Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Авиационный бензовоз
В некоторых аэропортах подземные топливопроводы позволяют дозаправляться без использования автоцистерн. Грузовики везут необходимые шланги и насосное оборудование, но без топлива.

Авиационные топлива являются нефтяные основанное топливо , или нефть и синтетическое топливо смесей, используемых для питания самолетов . К ним предъявляются более строгие требования, чем к топливам, используемым для наземного использования, например, для отопления и дорожного транспорта , и они содержат добавки для улучшения или сохранения свойств, важных для характеристик топлива или обращения с ним. Они созданы на основе керосина ( JP-8 и Jet A-1 ) для самолетов с газотурбинными двигателями. В самолетах с поршневыми двигателями используется бензин, а в самолетах с дизельными двигателями можно использовать реактивное топливо (керосин). [1]К 2012 году все самолеты, эксплуатируемые военно-воздушными силами США, были сертифицированы для использования смеси керосина и синтетического топлива, полученной из угля или природного газа, в соотношении 50-50, в качестве способа стабилизации стоимости топлива. [2]

Удельная энергия - важный критерий при выборе топлива для самолета. Гораздо более высокая способность хранения энергии углеводородного топлива по сравнению с батареями до сих пор не позволяла электрическим самолетам, использующим электрические батареи в качестве основного накопителя энергии двигателя, становиться жизнеспособным даже для небольших личных самолетов.

Виды авиационного топлива [ править ]

Обычное авиационное топливо [ править ]

Реактивное топливо [ править ]

Наземная заправка МИГ-29 с танкера УРАЛ (2011 г.).
Основная статья: Реактивное топливо

Реактивное топливо является ясно соломенного цвета топлива, на основе либо в качестве неэтилированного керосина (Jet A-1), или нафты - керосин смеси (Jet B). Подобно дизельному топливу , он может использоваться как в двигателях с воспламенением от сжатия, так и в газотурбинных двигателях . [1]

Jet-A используется в современных коммерческих авиалайнерах и представляет собой смесь чрезвычайно очищенного керосина и горит при температуре 49 ° C (120 ° F) или выше. Топливо на основе керосина имеет гораздо более высокую температуру вспышки, чем топливо на основе бензина, а это означает, что для воспламенения требуется значительно более высокая температура. Это качественное топливо; если он не проходит испытания на чистоту и другие тесты качества для использования на реактивных самолетах, он продается наземным пользователям с менее строгими требованиями, например железным дорогам. [3]

Avgas [ править ]

Основная статья: Avgas

Avgas ( пр тельного газа Oline) используется на небольших самолетах, легкие вертолеты и старинными самолетами с поршневым двигателем. Его состав отличается от обычного бензина ( бензин UK), используемого в автомобилях, который в авиации обычно называют mogas или автогаз. [4] Хотя он бывает разных классов, его октановое число 100 выше, чем у «обычного» автомобильного бензина, которое варьируется от 91 в США до 95 в Европе.

Новые виды авиационного топлива [ править ]

Биотопливо [ править ]

Также могут быть использованы альтернативы обычным ископаемым авиационным топливам, новые виды топлива, полученные из биомассы в жидкое состояние (например, экологически чистое авиационное топливо ), и некоторые прямые растительные масла . [5]

Преимущество таких видов топлива, как экологически чистое авиационное топливо, состоит в том, что на самом воздушном судне не требуются некоторые модификации или не требуются никакие модификации при условии, что характеристики топлива соответствуют спецификациям по смазывающей способности и плотности, а также достаточному набуханию эластомерных уплотнений в существующих топливных системах воздушных судов. [6] Устойчивое авиационное топливо и смеси ископаемых и альтернативных видов топлива из экологически чистых источников приводят к более низким выбросам частиц [7] и парниковых газов . Однако они не используются широко, поскольку по-прежнему сталкиваются с политическими, технологическими и экономическими препятствиями, такими как в настоящее время значительно дороже авиационного топлива, производимого традиционным способом. [8] [9] [10]

Сжатый природный газ и сжиженный природный газ [ править ]

