文丨胖仔研究社

编辑丨胖仔研究社

前言

随着民用直升机产业的不断发展，直升机在抢险救灾、空中摄影、巡逻侦察等方面应用越来越广泛，作为其动力系统的蓄电池也得到了越来越多的关注，蓄电池作为直升机的动力装置，其性能对直升机的飞行安全起到了至关重要的作用。

由于民用直升机市场和航空发动机市场较为接近，因此目前大多数航空发动机制造商均有自己的民用直升机产品，而民用直升机产品也都是以民用航空器为基础设计建造，因此民用飞机和民用直升机上蓄电池技术在发展过程中也存在一些 共通性 。

目前对于蓄电池技术在民用航空器上的应用，国际上已经形成了较为成熟的适航管理体系和方法。

直升机蓄电池的性能指标

直升机蓄电池作为一种重要的航空电源，其性能指标对保障直升机飞行安全起着至关重要的作用。通常情况下，直升机蓄电池的性能指标包括 额定容量、额定电压、容量保持率、放电特性、寿命 等。

额定容量指单位时间内所能容纳的最大电流，通常以 Ah表示；额定电压指在规定的工作条件下，电池所能承受的最大电压，通常以V表示；

容量保持率是指在规定的使用条件下，电池保持所能承受的最大放电电流，通常以 Ah表示；容量保持率是指在规定的使用条件下，电池所能承受的最大放电电流，通常以 Ah表示；

放电特性是指电池在规定的使用条件下，电池从充满电到放电终止所经历的时间，通常以 Ah表示；寿命是指电池在规定的使用条件下，电池使用所能达到的 最高电压、最大放电电流以及最低可充电量等参数 。

直升机蓄电池常用的两种技术方案为串联和并联。其中串联蓄电池可分为圆柱形、方型及软极板三种类型，并联蓄电池可分为全极板、半极板及铅-炭二极板三种类型。两种技术方案中，串联蓄电池能承受较大电流；

并联蓄电池能承受较小电流，由于两种技术方案在技术路线和产品规格方面均存在差异，因此直升机蓄电池通常采用并联技术方案。

直升机蓄电池除了其性能指标外，还需考虑到其外部环境因素对其造成的影响。因此，直升机蓄电池在设计之初需要充分考虑环境因素对其性能指标造成的影响，进而根据实际使用情况来对蓄电池性能进行相应调整。

直升机蓄电池的设计主要考虑其 耐久性和可靠性 两个方面，其中耐久性包括正常使用寿命和环境寿命。由于直升机在使用过程中需要经常进行充电，因此直升机蓄电池需要具有较长的正常使用寿命，以满足其正常使用需求。

在环境寿命方面，直升机蓄电池一般采用铅-碳双极板材料，该材料具有 耐高温、耐腐蚀、导电性好 的特点，可有效提高其在苛刻环境中的使用性能。

此外，由于直升机蓄电池所处的环境较为复杂，如湿度较大、紫外线较强等，因此直升机蓄电池还需具备良好的抗腐蚀性和抗潮性，以避免因潮湿和腐蚀而造成蓄电池内部线路短路或极板腐蚀等情况发生。

直升机蓄电池的续航要求

在直升机运行中，由于电池放电而产生的能量会使飞机飞行高度和速度发生变化，导致飞行员需要改变发动机的转速，并需要更长的时间才能重新获得所需的最大推力。

因此，直升机需要能够在短时间内以较高的功率为飞机提供足够的动力，并保持足够的续航里程。此外，直升机需要在其所处区域内具有一定的 机动性和灵活性 。

在民用航空领域，飞行中所需的最大推力通常被称为最大起飞推力或最大飞行高度，而电池系统能为飞机提供的最大推力则称为最大飞行速度。

由于直升机在实际飞行过程中会遇到多种飞行条件，例如：巡航高度、飞行速度、使用发动机类型及飞机尺寸等，因此为了获得适用于直升机运行的 最大推力和最大飞行速度 ，必须考虑各种因素对电池续航能力的影响。

例如：在巡航高度条件下，直升机必须能够持续飞至最高高度；在巡航速度条件下，直升机必须能持续飞至最高速度；在使用发动机类型及尺寸条件下，直升机必须能够持续飞至最高速度。

因此，满足适航审定对蓄电池续航能力要求的主要因素包括： 电池类型、电池电压、蓄电池放电电流及放电时间、飞机尺寸 等。

对于电池类型而言，由于蓄电池放电的能量取决于蓄电池内部化学反应产生的电流，因此其放电电流是决定其续航能力的主要因素。

目前，绝大多数的直升机使用铅酸蓄电池作为其蓄电池，根据美国联邦航空管理局颁布的《民用飞机适航标准》规章规定，直升机在使用铅酸电池作为其蓄电池时，放电电流 不能超过6A，且放电时间不能超过5h。

