《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準

編制說明

一、工作簡況

1．任務來源

根據國標委發〔2022〕39號文《國家標準化委員會關于下達2022年第三批

推薦性國家標準計劃的通知》要求，，由北京航空航天大學、中國航空綜合技

術研究所等單位負責本國家標準制定計劃項目，計劃項目名稱《航空發動機碳

煙顆粒排放測量方法》，計劃號：20221054-T-469。由全國航空器標準化技術委

員會歸口，項目周期為22個月。

2．協助單位及工作分工

本文件的主要參加單位有北京航空航天大學、中國航空綜合技術研究所、

中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航空工業集團公司洛陽

電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、中國商用飛機有限

責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、中國計量科學研

究院、國家納米科學中心、中國計量大學、中國民航大學。

北京航空航天大學對標準總負責，負責標準的編制，負責全面把握編制進

展情況，對標準質量進行審查把關，征集標準征求意見稿修訂意見等。中國航

空綜合技術研究所、中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航

空工業集團公司洛陽電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、

中國商用飛機有限責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、

中國計量科學研究院、國家納米科學中心、中國計量大學、中國民航大學負責

主要技術指標對比確認，參與標準編制。

3.主要工作過程

（1）項目啟動階段

2023年1月，根據工作需求，形成由北京航空航天大學牽頭，中國航空綜合

技術研究所、中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航空工業

集團公司洛陽電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、中國

商用飛機有限責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、中

1

國計量科學研究院、國家納米科學中心、中國民航大學、中國計量大學負責標

準的編制，并提出標準的設計需求等內容。

（2）初稿階段

2023年3月，編制組根據工作計劃，分析國內外相關標準，并調研各廠所的

使用情況，并根據調研情況，編制了標準初稿。

二、標準編制原則和主要內容

1.標準編制原則

1）本文件是依據GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件

的結構和起草規則》進行編制，按標準制定的程序進行工作，廣泛征求國內有

關意見，保證技術內容的正確。

2）本文件為推薦性國家標準。

2.主要內容

2.1編制背景

航空發動機在機場周圍和巡航高度均會排放大量非揮發性顆粒物，除了對大

氣環境造成破壞外，還會在高空形成尾跡云和卷云，進而影響太陽輻射和水汽分

布，導致全球氣候變暖。國際民用航空組織一直采用煙度值標準對黑碳顆粒物進

行限制，但隨著發動機燃燒技術進步，基于煙度的測量方法已無法準確評估先進

航空發動機顆粒物排放水平。2023年國際民航組織將全面實施最新的航空發動機

顆粒物數目法規，特別關注排氣中納米級非揮發性顆粒物，對測量敏感度和準確

度的要求比煙度法顯著提升。

我國C919大飛機和航空發動機要取得適航法規認證并飛往國外，必須滿足

最新國際航空排放適航規章要求。由于發動機納米顆粒排放源具有溫度高、尺寸

小、多分散、形貌雜等特征，傳統測量顆粒質量的方法難以精準檢測納米顆粒，

因此新法規從測量大顆粒質量向精確測量納米顆粒數量轉變。國外納米顆粒數量

測量的核心技術嚴格封鎖，而我國該技術幾乎空白，嚴重阻礙了航空業發展。

