航空器電推進(jìn)動力渦輪發(fā)電系統(tǒng)規(guī)范Aircraftelectricpropulsionspecificationforturbinepow2025-7-14發(fā)布2025-10-1實施中國航空學(xué)會發(fā)布Ⅱ Ⅱ V1范圍 62規(guī)范性引用文件 63術(shù)語和定義 64渦輪發(fā)電系統(tǒng)組成及功能 75一般要求 75.1額定值和使用限制 7 75.3連接要求 5.4材料和制造 6詳細(xì)要求 6.1渦輪發(fā)電系統(tǒng)輸出特性 6.2冷卻 9 6.4振動 6.6電氣安全 6.7環(huán)境適應(yīng)性 6.8安全分析 17測試與驗證方法 17.1持久試驗 7.2校準(zhǔn)試驗 7.3分解檢查 7.4超溫試驗 7.5包容性 Ⅲ7.6電氣性能測試 7.7一般環(huán)境測試 本文件依據(jù)T/CAS1.1—2017《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫指南》的有關(guān)要求編寫。本文件由中國航空學(xué)會提出并歸口。本文件起草單位：中國民航大學(xué)、中國航發(fā)湖南動力機(jī)械研究所、中國航發(fā)沈陽發(fā)動機(jī)研究所、中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司、四川沃飛長空科技發(fā)展有限公司、中國民用航空適航審定中心、中國航空學(xué)會、天津松正智能裝備有限責(zé)任公司、清華大學(xué)、中國科學(xué)院工程熱物理研究所、上海電機(jī)學(xué)院。本文件起草人：孫爽、丁水汀、但敏、金海良、萬里勇、侯乃先、薛松柏、周淳、王玉男、佘云峰、楊陽、吳晶峰、林伯陽、馬松、趙自慶、胡希卓、陳嘉鑫、白雪峰、錢煜平、陽誠武、王海軍、王朝?？紤]到本文件中的某些條款可能涉及專利，中國航空學(xué)會不負(fù)責(zé)對任何該類專利的鑒別。本文件為首次制定。V航空器電推進(jìn)動力渦輪發(fā)電系統(tǒng)是指航空器的設(shè)計/制造廠商采用渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)的技術(shù)方式為飛機(jī)的能量使用端提供能量，渦輪發(fā)動機(jī)不為航空器的飛行提供直接動力。由于渦輪發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)新穎，現(xiàn)階段缺乏渦輪發(fā)電系統(tǒng)的安全性規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，造成渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和安全驗證缺乏相關(guān)規(guī)范。本規(guī)范從渦輪發(fā)電系統(tǒng)的組成及功能、一般要求、詳細(xì)要求、測試與驗證方法等方面，對渦輪發(fā)電系統(tǒng)提出相關(guān)規(guī)定，目的是為電動航空器相關(guān)制造、生產(chǎn)企業(yè)提供設(shè)計依據(jù)。6航空器電推進(jìn)動力渦輪發(fā)電系統(tǒng)規(guī)范本文件適用于在正常和緊急情況下，最大持續(xù)發(fā)電功率100kW(含)至1000kW(含)的渦輪本規(guī)范中不包括對渦輪發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)單獨的技術(shù)要求。其中渦輪發(fā)動機(jī)部分可參考CCAR33部或者CTSO-C77b要求；發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)控制器可參考下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)GB/T755旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能CTSO-C77b燃?xì)鉁u輪輔助動力裝置(APU)采用渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)的技術(shù)方式為系統(tǒng)總成提供能量，渦輪發(fā)動機(jī)不為航空器的飛行提7為航空器提供推進(jìn)動力，由一臺或多臺動力電機(jī)、能源系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、潤滑與熱管理系統(tǒng)等組成，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的系統(tǒng)。最大允許轉(zhuǎn)速maximumallowablerotationspeed正常工作的渦輪發(fā)電系統(tǒng)在過載或瞬態(tài)中可能遇到的最大轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速通過安裝的安全裝置進(jìn)行限制。標(biāo)準(zhǔn)海平面工況條件下，在本文件規(guī)定的運行限制內(nèi)，能夠長期穩(wěn)定輸出而不超過規(guī)定極限的最大輸出功率。標(biāo)準(zhǔn)海平面工況條件下，在規(guī)定工作條件下，能夠連續(xù)輸出而不超過規(guī)定極限的電流。