Основная статья: Natural_gas § Транспорт

Сжатый природный газ (КПГ) и сжиженный природный газ (СПГ) - это сырье, которое в будущем могут использовать самолеты. Были проведены исследования возможности использования природного газа [11], в том числе самолет "SUGAR Freeze" в рамках программы NASA N + 4 Advanced Concept Development (разработанной командой Boeing's Subsonic Ultra Green Aircraft Research (SUGAR)). Ту-155 было альтернативное топливо , которое было стендовый топливом на СПГ. [12] Низкая удельная энергия природного газа даже в жидкой форме по сравнению с обычным топливом дает ему явный недостаток для использования в полете. [ необходима цитата ]

Производство авиационного топлива [ править ]

Производство авиационного топлива делится на две категории: топливо для газотурбинных двигателей и топливо для поршневых двигателей с искровым зажиганием. Для каждого существуют международные спецификации.

Реактивное топливо - это топливо для газовых турбин, используемое в винтовых и реактивных самолетах и ​​вертолетах. Он имеет низкую вязкость при низкой температуре, имеет ограниченный диапазон плотности и теплотворной способности, чисто горит и остается химически стабильным при нагревании до высокой температуры. [13]

Авиационный бензин , часто называемый «avgas» или 100-LL (с ​​низким содержанием свинца), представляет собой высокоочищенный вид бензина для самолетов с упором на чистоту, антидетонационные характеристики и минимизацию засорения свечей зажигания . Avgas должен соответствовать требованиям к рабочим характеристикам как для богатой смеси, необходимой для настроек взлетной мощности, так и для более бедных смесей, используемых во время крейсерского полета для снижения расхода топлива. Авиационное топливо можно использовать в качестве КПГ.

Avgas продается в гораздо меньших объемах, чем авиакеросин, но гораздо большему количеству отдельных эксплуатантов самолетов; тогда как авиакеросин продается в больших объемах крупным эксплуатантам воздушных судов, таким как авиакомпании и военные. [14]

Содержание энергии [ править ]

Чистая энергетическая авиационных топлив зависит от их состава. Вот некоторые типичные значения: [15]

  • BP Avgas 80, 44,65  МДж / кг, плотность при 15 ° C составляет 690 кг / м 3 (30,81 МДж / литр).
  • Керосин типа BP Jet A-1, 43,15 МДж / кг, плотность при 15 ° C составляет 804 кг / м 3 (34,69 МДж / л).
  • Керосин типа BP Jet TS-1 (для более низких температур), 43,2 МДж / кг, плотность при 15 ° C 787 кг / м 3 (34,00 МДж / литр).

Плотность [ править ]

При расчетах производительности производители авиалайнеров используют плотность реактивного топлива около 6,7 фунта / галлон США или 0,8 кг / л.

Конкретные случаи:

  • Bombardier Aerospace : многоцелевой самолет Challenger - это особый вариант платформы бизнес-джетов Bombardier Challenger 650. Bombardier основывает рабочие характеристики на использовании топлива со средней нижней теплотворной способностью 18 550 БТЕ / фунт (43,147 МДж / кг) и плотностью 0,809 кг / л (6,75 фунта / галлон США). [16]
  • Embraer : в руководстве по планированию аэропорта для E195 используется принятая плотность топлива 0,811 кг / л (6,77 фунта / галлон США). [17]

Химический состав [ править ]

Авиационное топливо состоит из смесей более двух тысяч химикатов, в первую очередь углеводородов ( парафинов , олефинов , нафтенов и ароматических углеводородов ), таких добавок, как антиоксиданты и дезактиваторы металлов, биоциды, стабилизаторы статического заряда, ингибиторы обледенения, ингибиторы коррозии и примеси. Основные компоненты включают н-гептан и изооктан . Как и другие виды топлива, авиационное топливо для поршневых двигателей с искровым зажиганием характеризуется своим октановым числом .