然而，我國航空發動機排放顆粒物目前仍采用基于煙度法的CCAR34部適航

標準，該標準難以滿足先進航空發動機顆粒物排放水平的準確評估，亟需提出航

空發動機碳煙顆粒排放測量方法國家標準，為我國大飛機和航空發動機適航取證

提供支撐。

2

為此，由北京航空航天大學牽頭，在中國航空綜合技術研究所等科研院所的

支持下，成立了《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準編制組。采取了

研發+標準的策略，結合自身的研發優勢，借鑒分析國外相關測量方法，不斷完

善標準的相關方法，最終《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準的適用

范圍比國外的相關標準的適用范圍更廣，處于國際領先地位。

2.2標準結構說明

本文件主要規定了航空發動機碳煙顆粒排放測量的原理、測量條件、試劑與材

料、儀器設備、測量對象、測量步驟、測量數據處理、質量保證和控制，以及測量報

告等內容，本文件主要依據GB/T20001.4-2015《標準編寫規則第4部分：試驗方法

標準》確定標準框架，具體內容如下：

第1章為“范圍”主要說明本文件規定的主要內容和適用范圍。

第2章為“規范性引用文件”，闡述了本文件引用的文件，主要包括GB／

T34525-2017《氣瓶搬運、裝卸、儲存和使用安全規定》。

第3章為“術語和定義”，給出了“額定推力”、“額定功率”、“催化

去除器”、“校準氣體”、“氣體濃度”、“揮發性顆粒”、“碳煙顆粒”、

“顆粒質量濃度”、“顆粒質量排放指數”、“顆粒數目濃度”、“顆粒數

目排放指數”、“百萬分率”、“百萬分率碳”、“分辨率”、“響應”、

“上升時間”、“穩定性”、“零點漂移”的定義。

第4章為“縮略語”，給出了適用于本文件的縮略語包括：“CPC”、“HE

PA”、“Sootmi”、“Sootni”、“slpm”、“STP”、“VPR”、“VRE”、

“WTCPC”等。

第5章為“原理”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量的原理及示意圖。

第6章為“測量條件”，規定了標準環境測量條件和測量場地。

第7章為“試劑與材料”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量所需的試

劑與材料。

第8章為“儀器設備”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量所需的儀器

設備及其技術參數。

第9章為“測量對象”，給出了本文件的測量對象包括：“新發動機”、

“在用發動機”、“故障發動機”。

3

第10章為“測量步驟”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量的具體步驟

包括：“測量流程”、“測量前檢查”、“環境碳煙顆粒測量”、“測量實

施”、“測量后檢查”。

第11章為“測量數據處理”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量數據的

處理方法包括：“數據錄取”、“數據處理”、“測量結果評定”。

第12章為“質量保證和控制”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量所涉

及的質量保證和控制要求包括：“測量人員”、“儀器設備計量”、“測量

支持文件”、“測量異常處理”、“數據管理”、“安全保障”。

第13章為“測量報告”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量報告的格式

及內容。

2.3主要技術內容的說明

2.3.1標準技術內容適用范圍

本文件規定了航空發動機碳煙顆粒排放測量的原理、測量條件、試劑與材料、

儀器設備、測量對象、測量步驟、測量數據處理、質量保證和控制，以及測量報

告等內容，適用于航空發動機碳煙顆粒排放的測量。

2.3.2標準技術要求編制

依據目前國際民航組織對于航空發動機碳煙顆粒排放測量的限值要求，結合

已有的相關管理法規和標準，在保證有一定繼承性的前提下，確定主要包括如下幾

