绿色航空技术与产品标准化研究

贾爱娟

（中航工业综合技术研究所，北京 100028）



绿色航空技术与产品标准化研究

贾爱娟

（中航工业综合技术研究所，北京 100028）

[摘要]在研究绿色航空技术与产品发展趋势的基础上，对其主要国际组织和欧美国家的标准化状况进行了分析，结合我国发展的现状和特点，提出了推进绿色航空技术与产品标准化发展的措施与建议。

[关键词]航空技术与产品；绿色发展；标准化

[收修订稿日期] 2016-05-06

绿色发展是化解全球能源紧张和环境恶化的重要手段，也是我国“十三五”乃至更长时期国民经济和社会发展的基本理念。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）测算，在全部人为产生的二氧化碳排放中，航空业已达3%，并有进一步扩大的趋势，绿色航空技术与产品的发展已引发整个航空产业链变革。

标准化作为产业转型与发展的重要技术支撑，对推动企业技术进步，实现节能减排目标具有重要促进作用。随着新能源、新材料、航空碳税、污染物排放准则等一系列技术和措施正逐步进入实践，绿色航空标准化工作迫在眉睫。

本文在研究绿色航空技术与产品发展趋势的基础上，对其国外标准化发展进行了深入分析，对照我国的现状与问题，提出了推进我国绿色航空标准化工作的对策建议。

1 绿色航空技术与产品发展现状

近年来，欧美等发达国家要求改善飞机环保性能、营造绿色航空的呼声越来越高，关注领域从飞机概念设计、原材料选择、气动结构布局，到发动机选型、燃料选择，乃至供应链中各个部件。概括起来，绿色航空技术与产品主要通过开发新型清洁能源、高效清洁发动机、轻质替代材料等方面。

1.1 新型清洁能源

新型清洁能源包括太阳能电池、生物能源、氢燃料、燃料电池系统等，均取得了长足进步，美国

Fulcrum BioEnergy生产的生物燃料已经被美国国防部等众多第三方审核并认可，满足所有的航空工业和军事技术要求和规范，生物柴油甚至已在某些航线上进行了应用试验。

1.2 高效清洁发动机

高效清洁发动机是国际社会关于绿色航空研发的核心和重点，新一代齿轮传动式涡扇发动机、大涵道比涡扇发动机在节能和降噪方面优势显著。新概念动力包括等离子推进、场推进、反重力推进等是概念探索和基础理论研究的热点。美国NASA UEET计划、欧洲EEFAE计划、CFM国际公司的TECH56和LEAP56计划以及惠普公司均投入巨资，力求使其达到耗油率下降8%～20%，噪声下降6～20 dB，NOX污染物排放减少40%～80%，运行成本降低15%～30%。

1.3 轻质替代材料

航空业轻质替代材料研发和应用的重点包括铝合金、镁合金和复合材料。当前，航空主力机型所用材料呈现以铝合金为主、复合材料为辅的特征，其中复合材料应用比重在逐步增加。在波音787上，复合材料使用出现质的飞跃，不仅数量激增，而且开始用于飞机的主要受力件。而空客A380更是将复合材料应用达到25%。

我国绿色航空技术与产品总体上处于跟踪发展的阶段，但部分产品也已达到与国外航企并驾齐驱的水平。比如，中国商飞在产品研制中采用了诸多先进节能减排的绿色技术，其在研型号的耗油率已达国际先进水平，与GE90、Trent500相当，而未来型号将与GEnx相当。

2 国外航空技术与产品绿色标准发展现状与趋势

为推进航空技术与产品的绿色发展，国际社会组织、美国、欧洲等发达国家和地区以及主要航空企业，主要围绕航空器产品的噪声水平、颗粒物排放、污染物NOx排放、二氧化碳排放、发动机能源效率、节能和能源管理等方面，制定出台了一系列标准。