Спирт, смеси спиртов и другие альтернативные виды топлива могут быть использованы экспериментально, но спирт не разрешен ни в одной сертифицированной спецификации авиационного топлива. [18] В Бразилии Embraer Ipanema EMB-202A является версией сельскохозяйственного самолета Ipanema с модифицированным двигателем Lycoming IO-540-K1J5, позволяющим работать на этаноле . Другими авиационными двигателями, которые были модифицированы для работы на 100% этаноле, были несколько других типов двигателей Lycoming (включая Lycoming 235N2C и Lycoming IO-320 [19] ) [20] и некоторые двигатели Rotax. [21]

Налог [ править ]

Конвенция о международной гражданской авиации (ИКАО) (Чикаго , 1944, статья 24) освобождает воздух топливо уже загружено на борте воздушного судна на посадке (и которые остаются на борту воздушного судна) от налогов на импорт. [22] Двухсторонние соглашения о воздушном сообщении регулируют освобождение от налогов авиационного топлива. В ходе инициативы ЕС многие из этих соглашений были изменены, чтобы разрешить налогообложение. Кроме того, в предложении Европейского парламента о принятии резолюции о Европейской стратегии мобильности с низким уровнем выбросов говорится, что необходимо изучить «возможности согласованных международных мер по налогообложению керосина для авиации». [23]Австралия и США выступают против введения во всем мире налога на авиационное топливо, но ряд других стран проявили интерес. Во время дебатов в парламенте Великобритании упущенный налоговый доход из-за освобождения от налога на авиатопливо оценивался в 10 миллиардов фунтов стерлингов ежегодно. [24] Кроме того, запланированное включение международной авиации в Схему торговли выбросами Европейского союза в 2014 году было названо «незаконным налогом» странами, включая США и Китай , которые ссылаются на Чикагскую конвенцию. [25]

Сертификация [ править ]

Топливо должно соответствовать спецификации, чтобы его можно было использовать в сертифицированных самолетах. Американское общество по испытанию материалов (ASTM) разработаны спецификации для автомобильного бензина, а также авиационный бензин. Эти спецификации - ASTM D910 и ASTM D6227 для авиационного бензина и ASTM D439 или ASTM D4814 (последняя редакция) для автомобильного бензина.

Используется [ править ]

Резервуары для хранения авиационного топлива в межконтинентальном аэропорту Джорджа Буша , Хьюстон , Техас

Авиационное топливо обычно поступает в аэропорт по трубопроводным системам, таким как CEPS . Затем он перекачивается и распределял из танкера или баузеров . Затем топливо подается к припаркованным самолетам и вертолетам . В некоторых аэропортах есть насосы, похожие на заправочные станции, к которым должны рулить самолеты. В некоторых аэропортах есть постоянный трубопровод к стоянкам для больших самолетов.

Подача авиационного топлива на самолет осуществляется одним из двух способов: подкрылом или подкрылом.

Overwing [ править ]

Заправка HK36-TTC Super Dimona

Заправка топливом через крыло используется на небольших самолетах, вертолетах и ​​всех самолетах с поршневыми двигателями. Заправка топливом через крыло похожа на заправку автомобиля - открывается один или несколько топливных отверстий, и топливо подается обычным насосом.

Подкрылье [ править ]

В большинстве широкофюзеляжных самолетов используется двойная одноточечная

Заправка под крылом, также называемая точечной дозаправкой или дозаправкой под давлением, где не зависит от силы тяжести, используется на более крупных самолетах и ​​исключительно для реактивного топлива.

Для дозаправки под давлением присоединяется шланг высокого давления, и топливо подается под давлением 275  кПа (40  фунтов на квадратный дюйм ) и максимум 310 кПа (45 фунтов на квадратный дюйм) для большинства коммерческих самолетов. Давление для военных самолетов, особенно истребителей, составляет до 415 кПа (60 фунтов на кв. Дюйм). Воздух, вытесняемый в баках, обычно выходит за борт через единственное вентиляционное отверстие на самолете. Поскольку имеется только одна точка крепления, распределение топлива между баками либо автоматизировано, либо управляется с панели управления в точке заправки или в кабине экипажа. Раннее использование дозаправки под давлением было на de Havilland Comet и Sud Aviation Caravelle . [26]Более крупные самолеты позволяют использовать две или более точки крепления; тем не менее, это по-прежнему называется точечной заправкой, поскольку любая точка крепления может заправить все баки. Множественные насадки позволяют увеличить поток топлива.