個部分的內容：

1）標準的格式要求，包括標準規定內容、范圍、引用文件、術語及定義、縮略

語；

2）測量條件要求，主要闡述測量環境和測量場地的要求；

3）試劑與材料要求，對測量過程中使用的稀釋氣體、二氧化碳標準氣體進行

了詳細規定；

4）儀器設備要求，對測量過程中使用儀器的功能、精度、技術指標等方面做

了詳細的要求；

5）測量步驟要求，對航空發動機碳煙顆粒排放測量步驟做了系統的要求；

6）測量數據處理要求，對測量數據的錄取、處理以及測量結果評定進行了

詳細的要求；

4

7）質量保證和控制要求，對測量人員、儀器設備計量、測量支持文件、測

量異常處理、數據管理、安全保障做了系統的規范；

8）測量報告要求，對出具的測量報告的格式和內容進行了規范。

2.3.3標準技術指標說明

2.3.3.1技術要求

主要從航空發動機碳煙顆粒排放測量方法的角度，對測量條件、試劑與材料、

儀器設備、測量步驟、測量數據處理做了統一的技術要求。

對于航空發動機碳煙顆粒排放測量方法，主要考慮五個方面內容：

1）對于測量條件，本文件對測量條件和測量場地，能夠保證測量結果的可

靠性；

2）對于試劑與材料，本文件對對測量過程中使用的稀釋氣體、二氧化碳標

準氣體進行了詳細規定，能夠保證測量結果的可重復性；

3）對于儀器設備，本文件對測量過程中使用儀器的功能、精度、技術指標

等方面做了詳細的要求，能保保證測量結果的有效性；

4）對于測量步驟，本文件對航空發動機碳煙顆粒排放測量步驟做了系統的

要求，能夠保證測量結果的可靠性和可重復性；

5）對于測量結果處理，本文件對測量數據的錄取、處理以及測量結果評定

進行了詳細的要求，能夠保證測量結果的有效性。

2.3.3.2測量方法

針對航空發動機碳煙顆粒排放測量方法，主要從測量條件、試劑與材料、儀

器設備、測量對象、測量步驟、測量數據處理、質量保證和控制、測量報告等幾

個方面做了詳細的規定。

2.3.3標準技術指標的確定依據

結合航空發動機碳煙顆粒排放測量方法的使用場景和測量儀器的指標要求，

通過分析國際民航組織最新排放法規對航空發動機碳煙排放的限值要求，同時調

研國內相關測量儀器主要生產廠家的情況，并對比分析國外同類型儀器的技術指

標，確定了本文件的技術指標。本文件規定的儀器技術指標體系充分考慮了國內

企業當前的技術水平和經濟利益需求，可以規范并統一國內儀器的研制。

可以看出，本文件規定的航空發動機碳煙顆粒排放測量方法，滿足航空發動

機碳煙顆粒排放測量應用要求，綜合權衡性能，該技術指標體系是可接受的。

5

三、主要試驗（或驗證）情況分析

本文件是通過總結國際民航組織最新排放法規對航空發動機碳煙顆粒排放測

量要求，并結合航空發動機碳煙顆粒排放測量實驗經驗形成的，本文件規定的航

空發動機碳煙顆粒排放測量方法已經在國產CJ系列發動機、JetcatP400小型渦噴

發動機、JetCatSPH-T小型渦軸發動機、CD-100航空重油活塞發動機、CFM56縮

比渦扇發動機等排放實驗中得到了驗證。實踐證明，本文件要求合理、技術成熟、

方法可靠，具有實用性和普適性。

四、標準中涉及專利情況

本文件不涉及專利。

五、采用國際標準和國外先進標準情況的對比分析

本文件沒有采用國際標準和國外先進標準。

六、在標準體系的位置、與相關法規和標準的協調性

本文件與現行法律、法規和相關標準協調一致。

七、重大分歧意見的處理經過和依據

本文件編制過程中無重大分歧意見。

八、標準性質的建議

建議本文件為推薦性國家標準。

九、貫徹標準的要求和措施建議

本文件涉及航空發動機研制單位、航空公司、民航局適航審定中心等單位。

為了規范和統一我國航空發動機碳煙顆粒排放的測量方法，增強技術研究的體

系性，促進行業發展，應加快標準的實施。

十、廢止現行相關標準的建議

本文件為新編制標準，無廢止現行有關標準的建議。

十一、其他應予說明的事項

無。

6

《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》

國家標準編制說明

Measurementmethodforsootemissionsfromaircraftengines

(征求意見稿)

