四方仪器航空发动机排放测试系统 —— 国产方案助力航空减排与适航认证

一、行业背景与挑战

航空业作为全球交通体系的核心组成部分，在推动经济全球化的同时，其发动机排放带来的环境问题也日益受到国际社会关注。航空排放污染加剧，减排工作刻不容缓，航空发动机运行过程中产生的二氧化碳（CO₂）、氮氧化物（NOₓ）、一氧化碳（CO）、未燃碳氢化合物（HC）及非挥发性颗粒物（nvPM）等污染物，不仅是全球气候变暖的重要诱因，更直接影响机场及周边区域空气质量与公众健康。数据显示，2024 年全球航空业二氧化碳排放总量达 9.42 亿吨，较 2023 年增长 6.8%，已超 2019 年疫情前水平，而航空旅客需求的持续增长与机场扩建，将进一步加剧航空排放的环境压力，航空减排成为全球行业共识。

随着全球排放标准持续收紧，我国航空发动机产业面临着排放测试设备自主可控、性能对标国际、成本高效可控的多重挑战。四方仪器深耕气体检测领域二十年，凭借全链条自主核心技术，重磅推出Gasboard-9800 系列航空发动机排放测试系统，打造从研发摸底到适航认证的一站式国产化测试解决方案，为我国航空发动机产业高质量发展筑牢环保测试技术根基。

1. 国际排放标准持续升级，门槛不断提高

为管控航空发动机排放，《国际民用航空公约》附件 16 第二卷成为全球核心遵循标准，明确了烟雾、HC、CO、NOₓ及 nvPM 的排放限值与国际认可的测试测量程序，且标准呈现持续收紧趋势：气态排放物限值针对大推力发动机不断优化，NOₓ标准按制造日期划分多档严苛等级；2023 年 1 月起，nvPM 质量与数量的新型起飞着陆循环（LTO）限值正式应用于所有 “新机型" 发动机；2025 年 2 月，国际民航组织航空环境保护委员会（CAEP）第 13 次会议更是启动 LTO 氮氧化物升级标准制定流程，预示着未来航空发动机排放要求将进一步提高。

2. 国内适航法规接轨国际，设备痛点亟待解决

紧跟国际步伐，我国航空发动机排放法规建设迈入新阶段。2024 年，中国民用航空局发布实施 MH/T 6129-2024《航空发动机排放测量和评估》，国家标准 GB/T 44822-2024《航空发动机碳烟颗粒排放测量方法》也同步发布，并于 2025 年 5 月 1 日正式实施。两项标准的出台，标志着我国航空发动机环保性能要求提升至战略高度，也为国产发动机适航认证划定了明确的技术标准。

然而，随着标准的升级，国内航空发动机制造企业及研究机构在配备实验室排放测试系统时，正面临三大核心痛点：

• 自主可控需求迫切：该设备技术集成度高，长期依赖进口，属于典型的“卡脖子"关键设备，国产化替代势在必行。

• 成本居高不下：进口设备的采购成本及后续维护费用极为高昂，加重了企业负担。

• 服务响应滞后：核心部件一旦故障，需返厂维护，跨国物流与维修周期长，导致设备利用率低，严重影响研发与适航取证进度。

因此，突破技术壁垒，开发符合国内外最新法规要求的高性能、高可靠性国产化测试系统，已成为支撑我国航空发动机产业自主发展的必然趋势。

二、四方仪器二十年技术积淀，打造全自主化发动机排放测试解决方案

四方仪器依托母公司传感器技术平台，凭借二十年气体检测领域技术积累，攻克氢火焰离子化检测（HFID）、非分光紫外（NDUV）、凝结核粒子计数（CPC）及可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）等核心技术，构建了从核心传感器模组到复杂测试系统的完整产品链，成为国内少数具备航空发动机排放测试一站式解决方案能力的供应商。

在此基础上，四方仪器隆重推出新一代Gasboard-9800系列航空发动机排放测试系统解决方案。该系统旨在为客户提供一个高精度、高可靠且自主可控的测试平台，满足从研发摸底到适航认证的全方位需求，打破进口设备垄断，为国内企业提供高性价比的国产化替代方案。

1. 模块化总体构架，适配多元测试场景

Gasboard-9800系列航空发动机排放测试系统，采用模块化设计，集成了高温采样与预处理单元、高精度气体分析模块以及颗粒物分析模块。系统可根据客户的具体测试需求（如不同推力等级的发动机、研发或取证目的）灵活配置，确保其在复杂的测试环境下依然保持出色的稳定性与数据准确性。

2. 三大核心子系统，全维度覆盖排放检测需求

Gasboard-9800系列航空发动机排放测试系统，打造三大核心子系统，实现对气态污染物、非挥发性颗粒物质量（PM）、颗粒物数量（PN10）的全维度、高精度检测，各项性能指标对标国际标准，满足最新法规要求。

（1） 核心子系统：碳烟颗粒质量分析系统

该系统采用电晕荷电计数法，专为实时监测非挥发性颗粒物（PM）的质量浓度而设计。

核心优势：

• 实时响应：T10-90响应时间小于1秒，能够精准捕捉发动机在瞬态循环下的排放特征。

• 极低维护：设计简洁，无移动部件，运行稳定，可大幅降低维护频次与运营成本。

• 宽动态范围：测量范围覆盖从环境背景到高浓度尾气的广阔区间，适用于多种测试场景。

技术参数

（2） 核心子系统：碳烟颗粒数量分析系统

该系统严格遵循国际标准，集成了两级可变比例稀释系统（VPR） 与凝结核粒子计数器（CPC），专门用于满足10纳米级别颗粒物（PN10）的计数需求。

核心优势：

• 先进稀释技术：两级VPR系统能有效处理高浓度尾气，防止粒子过饱和与凝并，确保计数的准确性。

• 检测下限延伸：CPC在10nm粒径处的检测效率达到50%以上，实现了对纳米级颗粒物的精确计数，满足最新法规要求。

技术参数：

（3）核心子系统：气态污染物排放测试系统

该系统集成了多项自主研发的光谱与检测技术，能够实现对气态污染物的高精度、连续在线分析。

核心优势：

• 全自主技术：采用自主研发的NDIR、NDUV、CLD和HFID技术，确保了供应链的安全与全生命周期的快速服务响应。

• 宽量程覆盖：量程范围覆盖从ppm级到百分比级，既适用于超低排放的研发测试，也适用于原始尾气的高浓度检测。

• 高精度与快速响应：具备高精度和快速响应能力（T10-90＜2.5s），支持对稀释排气和原始排气的连续测量。

• 灵活配置：可配备多路多功能采样单元，满足尾气管多点采样及EGR率测量等复杂研发需求。

技术参数：

三、国产自主化赋能，助力航空发动机产业高质量发展

Gasboard-9800系列航空发动机排放测试系统的推出，是四方仪器在航空环境监测领域的重要突破，不仅实现了航空发动机排放测试核心设备的国产化替代，更凭借技术自主可控、成本高效可控、服务快速响应、性能对标国际的综合优势，为国内航空发动机制造企业、科研机构提供了从研发到适航的全流程测试保障。

在全球航空减排浪潮与国内适航法规不断升级的背景下，四方仪器将持续以技术创新为核心，深耕航空发动机排放测试领域，不断优化产品性能与解决方案，为我国航空发动机产业突破国际技术壁垒、实现自主可控发展、顺利完成适航认证提供坚实的测试技术支撑，助力我国航空业向绿色、低碳、高质量发展迈进，为全球航空减排事业贡献中国技术与中国方案。