Неправильная заправка [ править ]

Из-за опасности перепутать типы топлива, помимо четкой маркировки всех контейнеров, транспортных средств и трубопроводов, принимаются меры для различения авиационного и авиационного топлива. Отверстие в топливных баках самолетов, требующих авиационного газа, не может быть больше 60  миллиметров в диаметре. Avgas часто окрашенные и распределяется из сопел с диаметром 40 мм (49 мм в Соединенных Штатах). [27] [28]

Топливо для реактивных двигателей имеет цвет от прозрачного до соломенного и выходит из специальной форсунки, называемой J-образным изливом или утконосом, у которого есть прямоугольное отверстие размером более 60 мм по диагонали, чтобы не помещаться в порты для газа. Однако некоторые реактивные и газотурбинные самолеты, такие как некоторые модели вертолета Astar, имеют отверстие для заправки, слишком маленькое для J-образного патрубка, и поэтому требуется меньшее сопло. [ необходима цитата ]

Меры предосторожности [ править ]

Airbus A321 British Airways заправляется топливом

Любая операция по заправке может быть очень опасной, и авиационные операции имеют характеристики, которые необходимо учитывать. Когда самолет летит по воздуху, он может накапливать статическое электричество . Если он не рассеивается перед заправкой, может возникнуть электрическая дуга и воспламенить пары топлива. Чтобы предотвратить это, самолет электрически соединяется с заправочным устройством до начала заправки и не отключается до завершения заправки. В некоторых регионах также требуется заземление самолета и / или бензовоза. [29] Системы заправки топливом под давлением включают аварийный выключатель, предотвращающий неконтролируемую работу.

Авиационное топливо может нанести серьезный ущерб окружающей среде; все заправочные автомобили должны иметь оборудование для борьбы с разливами топлива. Огнетушители должны присутствовать при любой заправке топливом. Пожарные силы аэропорта специально обучены и оснащены для борьбы с возгоранием и разливом авиационного топлива. Авиационное топливо необходимо проверять ежедневно и перед каждым полетом на наличие загрязняющих веществ, таких как вода или грязь.

Авгаз - единственное оставшееся транспортное топливо, содержащее свинец. Свинец в газе предотвращает детонацию или детонацию двигателя, которые могут привести к внезапной поломке двигателя. Свинец - это токсичное вещество, которое может вдыхаться или всасываться в кровоток, и FAA, EPA и промышленность сотрудничают, чтобы удалить его из avgas. [ необходима цитата ]

Многие авиакомпании теперь требуют, чтобы ремни безопасности оставались расстегнутыми, если пассажиры находятся на борту во время дозаправки. [ необходима цитата ]

Самолет Carson Helicopters S-61N Fire King заправляется во время пожаротушения в Саутерн-Ривер, Западная Австралия.

См. Также [ править ]

  • Avgas
  • Авиационное биотопливо
  • Воздействие авиации на окружающую среду
  • Реактивное топливо
  • JP-1
  • JP-4
  • JP-5
  • JP-6
  • JP-7
  • JP-8
  • JPTS
  • Керосин
  • Ракетное горючие
  • Экологичное авиационное топливо
  • Быстрое топливо

