Нормы токсичности на дизели автотранспортных средств полной массой не менее 3,5 т
Примечания:
1. * - в числителе – нормы для проверки типов (специально подготовленных) ДВС, в знаменателе – для проверки серийного производства; ** - в скобках даны нормативы для дизелей с iVh < 0,7 л и nном ˃ 3000 мин-1; *** - в скобках дан норматив для неметановых углеводородов применительно только к двигателям, работающим на сжатом природном газе (СПГ);
2. Двигатели, предназначенные для установки на транспортные средства с полной массой менее 3,5 т, испытываются в составе транспортного средства (Правила ЕЭК ООН №15-05 и 83-02);
3. Дизели одновременно должны соответствовать уровню дымности ОГ (режимы испытаний – согласно методике ELR – Европейскому циклу реакции на нагружение): по ЕВРО-3 – не более 29% по шкале Hartridge, по ЕВРО-4 – не более 20% и по ЕВРО-5 – не более 6%.
Приложение
Ниже приводится в сокращённом виде статья известных специалистов по авиационным двигателям В.Скибина и С.Волкова по выбросам вредных веществ от авиационных двигателей, опубликованная в интернете (http://www/cpilot/info/samoletyi/vyibrosyi-vrednyih-veschestv-ot-aviatsionnyih-dvigateley)
Выбросы вредных веществ от авиационных двигателей
Владимир Скибин,
генеральный директор ФГУП "ЦИАМ",
доктор технических наук, профессор
Сергей Волков,
начальник отдела,
член комитета ИКАО по защите окружающей среды от воздействия авиации
Аэрокосмический курьер
2003.02, с.18-19
Международный стандарт на выбросы (эмиссию) вредных веществ от авиационных двигателей существует в виде тома II "Эмиссия авиационных двигателей" Приложения 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. В рамках СНГ этот вопрос регулируется Авиационными правилами АП-34 "Охрана окружающей среды. Нормы эмиссии для авиационных двигателей", в которых нормы на эмиссию практически соответствуют международным требованиям.
В соответствии с международным и национальным стандартами в настоящее время нормируется эмиссия несгоревших углеводородов (HC), оксида углерода (CO), оксидов азота (NOx), дыма (SN) и запрещается преднамеренный выброс топлива в атмосферу в зоне аэропортов. Нормируемым параметром эмиссии газообразных вредных веществ является условный валовый выброс каждого вещества, отнесённый к тяге двигателя на взлётном режиме. Эмиссия дыма нормируется по максимальному замеренному значению условного числа дымности SN, определяемого по загрязнению бумажного фильтра выхлопными газами.
Впервые международный стандарт на эмиссию был принят в 1981 году. С 1996 года действуют более жёсткие (на 20%) нормы на эмиссию NOx. C 2004 года они будут ещё ужесточены (приблизительно на 16%) для новых двигателей и модификаций существующих, созданных после 31 декабря 2003 года. С 2006 или 2008 года ИКАО предполагает ввести запрет на производство двигателей, не соответствующих нормам на эмиссию вредных веществ. Страны Европейского союза (EC) проводят ещё более жёсткую, чем ИКАО, политику по защите окружающей среды от воздействия авиации. Некоторые из них (например, Швеция, Швейцария, Норвегия), не дожидаясь окончательных решений ИКАО по эксплуатационным ограничениям по эмиссии, ввели штрафные санкции за выбросы вредных веществ от авиадвигателей.
На фоне постоянного ужесточения международных норм по экологии состояние отечественных авиадвигателей по эмиссионным характеристикам следует признать неудовлетворительным. Более 80% парка авиационных двигателей гражданской авиации не соответствует международным и национальным нормам на эмиссию вредных веществ. В настоящее время Д-30, Д-30КУ154, Д-30КУ, Д-30КП, НК-8-2У многократно превышают нормы ИКАО на эмиссию HC и CO. Зарубежные же фирмы ещё в 1980-х годах модифицировали (доработали камеры сгорания) практически все свои двигатели и обеспечили их соответствие требованиям ИКАО. Проблема двигателя ПС-90А в том, что он на пределе удовлетворяет действующим с 1996 года ИКАО на эмиссию оксидов азота (79,2 г/кН при норме 80,6 г/кН), а на последующие его модификации распространяется действие ещё более жёстких (примерно на 16%) норм 2004 года. Двигатель Д-36 также не соответствует нормам ИКАО 2004 года на эмиссию NOx (примерно на 7%). И только Д436Т1/ТП (сертифицирован в 2001 году) для самолётов Ту334 и Бе-200 составляет исключение.