2.1 国际民航组织（ICAO）

国际民航组织（ICAO）航空环境保护委员会（Committee on Aviation Environmental Protection，简称CAEP）针对航空排放，通过不断制定新的标准来提高要求。比如，每两年ICAO都会以降低氮氧化物（NOX）等污染物排放15%～20%的幅度推出新的标准。目前广泛适用的CAEP6标准，比90年代末的CAEP2降低了30%左右；ICAO预测，2020年以后，排放标准将比现行的CAEP6还要降低60%。ICAO在2006年颁布的噪声规章第4阶段标准，比第3阶段严苛了10 dB；近期马上要颁布新的标准，初步确定比第4阶段严苛7 dB。同时，最新的CAEP10也在制定关于PM2.5的新标准。

拟于2016年10月举行的国际民航组织大会（ICAO General Assembly）上，将正式讨论批准民用飞机二氧化碳排放标准（CO2emission standard for commercial airplanes）。这一标准的目的是通过鼓励飞机设计和开发过程中多采用节油新技术，确保老旧飞机尽快被更新、更高效的飞机取代，从而降低整个航空业的二氧化碳排放量。所采取的措施包括提高飞行运行水平、采用可再生航空燃料、减少噪声和其他排放物以及建立基于全球航空市场的航空业统一标准等。

2.2 国际标准化组织（ISO）

国际标准化组织（ISO）对飞机流体系统污染、飞机噪声污染比较重视，制定了ISO 5884-1987《航空航天流体系统和组件 液压油液固体颗粒污染的系统取样和测量方法》、ISO 20906 AMD 1-2013《声学. 邻近机场处无人监控飞行器噪音. 修改件1》等标准。

2.3 国际电工委员会（IEC）

国际电工委员会（IEC）对飞机储能装置、噪声测量仪器等方面制定了标准，如IEC 60952-1-2013《飞机用蓄电池组 第1部分：一般试验要求和性能水平》、IEC 61265 CORR 1-1995《电声学 航空噪声测量仪器 在运输机噪声鉴定中测量三分之一倍频带声压级装置的性能要求》、IEC 61265-1995《电声学 航空噪声测量仪器 在运输机噪声鉴定中测量三分之一带宽倍频声压级装置的性能要求》。

2.4 美国

美国对绿色航空比较重视，其机动车工程师学会、国家标准学会、航空航天局、陆军、海军等的标准化机构均制定了相关标准。其中，美国机动车工程师学会在绿色航空方面的标准最多。其围绕飞机的噪声控制与检测、市内空气质量、污染物排放、环境管理和节能等方面分别制定了相关标准，如SAE AIR 1407A-2012《近场和远场螺旋桨噪声预测规程》、SAE AIR 1751A-2012《起飞和降落器件飞机噪音横向衰减的预测方法》、SAE AIR 1813B-2013《燃气涡轮发动机试验间噪声抑制用柯恩达效应/折射概念》等25项有关噪声预测、检测和控制标准；SAE AIR 5715-2009《飞机排放物的计算规程》、SAE AIR 5892B-2012《排放的不挥发性颗粒的测量技术》、SAE AIR 6037-2010《非挥发性航空器尾气颗粒物测量方法的开发》、SAE AIR 6241-2013《来自飞机涡轮机的不易挥发粒子排放测量和连续取样操作规程》、SAE ARP 6229-2012《含氟聚合物绝缘材料中氟气排放》等10项有关飞机、部件及材料的污染物排放标准；以及SAE ARP 4205-2005《航空航天液力. 液压液原理. 循环流动的动力功效评价办法》等产品节能标准。

美国国家标准学会为规范飞行器内部环境，制订了ANSI/ASHRAE 161P-2007《商用飞行器内部空气质量》标准。美国NASA对节能型飞机比较重视，制定了NASA-CR-165768-1981《节能单发动机涡轮螺桨发动机驱动的商务机设计和分析》、NASA-TP-2478-1985《副翼偏转对亚音速节能运输机半翼展模型空气动力特性的影响》。美国陆军还制定了ARMY A-A-52487-1994《噪声和热障板的绝缘材料》、ARMY AR FORSCOM 420-46《水和污物》等节能环保标准；美国海军制定了NAVY MILPRF-29607（1）-1997《航空电子组件用非臭氧层消耗型清洗剂》等。

