NOx в полете на уровне 5…10 г/кг (в граммах на килограмм сгоревшего топлива).

Что касается шума, то вблизи аэропортов ИКАО недавно дополнительно ужесточила нормы на 7 EPN дБ относительно требований Главы 4 международного стандарта. К 2028 году планируется дальнейшее ужесточение этого показателя.

По букве стандарта

Согласно действующим международным договорам и законодательству России, а также проводимой государственной политике в области развития воздушного транспорта, требования к экологическим характеристикам перспективных летательных аппаратов, устанавливаемые ИКАО, будут автоматически применяться и в нашей стране.

Стандарты не допускают возможности эксплуатации устаревших типов воздушных судов, поэтому необходимо формировать опережающий научно-технический задел при создании перспективных летательных аппаратов с учетом действующих и планируемых экологических требований ИКАО. На это направлена основная деятельность ЦИАМ, на протяжении полувека сотрудничающего с ИКАО.

Институт разрабатывает мероприятия по модернизации эксплуатируемых отечественных двигателей гражданской авиации для их соответствия нормам ИКАО, требованиям ЕС и международных региональных организаций с учетом технической достижимости и экономической обоснованности указанных мероприятий.

Для соответствия новым международным требованиям по экологии ЦИАМ проводит работы по созданию технологий, позволяющих авиационным двигателям стать более экологичными в отношении шума, эмиссии вредных веществ и расхода топлива (эмиссии СО2). Исследования включают разработку опережающих технологий, которые обеспечат снижение шума вентиляторов перспективных двухконтурных турбореактивных двигателей, шума внутреннего контура, включая компрессор, камеру сгорания и турбину, шума выхлопной струи и уменьшение выбросов вредных веществ.

Читать еще: Двигатель 405 инжектор хороший

Прорыва в уменьшении вредного воздействия авиации на окружающую среду можно достичь и посредством поэтапной разработки революционных технологий. Именно поэтому все ведущие страны изучают возможность перехода на гибридные и полностью электрические двигатели, которые могут обеспечить существенный выигрыш и по экологичности, и по экономичности. ЦИАМ находится в мировом тренде и ведет разработку гибридного (мощностью 500 кВт) и электрического (мощностью 60 кВт) двигателей-демонстраторов, конструктивная схема которых позволяет снизить объем выделения вредных веществ. Разработанные ИКАО международные экологические стандарты содержатся в Приложении 16 «Охрана окружающей среды» к Конвенции о международной гражданской авиации, включающем несколько томов: «Авиационный шум» (том I), «Эмиссия авиационных двигателей» (том II), «Эмиссия CO2 самолетов» (том III), «Система компенсации и сокращения выбросов углерода для международной авиации (CORSIA)» (том IV).

Последний регламент, уже одобренный ИКАО, — «Система компенсации и сокращения выбросов углерода для международной авиации (CORSIA)» — вызвал немало споров. В документе предлагается ввести в действие новый международный стандарт по глобальной системе рыночных мер в качестве механизма снижения эмиссии углерода каждой страной. Другими словами, за превышение выделенных квот на выбросы вредных веществ в атмосферу авиаперевозчикам придется платить дополнительный сбор. Эта инициатива, которую обсуждали и на прошедшей в этом году юбилейной 40-й сессии Ассамблеи организации в Монреале, неоднозначно воспринимается рядом государств, в том числе Россией, Китаем, Индией и другими государствами. Эксперты считают, что компенсационная схема CORSIA — это попытка возложить дополнительное и неоправданное финансовое бремя на гражданскую авиацию, которое только помешает ее устойчивому развитию.

Тем не менее, пилотный экспериментальный проект уже запущен в добровольном режиме в 2019 года, а с 2027 года участвовать в программе должны будут авиакомпании всех государств — членов организации. В разработанной САЕР системе CORSIA приветствуется использование альтернативных топлив (теперь они называются устойчиво производимые авиационные топлива). Их применение авиакомпаниями позволит заметно снизить их компенсационные обязательства и соответствующие платежи за выброс парниковых газов. ЦИАМ не только участвует в разработке нормативных документов по авиационным горюче-смазочным материалам, но и активно исследует возможности применения альтернативных топлив.