Сейчас принимаются решительные меры по исправлению сложившейся ситуации с экологическими характеристиками отечественных двигателей. Постановлением Правительства РФ №728 от 15.10.2001 г. утверждена федеральная целевая программа по развитию гражданской авиации, предусматривающая обеспечение соответствия российской авиационной техники международным стандартам. Кроме того, в соответствии с поручением Правительства РФ № ИК-П720696 от 06.12.2001 г. Разработана и утверждена межведомственная "Комплексная программа работ на период 2002-2010 гг. по проблеме снижения шума, эмиссии вредных веществ и повышения точности навигации отечественных самолётов и вертолётов в обеспечение требований ИКАО и ЕС".
Предлагаемая программа работ по уменьшению выбросов вредных веществ от авиационных двигателей должна обеспечить:
- соответствие эксплуатируемых двигателей нормам ИКАО до 2006 года (момента предполагаемого ввода запрета на производство двигателей, не соответствующих нормам на эмиссию);
- создание научно-технического задела (НТЗ) для соответствия новых и модифицированных двигателей перспективным нормам ИКАО, более жёстким по сравнению с действующими нормами в 2–3 раза.
В рамках первого этапа работ (2002-2005 гг.) должно быть обеспечено соответствие двигателей на эксплуатируемых самолётах гражданской авиации нормам ИКАО 2004 года и созданы условия для дальнейшего улучшения их экологических характеристик.
Для этого запланированы мероприятия, например для двигателя ПС-90А, по доработке существующих и разработке новых малотоксичных камер сгорания, обеспечивающих снижение эмиссии оксидов азота на 15% (доработка трубчато-кольцевой камеры) и на 50% (разработка новой кольцевой камеры сгорания) для соответствия перспективным нормам.
Литература
1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. – М.: Машиностроение, 1976. –
2. Горбунов Г.М. Выбор параметров и расчёт основных камер сгорания газотурбинных двигателей. – М.: МАИ, 1972. – 228 с.
3. Михайлов А.И., Горбунов Г.М., Борисов В.В. и др. Рабочий процесс и расчёт камер сгорания газотурбинных двигателей. М.: Оборонгиз, 1959. – 285 с.
4. Горбунов Г.М., Солохин Э.Л. Испытания авиационных воздушно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1967. – 256 с.
5. Теория воздушно-реактивных двигателей / В.М.Акимов, В.И.Бакулев, Г.М.Горбунов и др. Под ред. С.М.Шляхтенко. – М.: Машиностроение, 1975. – 568 с.
6. Кустарёв Ю.С., Виноградов Л.В., Кузнецов В.В. Расчёт термодинамических и геометрических параметров цилиндрической камеры сгорания транспортного ГТД. М.: МГТУ "МАМИ", 2001. – 65 с.
7. Аксёнов А.Ф. Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости. М.: Транспорт, 1970. – 255 с.
8. Лосиков Б.В., Фатьянов А.Д., Микулин Ю.В. и др. Топлива для стационарных и судовых газовых турбин. М.: Химия, 1970. – 310 с.
9. Нарежный Э.Г., Сударев А.В. Камеры сгорания судовых газотурбинных установок. М.: Судостроение, 1973.
10. Пчёлкин Ю.М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1973. – 392 с.
11. Раушенбах Б.В., Белый С.А., Беспалов И.В. и др. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1964. – 526 с.
12. Шатиль А.А. Сжигание природного газа в камерах сгорания газотурбинных установок. М.: Недра, 1972. – 231 с.
13. Щетинков Е.С. Физика горения газа. М.: Наука, 1970. – 739 с.
14. Эммиль М.В. Камеры сгорания газотурбинных двигателей и установок. М.: УДН, 1975. 181 с.
15. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени/ Н.А. Чигир, Р.Дж.Вейнберг, К.Т.Боумен и др. Edited by N.A.Chigier. - М.: Машиностроение, 1981. – 408 с.
16. Теория двухконтурных турбореактивных двигателей/В.П.Деменчёнок, Л.Н.Дружинин, А.Л.Пархомов и др. Под ред. С.М.Шляхтенко и В.А.Сосунова. – М.: Машиностроение, 1979. – 431 с.
17. А. В. Охлобыстин, О. В. Брындин, В. В. Птицын, Токарев В.В.Опыт доводки экологических характеристик камер сгорания. М.: ОАО «НПО «Сатурн». – 18 с.
Учебное издание
КустарёвЮрий Степанович
ЭммильМикель Викторович