從渦輪發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)或連接結(jié)構(gòu)輸出扭矩的初始狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和溫度的加速過程，期間不超出制造商規(guī)定的各項限制。4渦輪發(fā)電系統(tǒng)組成及功能渦輪發(fā)電系統(tǒng)由航空渦輪發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的連接結(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)控制器等部件組成，并且包含但不限于控制系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等。發(fā)電機(jī)可以包含起發(fā)一體式電動機(jī)。渦輪發(fā)電系統(tǒng)的功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，為系統(tǒng)總成提供能量。5一般要求5.1額定值和使用限制應(yīng)由制造商給出渦輪發(fā)電系統(tǒng)的額定輸出功率值、額定輸出電壓、額定電流等。渦輪發(fā)電系統(tǒng)的額定值和使用限制應(yīng)通過試驗或分析驗證，并且包含在渦輪發(fā)電系統(tǒng)的型號說明中。5.2標(biāo)識渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置清晰可辨的標(biāo)識，滿足以下要求。a)每臺渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)使用防火銘牌，永久清晰標(biāo)記以下信息：81)制造人的名稱和地址；2)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的名稱、型號、件號或者型別代號；3)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的序列號或者制造日期；4)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)：額定輸出功率、額定輸出電壓、額定電流、絕緣等級、防護(hù)等級、凈重量、外形尺寸。1)所有容易拆卸(無需手持工具)的部件；2)可與其他組件互換的零件和組件；3)如使用滑油，需標(biāo)明滑油的牌號；4)如采用冷卻系統(tǒng)，需標(biāo)明冷卻介質(zhì)和進(jìn)出口標(biāo)識；5)可表明旋轉(zhuǎn)方向的箭頭標(biāo)識。c)渦輪發(fā)電系統(tǒng)各動力線或接線端應(yīng)有明顯的標(biāo)識。各相動力線或接線端的標(biāo)識應(yīng)符合GB/T1971的規(guī)定；發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)控制器各相對應(yīng)的動力線或接線端標(biāo)識，應(yīng)與發(fā)電機(jī)各相動d)制造商應(yīng)針對如下情況設(shè)置危險警告，包括但不限于：2)高壓、高溫、高速部件也應(yīng)有明顯標(biāo)識防止安全事故。渦輪發(fā)電系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)應(yīng)完整，各氣液接口應(yīng)密封良好，無不可接受的滲油漏液情況，各電氣接口應(yīng)防護(hù)。發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的連接結(jié)構(gòu)工作時，應(yīng)空轉(zhuǎn)靈活，無異常響聲(如相互摩擦、周期性的異響、軸承異響、微小異物卡滯引起的異響等)或卡滯等現(xiàn)象。1)系統(tǒng)總成使用的材料，符合與預(yù)期設(shè)計條件相適應(yīng)的工業(yè)規(guī)范或相關(guān)規(guī)范，或者滿足通過試驗或其它方法建立可接受的設(shè)計數(shù)據(jù)的要求，保證這些材料具有設(shè)計資料中要求的2)考慮預(yù)期使用環(huán)境條件的影響，評估所用材料的適用性和耐久性，防止其在預(yù)期使用環(huán)境中由于任何可能原因引起性能降低或強度劣化，引起系統(tǒng)總b)使用特定制造方法和工藝生產(chǎn)的系統(tǒng)總成，在規(guī)定的使用條件下，在使用壽命期內(nèi)能夠保持a)控制系統(tǒng)的設(shè)計與安裝，必須滿足制造商在聲明的工作條b)當(dāng)故障或失效導(dǎo)致控制模式、通道或者從主系統(tǒng)到備用系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換(如適用)時，控制系統(tǒng)9c)控制系統(tǒng)中所有功能可由制造商通過試驗、有效的分析或兩者結(jié)合的方法，來證明控制系統(tǒng)在其使用限制內(nèi)能夠執(zhí)行預(yù)期功能；d)控制系統(tǒng)在制造商已聲明的環(huán)境條件下，包括電磁干擾、高能輻射場和閃電，渦輪發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)功能不會受到有害的影響?？