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b https://www.skybrary.aero/bookshelf/books/2478.pdf
  2. ^ https://www.airforcemag.com/article/0712fuel/
  3. ^ Американская столетняя комиссия по полетам. «Авиационное топливо» . Архивировано из оригинального 20 апреля 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  4. ^ Разработка поршневых авиационных двигателей, Билл Ганстон 1999, Patrick Stephens Limited, ISBN 1 85260 599 5 , стр. 36 
  5. ^ Ван, М .; Chen, M .; Fang, Y .; Тан, Т. (2018). «Высокоэффективное преобразование растительного масла в био-авиационное топливо и ценные химические вещества путем сочетания ферментативной переэтерификации, перекрестного метатезиса олефинов и гидроочистки» . Биотехнология для биотоплива . 11 : 30. DOI : 10,1186 / s13068-018-1020-4 . PMC 5801801 . PMID 29445419 .  
  6. ^ Капоран, Эдвин; и другие. (2011). «Исследования химической, термической стабильности, набухания уплотнений и выбросов альтернативных топлив для реактивных двигателей». Энергия и топливо . 25 (3): 955–966. DOI : 10.1021 / ef101520v .
  7. ^ Мур, RH; и другие. (2017). «Смешивание биотоплива снижает выбросы частиц из авиационных двигателей в крейсерских условиях» (PDF) . Природа . 543 (7645): 411–415. DOI : 10,1038 / природа21420 . PMID 28300096 .  
  8. ^ "Отчет RREB" (PDF) . kic-innoenergy.com . Архивировано 14 сентября 2016 года (PDF) . Проверено 7 мая 2018 .
  9. ^ Отчет IATA 2014 по альтернативным видам топлива
  10. ^ "Вывод на рынок биотоплива" . Архивировано из оригинала на 2016-11-05 . Проверено 27 декабря 2016 .
  11. ^ "Конструкция самолета - Лаборатория авиации и окружающей среды Массачусетского технологического института" . Архивировано из оригинала на 2016-12-30 . Проверено 27 декабря 2016 года .
  12. ^ EnergyWire. «Может ли природный газ использоваться в качестве топлива для коммерческих рейсов будущего?» . Архивировано 5 ноября 2016 года . Проверено 27 декабря 2016 .
  13. ^ Air BP. «Авгаз против реактивного топлива» . Архивировано из оригинального 25 апреля 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  14. ^ Sergeant Oil & Gas Co Inc. "Авиационный бензин" . Архивировано 28 мая 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  15. ^ Air BP . Справочник по продуктам BP. Архивировано 8 июня 2011 г. в Wayback Machine . Проверено 13 сентября 2008 г.
  16. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2017-04-08 . Проверено 7 апреля 2017 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  17. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 07.04.2017 . Проверено 7 апреля 2017 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  18. ^ FAA. «Документ по безопасности этанола FAA» . Архивировано из оригинала 12 января 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  19. ^ "Команда - Эскадрилья Авангарда" . Архивировано 16 октября 2016 года . Проверено 27 декабря +2016 .
  20. ^ "Двигатели Lycoming для использования этанола" (PDF) . caddet-re.org . Архивировано из оригинального (PDF) 17 мая 2017 года . Проверено 7 мая 2018 .
  21. ^ Двигатели Rotax на этанол / обычное топливо смеси Archived 21 сентября 2013, на Wayback Machine
  22. ^ Библиотека Палаты общин. «Налогообложение авиационного топлива. Стандартное примечание SN00523 (2012)» (PDF) . п. 3, примечание 11 . Дата обращения 4 ноября 2016 .
  23. ^ «ОТЧЕТ о европейской стратегии мобильности с низким уровнем выбросов - A8-0356 / 2017» . www.europarl.europa.eu . Архивировано 6 декабря 2017 года . Проверено 7 мая 2018 .
  24. ^ Лукас, Кэролайн. «Субсидирует ли правительство авиакомпании на 10 миллиардов фунтов стерлингов?» . 2012 . Проверка фактов. Архивировано 17 августа 2013 года . Проверено 27 августа 2013 года .
  25. ^ Малина, Роберт (2012). «Влияние схемы торговли выбросами Европейского Союза на авиацию США» . Журнал управления воздушным транспортом . 19 : 36–41. DOI : 10.1016 / j.jairtraman.2011.12.004 . ЛВП : 1721,1 / 87114 . Архивировано 15 февраля 2015 года . Проверено 27 августа 2013 года .
  26. ^ "ЗАПРАВКА КОМЕТЫ" . Архивировано 17 мая 2013 года . Проверено 2 июля 2013 года .
  27. ^ CSGNetwork.com. "Авиационное топливо-Авгаз Информационный авиационный бензин" . Архивировано 25 мая 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  28. ^ Shell.com. «Марки и технические характеристики AvGas» . Архивировано из оригинального 28 мая 2012 года . Проверено 10 мая 2012 года .
  29. ^ «Правила и положения» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 05 января 2011 года . Проверено 22 апреля 2010 .

Внешние ссылки [ править ]

  • История реактивного топлива (от AirBP )
  • Технический обзор авиационного топлива ( Chevron Global Aviation )
  • «Шак и его жена совершили перелет через Атлантический океан на одномоторном самолете в 1989 году, используя 100% этанол» . Декабрь 2005. Архивировано из оригинала на 2006-09-27.
  • Air NZ видит спасение от биотоплива в ятрофе .
  • Сайт Messerschmitt Bf 109 - расшифрованный документ о немецком авиационном топливе времен Второй мировой войны
  • Справочник World Jet Fuel Specifications 2008
  • Справочник Shell Aviation Fuels