Эксперты ЦИАМ в ИКАО

СССР присоединился к ИКАО в 1970 году. В этот период в мире резко активизировались коммерческие перевозки с использованием турбовинтовых самолетов, начали использоваться сверхзвуковые пассажирские воздушные суда. Это привлекло внимание к изучению проблем воздействия авиации на экологию. В 1983 году в результате объединения Комитетов по авиационному шуму (CAN) и эмиссии авиационных двигателей (CAEE) был создан Комитет по охране окружающей среды от воздействия авиации (CAEP, Committee on Aviation Environmental Protection). Он стал помогать организации формулировать политику и принимать новые регламентируюшие документы ИКАО — «Стандарты и рекомендованная практика» (SARPs), связанные с авиационным шумом, эмиссией вредных веществ от авиадвигателей и более общим влиянием авиации на окружающую среду.

Представителем СССР, а позднее Российской Федерации, в комитетах CAEE и CAEP ИКАО с момента их образования до 1997 года был сотрудник ЦИАМ Алексей Горбатко. Он принимал участие в разработке первого издания международного стандарта по эмиссии (том II «Эмиссия авиационных двигателей» Приложения 16), советского стандарта «Охрана природы. Атмосфера. Газотурбинные двигатели самолетов гражданской авиации. Нормы и методы определения выбросов загрязняющих веществ».

Алексей Горбатко — также один из авторов международной научной монографии Aviation and the Global Atmosphere, IPCC, Cambridge University Press, 1999 («Авиация и глобальная атмосфера», Рамочная конвенция по изменению климата), на многие годы определившей деятельность ИКАО в области охраны окружающей среды от воздействия авиации.

В 1997 году на посту представителя России в CAEP Алексея Горбатко сменил сотрудник ЦИАМ Сергей Волков. Вместе с коллегами он активно отстаивал интересы российских разработчиков и эксплуатантов авиационной техники при изменении международных стандартов (том I «Авиационный шум», том II «Эмиссия авиационных двигателей») и разработке тома III «Эмиссия СО2 самолетов». Сергей Волков — инициатор и один из разработчиков первого издания Авиационных правил АП-34 «Охрана окружающей среды. Эмиссия вредных веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания» 2003 года.

С 2018 года официальным представителем России в САЕР снова назначен сотрудник ЦИАМ: им стал начальник сектора отдела исследования эффективности применения силовых установок на летательных аппаратах ЦИАМ Артур Мирзоян.

Следует отметить, что все эти годы в рабочих группах САЕР ИКАО постоянно работали эксперты из ЦИАМ, ЦАГИ, ГосНИИГА и других организаций, без помощи которых невозможна успешная защита интересов отечественных авиапроизводителей и эффективная работа представителя России в САЕР ИКАО.

Примеров успешного участия экспертов ЦИАМ в работе САЕР немало.

В рамках процесса, реализуемого Группой независимых экспертов САЕР, каждые три года готовятся прогнозы относительно снижения шума, эмиссии вредных веществ и потребления топлива на среднесрочную (10 лет) и долгосрочную (20 лет) перспективы. В части прогнозирования эффективности современных и будущих технологий снижения шума самолетов на местности активно принимал участие сотрудник ЦИАМ, член рабочей группы САЕР по шуму, начальник сектора отделения компрессоров ЦИАМ Юрий Халецкий.

C 2012 г. ЦИАМ принимал активное участие в разработке нового Стандарта ИКАО по эмиссии СО2. Усилиями Института были приняты нормы по эмиссии углекислого газа для производимых и новых самолетов на уровнях, которые устраивали отечественных производителей. Вклад ЦИАМ в международный стандарт ИКАО по эмиссии СО2 в 2013 г. был отмечен призовым местом в конкурсе «Авиастроитель года-2013» Союза авиапроизводителей России в номинации «За вклад в разработку нормативной базы в авиации и авиастроении».

Активно ЦИАМ совместно с АО «ОДК-Авиадвигатель» включился и в разработку новых норм CAEP по эмиссии нелетучих твердых топливных частиц. Благодаря этому удалось убедить законодателей принять такие нормы для производимых и новых авиадвигателей, которым удовлетворяют двигатели ПД-14 и ПС-90А. В этом году эта работа также была отмечена наградой в конкурсе «Авиастроитель года-2018».

Эмиссия авиационных двигателей что это