刂葡到y(tǒng)使用限制應(yīng)在渦輪發(fā)電系統(tǒng)的安裝手冊中給予說明。6詳細(xì)要求6.1渦輪發(fā)電系統(tǒng)輸出特性6.1.1電功率響應(yīng)a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造，包括其控制系統(tǒng)，滿足下列要求：1)從最小功率增大到額定功率，不會對渦輪發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生任何不利影響；2)在飛行和地面狀態(tài)下，均能確保在航空器運行安全所需的時間間隔內(nèi)，從最小功率增大到額定功率。b)本條第(a)(1)、(a)(2)項的結(jié)果應(yīng)包括在渦輪發(fā)電系統(tǒng)安6.1.2電功率穩(wěn)定性渦輪發(fā)電系統(tǒng)的功率、電壓、電流穩(wěn)定輸出，波動處于制造商規(guī)定的范圍內(nèi)。6.2冷卻冷卻應(yīng)滿足以下要求：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的冷卻設(shè)計應(yīng)當(dāng)使其能夠在預(yù)計運行的所有飛行姿態(tài)和大氣條件下都能提供足夠的冷卻能力；b)應(yīng)當(dāng)在安裝說明中聲明所依賴的安裝條件或安裝要求；c)所有批準(zhǔn)的冷卻劑和添加劑應(yīng)當(dāng)在安裝和運行說明中聲明；如采用液冷，冷卻回路密封性能符合GB/T755冷卻回路密封性能的規(guī)定：液冷形式的發(fā)電機(jī)控制器，應(yīng)能承受不低于200kPa的壓力，無滲漏；d)如采用風(fēng)冷的渦輪發(fā)電系統(tǒng)，該渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該在技術(shù)文件聲明其冷卻風(fēng)量的要求，能夠正常滿足動力渦輪發(fā)電系統(tǒng)的性能要求，并且無報警和故障；e)如采用液冷和風(fēng)冷相結(jié)合的冷卻方式，該渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)該在技術(shù)文件聲明的冷卻液的流量、流速、介質(zhì)溫度、等級或規(guī)格，以及冷卻風(fēng)量的要求，能夠正常滿足渦輪發(fā)電系統(tǒng)的性能要求，并且無報警和故障。需要用于部件潤滑的每個系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造，能夠在預(yù)期運行的所有飛行姿態(tài)和大氣條件下正常工作。潤滑系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)防止渦輪發(fā)電系統(tǒng)的軸承和潤滑部件被污染。安裝和使用說明手冊中應(yīng)列出制造商指定的潤滑劑。振動要求如下：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造必須使在其聲明的整個飛行包線和整個轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)正常工作，而不應(yīng)導(dǎo)致因振動而使渦輪發(fā)電系統(tǒng)的任何零部件應(yīng)力過大，并且也不應(yīng)導(dǎo)致將過大的振動力傳給航空器結(jié)構(gòu)；b)除了分析由機(jī)械、空氣動力、聲學(xué)激勵等傳統(tǒng)振動源引發(fā)的振動外，還應(yīng)評估由于電磁力作用引起的旋轉(zhuǎn)部件共振；c)應(yīng)評估由渦輪發(fā)電系統(tǒng)故障條件引起的激振力對其振動特性的影響，并表明不會導(dǎo)致渦輪發(fā)電系統(tǒng)危害性后果。6.5防火防火要求如下：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造及所使用的材料應(yīng)當(dāng)在渦輪發(fā)電系統(tǒng)正常運行及失效條件下使著火和火焰蔓延的可能性減至最小，并且應(yīng)當(dāng)將此類火情的影響降至最低；b)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)造應(yīng)當(dāng)將可能導(dǎo)致失效或系統(tǒng)總成危害性后果的內(nèi)部火情發(fā)生的可能性降至最低。高壓電氣線路的連接應(yīng)當(dāng)能夠防止電弧故障，對未保護(hù)的電線應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分析表明電弧故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)總成產(chǎn)生危害性后果；c)渦輪發(fā)電系統(tǒng)連接電線和電纜的絕緣層應(yīng)是自熄的，與電纜安裝有關(guān)且電路過載或故障時可能過熱的任何設(shè)備應(yīng)是阻燃的；d)如果使用易燃液體，應(yīng)當(dāng)表明安裝構(gòu)件和安裝特性是防火或耐火的。應(yīng)當(dāng)在安裝手冊中說明使用了易燃液體，以便在渦輪發(fā)電系統(tǒng)級別決定是否需要建立其它防火區(qū)。同時應(yīng)有措施盡量減少液體和蒸氣被點燃的概率以及被點燃后的危害。