北京航空航天大學

2023年4月

《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準

編制說明

一、工作簡況

1．任務來源

根據國標委發〔2022〕39號文《國家標準化委員會關于下達2022年第三批

推薦性國家標準計劃的通知》要求，，由北京航空航天大學、中國航空綜合技

術研究所等單位負責本國家標準制定計劃項目，計劃項目名稱《航空發動機碳

煙顆粒排放測量方法》，計劃號：20221054-T-469。由全國航空器標準化技術委

員會歸口，項目周期為22個月。

2．協助單位及工作分工

本文件的主要參加單位有北京航空航天大學、中國航空綜合技術研究所、

中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航空工業集團公司洛陽

電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、中國商用飛機有限

責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、中國計量科學研

究院、國家納米科學中心、中國計量大學、中國民航大學。

北京航空航天大學對標準總負責，負責標準的編制，負責全面把握編制進

展情況，對標準質量進行審查把關，征集標準征求意見稿修訂意見等。中國航

空綜合技術研究所、中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航

空工業集團公司洛陽電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、

中國商用飛機有限責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、

中國計量科學研究院、國家納米科學中心、中國計量大學、中國民航大學負責

主要技術指標對比確認，參與標準編制。

3.主要工作過程

（1）項目啟動階段

2023年1月，根據工作需求，形成由北京航空航天大學牽頭，中國航空綜合

技術研究所、中國航空發動機研究院、中國民航適航審定中心、中國航空工業

集團公司洛陽電光設備研究所、中國航發商用航空發動機有限責任公司、中國

商用飛機有限責任公司、中國民航科學技術研究院、中國環境科學研究院、中

1

國計量科學研究院、國家納米科學中心、中國民航大學、中國計量大學負責標

準的編制，并提出標準的設計需求等內容。

（2）初稿階段

2023年3月，編制組根據工作計劃，分析國內外相關標準，并調研各廠所的

使用情況，并根據調研情況，編制了標準初稿。

二、標準編制原則和主要內容

1.標準編制原則

1）本文件是依據GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件

的結構和起草規則》進行編制，按標準制定的程序進行工作，廣泛征求國內有

關意見，保證技術內容的正確。

2）本文件為推薦性國家標準。

2.主要內容

2.1編制背景

航空發動機在機場周圍和巡航高度均會排放大量非揮發性顆粒物，除了對大

氣環境造成破壞外，還會在高空形成尾跡云和卷云，進而影響太陽輻射和水汽分

布，導致全球氣候變暖。國際民用航空組織一直采用煙度值標準對黑碳顆粒物進

行限制，但隨著發動機燃燒技術進步，基于煙度的測量方法已無法準確評估先進

航空發動機顆粒物排放水平。2023年國際民航組織將全面實施最新的航空發動機

顆粒物數目法規，特別關注排氣中納米級非揮發性顆粒物，對測量敏感度和準確

度的要求比煙度法顯著提升。

我國C919大飛機和航空發動機要取得適航法規認證并飛往國外，必須滿足

最新國際航空排放適航規章要求。由于發動機納米顆粒排放源具有溫度高、尺寸

小、多分散、形貌雜等特征，傳統測量顆粒質量的方法難以精準檢測納米顆粒，

因此新法規從測量大顆粒質量向精確測量納米顆粒數量轉變。國外納米顆粒數量

測量的核心技術嚴格封鎖，而我國該技術幾乎空白，嚴重阻礙了航空業發展。

然而，我國航空發動機排放顆粒物目前仍采用基于煙度法的CCAR34部適航

標準，該標準難以滿足先進航空發動機顆粒物排放水平的準確評估，亟需提出航

空發動機碳煙顆粒排放測量方法國家標準，為我國大飛機和航空發動機適航取證

提供支撐。

2

為此，由北京航空航天大學牽頭，在中國航空綜合技術研究所等科研院所的

支持下，成立了《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準編制組。采取了

研發+標準的策略，結合自身的研發優勢，借鑒分析國外相關測量方法，不斷完

善標準的相關方法，最終《航空發動機碳煙顆粒排放測量方法》國家標準的適用

范圍比國外的相關標準的適用范圍更廣，處于國際領先地位。

2.2標準結構說明

本文件主要規定了航空發動機碳煙顆粒排放測量的原理、測量條件、試劑與材

料、儀器設備、測量對象、測量步驟、測量數據處理、質量保證和控制，以及測量報

告等內容，本文件主要依據GB/T20001.4-2015《標準編寫規則第4部分：試驗方法

標準》確定標準框架，具體內容如下：

第1章為“范圍”主要說明本文件規定的主要內容和適用范圍。

第2章為“規范性引用文件”，闡述了本文件引用的文件，主要包括GB／

T34525-2017《氣瓶搬運、裝卸、儲存和使用安全規定》。

第3章為“術語和定義”，給出了“額定推力”、“額定功率”、“催化

去除器”、“校準氣體”、“氣體濃度”、“揮發性顆粒”、“碳煙顆粒”、

“顆粒質量濃度”、“顆粒質量排放指數”、“顆粒數目濃度”、“顆粒數

目排放指數”、“百萬分率”、“百萬分率碳”、“分辨率”、“響應”、

“上升時間”、“穩定性”、“零點漂移”的定義。

第4章為“縮略語”，給出了適用于本文件的縮略語包括：“CPC”、“HE

PA”、“Sootmi”、“Sootni”、“slpm”、“STP”、“VPR”、“VRE”、

“WTCPC”等。

第5章為“原理”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量的原理及示意圖。

第6章為“測量條件”，規定了標準環境測量條件和測量場地。

第7章為“試劑與材料”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量所需的試

劑與材料。

第8章為“儀器設備”，給出了航空發動機碳煙顆粒排放測量所需的儀器

設備及其技術參數。

第9章為“測量對象”，給出了本文件的