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近日，FAA发布了电机的特殊条件（special conditions）适航审定的技术标准框架，该特殊条件是针对MagniX公司向FAA提交的两款电机（magni250和magni500）的适航审定申请，目前正在意见征询期。据悉，MagniX于2019年6月向FAA提交了magni250和magni500电机的适航审定申请，但由于FAA现有的适航法规未包含针对电机的技术标准，因此需要制定针对航空电机的特殊条件，所涉及的特殊条件必须建立与现有适航标准的安全水平相当的附加安全标准。

这是FAA首次发布电机作为飞机的驱动动力所需的适航审定特殊条件技术标准，在现有的33部航发适航审定规范的基础上增加了许多特殊条件建议，非常值得参考研究。

FAA制定电机适航特殊条件借鉴的技术标准：

1、ASTM国际组织于2018年12月发布的ASTMF3338-18号文件：《通用航空飞机电动推进设备的设计标准规范》。该规范由ASTM委员会的F39委员会设立的电驱委员会牵头制定。

2、RTCA组织发布的 DO-254文件《机载电子设备硬件设计指南》

3、RTCA组织发布的DO-160G文件《机载电子电气设备和仪器的环境条件和测试程序》

4、FAA的14 CFR第33部发动机适航审定条款作为基础。根据14 CFR 21.17（a）（1）的规定，magniX必须证明magni250和magni500电机符合申请类型证书所涉及的第33部的相关适用条款。

5、FAA的14 CFR第36部的噪声认证要求。

特殊条件一开始将只适用于MagniX所申请的特定型号（即本次的两款电机）。如果以后对该型号的型号证书进行修改以包括任何其他具有相同新颖或不寻常设计特征的发动机型号，则这些特殊条件也将适用于第21.101条中的其他发动机。

电机与现有33部适航条款的主要差异：

现有的第33部飞机发动机的适航标准可以追溯到1965年。这些适航标准是基于内燃机和喷气发动机技术的。magni250和magni500作为电机，具有新颖或不寻常的设计特征，因此，第33部目前没有针对magni250和magni500电机设计特征提供适当的安全标准。

FAA认为，第33部的要求确保飞机发动机的设计和制造（包括发动机控制系统）也适用于电机的设计和运行，但电机涉及的高压和强电流等电子组件所需的技术存在与喷气发动机和内燃机不同的潜在危险，例如高压传输线、电磁屏蔽、磁性材料和电气开关等，可能会对安全性产生不利影响，这就需要制定特殊条件来提供安全的适航标准。

FAA对magniX的电机设计可能提出的特殊条件包括：

适用范围：要求magniX遵守14CFR第33部，但那些专门适用于内燃机和喷气发动机的适航标准除外。

发动机额定功率和运行限制：除了符合14 CFR 33.7（a）的要求外，还需要magniX建立与magni250和magni500特定的功率、扭矩、转速、负载循环等发动机运行范围参数。如果适用的话，负载循环应包括启动、空载和静止以及断电时段，包括持续时间或周期以及时间顺序。

材料：要求magniX符合14CFR 33.15条款，后者规定了发动机所用材料的适用性和耐用性要求。

耐火性：要求magniX遵守14CFR 33.17条款，该标准设定了保护发动机和飞机某些零件和部件的耐火性要求。此外，特殊条件将需要magniX确保电控连接到电机的高压电线互连系统应受到保护，以防止电弧故障，因为电弧故障放电会产生热量，会破坏电线的绝缘层并引发电气火灾。

耐用性：要求电机设计和制造方案必须确保在维护间隔、大修周期和强制性措施之间确保发动机安全运行，特殊条件还需要magniX制定维护说明和计划。

冷却：要求magniX符合14CFR 33.21条款，要求发动机的设计和构造提供必要的冷却。特殊条件将要求magniX在发动机安装手册中记录冷却系统监控功能和使用情况。

发动机安装附件和结构：要求magniX符合14CFR 33.23条款，要求申请人定义能够承受发动机安装附件和相关发动机结构的某些载荷极限。要求拟议的设计符合14CFR 33.25条款，该条款为发动机的附件驱动器和安装附件设定了某些设计、操作和维护要求。

超速：要求magniX通过实机测试、经过验证的分析或二者的结合来建立：（1）电机即使超速也不能导致爆裂或损坏，不会导致有害的发动机效应；（2）转子必须具有足够的强度余量以防止爆裂；（3）在使用中不得超过操作极限。由于涡轮发动机技术与电机技术之间的差异，与转子超速相关的拟议特殊条件是必要的。由于电机转速直接由控制器产生的电场控制，因此可能导致涡轮发动机和电机的超速故障模式有很大的不同，因此此类特殊条件是必要的。