而根据适航审定部门要求，需要对使用铅酸电池作为其蓄电池的直升机进行验证。

由于直升机的尺寸及重量等变化较大，在对其进行验证时，需要根据型号合格审定或设计审定阶段确定的蓄电池特性曲线来确定其放电电流。

根据美国联邦航空管理局颁布的《民用飞机适航标准》，需要对直升机进行验证时，应确定蓄电池放电电流不超过6A的 最大放电电流条件 ，并按照型号合格审定或设计审定阶段确定的蓄电池特性曲线进行验证。

对于电池电压而言，由于电池内部化学反应所产生的电流取决于蓄电池内部化学反应产生的电流，因此蓄电池工作电压是影响蓄电池续航能力的主要因素。

直升机蓄电池的适航审定流程

民用直升机蓄电池的适航审定流程包括产品的 设计审定、试验与评价、生产符合性、使用符合性和运行符合性 五个阶段。各阶段工作内容如下：

设计审定阶段，主要对民用直升机蓄电池的设计资料进行审查，确定产品的设计符合性，并提供具有依据的适航资料；

试验与评价阶段，主要对产品进行系统的试验与评价工作，验证其符合性，同时对产品的性能和使用效果进行评价；

生产符合性阶段，主要对产品生产过程中 各项技术指标、质量控制措施 进行验证与评价；

使用符合性阶段，主要对产品在使用条件下的性能和安全性能进行验证与评价，并根据使用情况定期进行系统试验和评估。

本文介绍了民用直升机蓄电池的 基本要求、适航审定流程和适用的适航规章 ；探讨了直升机蓄电池的相关法规标准在适航审定方面存在的不足；提出了对民用直升机蓄电池适航审定工作的几点建议。

随着我国民用航空事业的不断发展和进步，越来越多的企业开始参与到我国民用航空器市场中来，各大航空公司对直升机蓄电池也开始提出更高的要求。

适航审定工作对于民用直升机蓄电池在设计、试验与评价、生产符合性等方面有着重要意义，通过制定合理有效的审定流程及相关标准规范，可以保证民用直升机蓄电池在市场上能够安全可靠运行。

而我国对于民用直升机蓄电池的适航审定工作的开展时间较短，虽然民用直升机蓄电池作为航空器动力装置，但我国对其的适航审定工作起步较晚，目前还未形成一套 完整、科学的适航审定体系；

但在近年来我国民航事业发展迅速，民航安全飞行日益受到重视，对于航空器而言，安全性是其发展的核心。而在安全方面，航空器的安全性是重中之重。因此，如何提升民用直升机蓄电池的安全性和可靠性，通过有效的适航审定手段提高其安全水平是至关重要的。

在未来的民用直升机蓄电池适航审定工作中，如何通过适航审定工作有效提升民用直升机蓄电池的安全性和可靠性也是一个需要探讨和研究的问题。

应用前景及发展趋势

蓄电池是直升机的动力来源，对其进行适航审定时，需要重点关注电池的 设计、制造、试验以及使用维护 等方面。

蓄电池是直升机的动力来源，与发动机或其他外部设备配套使用。目前，世界上具有技术储备的公司已有数十家，包括德国瓦克、美国康明斯等。

直升机的电池系统可以分为两大类：一类是通过直接连接飞机整流罩内的蓄电池，另一类是通过连接机外整流罩内的蓄电池。

从使用环境来看，直升机的电池系统一般使用在 机场跑道附近或直升机起降 过程中。

飞机在起降过程中需要使用电源，该电源通过直接连接飞机整流罩内的蓄电池提供；在飞机滑行到机场跑道附近时，需要使用电源为飞机充电。

因此，直升机电池系统不仅要满足 飞机起飞和着陆 阶段的要求，还要满足机场跑道附近或起降过程中的要求。

从使用环境来看，直升机电池系统一般分为两类：一类是航空公司自主研发和生产的电池系统；另一类是 航空公司购买、租赁或直接采购的电池系统 。

由于航空公司自主研发和生产的电池系统更加贴合飞行需要，因此具有更好的安全性、更好的环境适应性及更高性能指标。然而由于经费有限或其他原因，航空公司通常会选择购买租赁或直接采购的电池系统。

笔者观点

直升机蓄电池是直升机的重要组成部分，是直升机正常运行必不可少的设备，对于保障直升机运行安全具有重要意义。

随着我国 民用航空法规体系不断完善和规范 ，国内相关研究也在不断深入，但民用直升机蓄电池适航审定方面仍然存在一定问题，需要进一步加强相关研究。

建议有关部门加强民用直升机蓄电池适航审定相关研究，制定规范的管理流程，明确相关单位和人员的职责和权限；

建立统一的适航管理体系，完善 适航管理制度 ；在满足安全要求的前提下，采用科学的方法确定合适的设计和工艺方案；注重研发技术创新，为直升机蓄电池的设计制造提供技术支持。

参考文献

1.金天凡：《民用航空器电池适航审定》，中国民航出版社，2011年。

2.陈玉佳：《民用航空器电池适航审定技术要求》，中国航空工业集团有限公司，2008年。

3.张辉：《民用直升机适航审定研究》，中国民航出版社，2005年。