6.6電氣安全渦輪發(fā)電系統(tǒng)的電氣連接應(yīng)符合電動航空器制造商的回路導(dǎo)通要求，能夠正常導(dǎo)通，包括屏蔽層和接地點等，無短路、斷路、錯路現(xiàn)象。6.6.2絕緣電阻絕緣電阻要求如下：a)在最大工作電壓下，直流電路絕緣電阻應(yīng)不小于100Ω/V,交流電路應(yīng)不小于500Ω/V。如果直流和交流電路可導(dǎo)電的連接在一起，則應(yīng)滿足絕緣電阻不小于500QV的要求。b)渦輪發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部部件的導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與外殼之間、導(dǎo)體與屏蔽層之間的連接，應(yīng)不降低各自的絕緣性能。c)位于火災(zāi)或易燃泄漏區(qū)域的設(shè)備不得產(chǎn)生局部放電(電暈),如果在所有運行條件下均不能避免設(shè)備局部放電，則應(yīng)采取其他措施保證滿足以下要求：1)設(shè)備不受損壞，保持安全；2)設(shè)備繼續(xù)滿足其性能要求；3)不能引發(fā)火災(zāi)。6.6.3耐電壓耐電壓滿足以下要求：a)保障配電系統(tǒng)的可靠絕緣，避免產(chǎn)生電弧、火花放電等危害電動航空器安全的電氣故障；b)渦輪發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)能承受滿足要求的高電壓絕緣測試需求，其內(nèi)部各個高壓回路之間，高壓回路與機(jī)體之間或低壓回路之間進(jìn)行耐壓測試；c)發(fā)電機(jī)耐電壓測試應(yīng)符合GB/T755的要求。6.6.4載流溫升載流溫升滿足以下要求：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)輸出額定的工作電流，或模擬電動航空器實際工況輸出負(fù)載電流，渦輪發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)各回路中溫度采樣點處最高溫度不應(yīng)超過元器件的耐受極限；b)發(fā)電機(jī)應(yīng)配置過熱保護(hù)開關(guān)，發(fā)生過熱時，斷開相應(yīng)設(shè)備，或保證安全飛行或著陸情況下，降額輸出。6.7環(huán)境適應(yīng)性渦輪發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性需考慮：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)在運行條件下遭遇降雨時，應(yīng)能保持正常功能，且不因雨水侵入導(dǎo)致電氣短路、絕緣失效或性能下降；b)渦輪發(fā)電系統(tǒng)在停機(jī)狀態(tài)遭遇降雨時，應(yīng)具備防積水、防腐蝕能力，并且恢復(fù)供電后能正常c)渦輪發(fā)電系統(tǒng)在預(yù)期的大氣結(jié)冰(包括地面上的凍霧)和降雪/吹雪條件下正常運行；d)在電磁干擾、高強度輻射場和閃電條件下，渦輪發(fā)電系統(tǒng)的控制功能不會受到有害影響。6.8安全分析需通過分析的方法表明，任何可能的故障或單點或多重失效，不會導(dǎo)致渦輪發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)下列a)非包容的高能碎片；b)不可控火情；c)機(jī)組人員、乘客、地勤人員、維護(hù)人員或其他人員觸電身亡。7測試與驗證方法7.1持久試驗渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)成功地完成本節(jié)所規(guī)定的150h的持久試驗。其中額定輸出期間，轉(zhuǎn)速和發(fā)電電壓的控制裝置應(yīng)將這些參數(shù)維持在制造商指定的精度內(nèi)。對于已經(jīng)滿足CCAR33部或者CTSO-C77b要求的渦輪發(fā)動機(jī)，渦輪發(fā)動機(jī)可不用開展本項持久試驗；對于未進(jìn)行適航取證的型號，可采用CTSO-C77b的150h試驗。動”五個階段。7.2校準(zhǔn)試驗校準(zhǔn)試驗要求如下：a)為確定渦輪發(fā)電系統(tǒng)的性能特性(輸出電壓和電功率),應(yīng)在進(jìn)行第7.1節(jié)指定的持久試驗之前，進(jìn)行校準(zhǔn)試驗。b)在第7.1節(jié)聲明的持久試驗之后，應(yīng)進(jìn)行渦輪發(fā)電系統(tǒng)的性能特性(輸出電壓和電功率)檢查。應(yīng)確定在持久試驗中功率特性參數(shù)的任何變化。這些數(shù)據(jù)應(yīng)能夠表明，在額定輸出狀態(tài)渦輪發(fā)電系統(tǒng)沒有超出所聲明的限制。在完成第7.2節(jié)b項校準(zhǔn)試驗和第7.1節(jié)持久試驗后：a)渦輪發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能按照制造商要求完全分解；b)應(yīng)詳細(xì)檢查每個零件，關(guān)鍵尺寸應(yīng)復(fù)檢；c)按照制造商提供的維修/保養(yǎng)資料，每個渦輪發(fā)電系統(tǒng)部件應(yīng)合格，并能安裝在渦輪發(fā)電系統(tǒng)中繼續(xù)使用。7.4超溫試驗渦輪發(fā)電