发动机控制系统：要求MagniX确保电机不会出现任何不可接受的运行特性（例如不稳定的速度或扭矩控制）或超出其任何运行限制。FAA最初发布了§33.28条款，以解决控制从汽化器和液压机械控制到电子控制系统到发动机的燃料的方法的演变，这些年来，发动机电控系统的复杂性不断增加，因此，FAA在第33-26号修正案中修改了第33.28条，以解决这些日益增加的复杂性。由于当前的发动机控制法规不适用于电机控制系统。因此，拟定相应的特殊条件是必要的。

建议的特殊条件将要求magniX使用经过验证的方法来开发和验证可编程逻辑器件中使用的软件和复杂的电子硬件，以确保其能够提供与危险性所减轻的危害相称的准确性、精度、功能性和可靠性。

环境限制：包括温度、振动、高强度辐射场（HIRF），以及RTCA组织的DO-160G文件《机载电子/电气设备和仪器的环境条件和测试程序》中涉及的其他问题。

要求magniX评估各种控制系统故障，以确保这些故障不会导致不安全的情况。2014年5月23日，FAA发布了咨询通告AC 33.28-3《 14 CFR 33.28的指导材料和发动机控制系统》。该AC 33.28-3咨询通告还包括完整性要求的目标，推力（或功率）控制损失（LOTC /LOPC）事件的标准以及可接受的LOTC / LOPC速率，但FAA发布该AC时，尚未确定适用于电机的故障率。

仪器连接：要求magniX遵守14CFR 33.29（a），（e），（f）和（g）条款，它们为监控发动机性能的仪器的连接和安装设定了技术要求。特殊条件要求对电机进行安全分析，包括由于仪器连接故障导致的潜在危险影响。该分析的结果可能表明需要进行设计增强或附加的《持续适航指令》（ICA），以确保安全。

应力分析：第33.62节条款要求申请人对每台涡轮发动机进行应力分析，该规定明确仅适用于涡轮发动机和涡轮发动机部件，不适用于magniX magni250和magni500电机，但FAA建议有必要针对这些电机进行应力分析，因此建议的特殊条件将进行机械、热和电应力分析，以显示有足够的设计余量来防止出现不可接受的工况。另外，申请人必须通过测试、经过验证的分析或其组合来确定发动机中的最大应力，并证明其不超过最小材料性能。

提议的特殊条件要求magniX显示旋转或运动的零件、轴承、轴、静态零件和非冗余安装零件是否应在其整个使用寿命内归类，设计，制造和管理为关键零件或使用寿命有限的零件。

润滑系统：建议的特殊条件需要magniX确保润滑系统的设计能够在预定的维护间隔之间正常运行，并防止污染发动机轴承，还需要magniX展示magni250和magni500发动机设计的独特润滑属性和功能。

电源响应：建议的特殊条件要求magni250和magni500发动机的设计和构造能够：（1）从最小功率增加到最高额定功率，而不会损害发动机；以及（2）飞行中和在地面上都可在一定时间间隔内从最小功率逐渐增加功率到最高额定功率。

继续转动：拟议的特殊条件要求如果在飞行中关闭发动机后，转子系统能够继续旋转，而这种持续转动不会导致任何对发动机的不利影响。

安全分析：建议的特殊条件要求magniX遵守14 CFR 33.75（a）（1），（a）（2）和（a）（3）条款。此外，拟定的特殊条件要求magniX评估其发动机设计，以确定合理预期会发生的故障的可能后果，这些元素的失效以及相关的规定完整性要求必须在安全分析中加以说明。

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此外，该特殊条件建议草稿还对液冷系统、震动、扭矩过大、校准、持续工况、温度、系统及部件测试等提出了非常具体的技术要求，在此不一一列举翻译，具体内容请详见特殊条件建议草稿全文：

https://www.federalregister.gov/documents/2020/11/19/2020-23434/special-conditions-magnix-usa-inc-magni250-and-magni500-model-engines

magni500电机已经在多架改装的电动飞机上试飞，包括塞斯纳208“大篷车”，该公司与合作的运营商已经多次表示，将申请电动改装STC，将电动“大篷车”推向市场。详见：MagniX公司介绍电动改装“水獭”和“大篷车”飞机项目、更多MagniX电动塞斯纳208项目图片及介绍、MagniX改装的塞斯纳208电动飞机成功首飞