2.5 欧洲国家

英、法、德等欧洲国家比较重视飞机起降过程的噪声污染，如英国国家标准学会的BS 3G 100-2.3.14-1973《飞机设备一般要求规范. 第2部分：各种设备. 第3节：环境条件. 第14小节：声震》、BS EN 1915-4-2004+A1-2009《地勤支援设备. 一般要求. 第4部分：噪声测量方法和减振》、BS ISO 20906-2009+A1-2013《声学. 机场附近飞机噪声的无人监测》等标准。法国标准化协会的NF E54-001-3/IN1-2010《飞行器地面支持设备. 一般要求. 第3部分：振动测量方法和减振》、NF E54-001-4/IN1-2010《飞行器地面支持设备. 一般要求. 第4部分：噪声测量方法和减噪》、NF L41-136-1995《飞机燃料系统的污染物. 过滤器和过滤元件. 燃料系统中的特定污物滞留容量的额定值》、NF S31-121-2013《空间加热和制冷用带电力驱动压缩机的空调，液体制冷包，热泵和除湿器. 空气噪声的测量. 声功率级的测定》、NF X50-807 2012《运输服务的能源消耗和温室气体（GHG）排放的技术和申报方法（货运和客运）》等。

3 我国绿色航空技术与产品标准化进程

鉴于我国采取的跟随型发展战略的特点，在民用航空运营和管理方面，围绕航空技术与产品的绿色发展提出要求，并制定了相关标准。如针对航空运输及场站设施设备，民航总局制定发布了GB/ T 32151.6-2015《温室气体排放核算与报告要求 第6部分：民用航空企业》、MH/T 3011.9-2006《民用航空器维修地面安全 第9部分：民用航空器地面溢油的预防和处理》、MH/T 5105-2007《民用机场周围飞机噪声计算和预测》、MH/T 5112-2016《民用机场航站楼能效评价指南》等国家标准和行业标准。围绕飞机噪声制定了MH/T 9001-2008《亚音速喷气飞机噪声合格审定. 飞行试验等效程序》等行业标准。

为适应绿色航空产品的市场需要和产业绿色发展的需要，在制造领域，围绕节能监测、节材和污染预防等方面，制订发布了系列标准。如HB/ Z 227.7-1992《机载设备制造工艺工作导则 材料消耗工艺定额编制》、HB/Z 132.5-1989《航空发动机制造工艺工作导则 产品工艺分工、工艺布置、材料定额编制管理条例》、HB 7604-98《航空发动机高空模拟试车台的节能监测》、HB 20274-2015《航空燃气涡轮发动机点火系统电嘴火花能量试验方法》、HB 7810-2006《航空燃气涡轮发动机润滑系统滑油消耗量测量方法》、HB 20193-2014《航空行业清洁生产审核要求》、HB 6117-1987《航空燃气涡轮发动机气态污染物的连续取样及测量程序规范》、HB 7685-2001《飞机燃油系统污染控制要求》、HB 8489-2014《民用飞机污水排出系统通用要求》等航空行业标准。

4 对我国绿色航空技术与产品标准化工作的建议

综上，与国外绿色航空技术与产品的标准化程度相比，我国的标准化很大程度上表现为被动适应的特点，存在数量较少、覆盖面较窄、系统性较弱、标龄较长等问题，与航空产业绿色发展对标准化的需求相去甚远。

为贯彻党的十八届五中全会提出的创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，落实《中国制造2025》绿色制造重大工程，提升航空产业国际竞争力，建议加强与波音、空客、GE、惠普等技术领先企业及SAE等标准化组织合作，加快推进绿色航空技术和产品研发与应用，研究构建与绿色航空技术和产品发展相适应的绿色航空标准体系，加快绿色航空通用、共性技术和产品标准研制，建立完善绿色航空技术与产品的标准体系，加强企业清洁生产审核、能源审计、绿色航空技术和标准化人才培养，夯实绿色航空产业发展基础能力。

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（编辑：雨晴）

[中图分类号]T-65

[文献标识码]C

[文章编号]1003-6660（2016）03-0023-04

[DOI编码]10.13237/j.cnki.asq.2016.03.007