Benzină de aviație, (benzină de aviație) - combustibil hidrocarburi pentru motoarele de avioane cu piston (motoare), produs din componente cu octan ridicat ( alchilat , izomerizat , benzină de reformare catalitică , toluen sau alte componente cu stabilitate chimică ridicată) cu adaos de lichid etil , antioxidant și vopsea [1] . În țările vorbitoare de limbă engleză, benzina pentru aviație este cunoscută sub numele de AvGas, prescurtare de la Aviation Gasoline.
La mijlocul secolului al XX-lea, benzinele pentru aviație erau principalul tip de combustibil folosit în aviație, apoi au fost înlocuite treptat cu carburanți pe bază de kerosen .
Benzinele pentru aviație continuă să aibă o utilizare limitată în secolul 21 în avioanele ușoare din întreaga lume. Datorită reducerii puternice a consumului de benzină de aviație cu plumb, producția sa s-a păstrat acum doar în SUA și Federația Rusă, restul țărilor care utilizează aeronave ușoare preferând să-și acopere nevoile prin importuri.
Benzinele pentru aviație și pentru automobile diferă unele de altele în tehnologia de producție, compoziția fracționată, stabilitatea chimică și o serie de alți parametri. Benzinele pentru aviație și pentru automobile nu sunt interschimbabile și, în plus, benzina pentru aviație este semnificativ mai scumpă decât benzina pentru automobile. Cu toate acestea, în unele cazuri, benzina de motor este utilizată în motoarele de avioane cu anumite restricții sau se adaugă aditivi la benzină pentru a îmbunătăți performanța.
Motivele pentru care benzinele pentru automobile și pentru aviație diferă constă în condițiile de funcționare diferite ale motoarelor. Într-o mașină, motorul funcționează rareori la putere maximă și la viteză maximă, în timp ce într-un avion, motorul funcționează la putere maximă sau aproape de putere maximă pentru aproape tot zborul.
Benzinele de aviație sunt un lichid inflamabil, a căror concentrație explozivă de vapori în amestec cu aer este de 6%. Temperatura de autoaprindere a benzinei de aviație este de la 380 °C la 475 °C, punctul de aprindere este de la minus 34 °C la minus 38 °C.
Împărțirea benzinelor de aviație pe mărci se realizează în funcție de cifra octanică, determinată prin metoda motorului. În plus, pentru o serie de benzine de aviație, gradul pe un amestec bogat este indicat în marcaj.
Pentru benzina de aviație, principalii indicatori de calitate sunt:
Începând cu 2019, următoarele sunt emise în Federația Rusă:
Aditiv antidetonant :
Amestecul antidetonant trebuie să conțină cel puțin 61% tetraetil plumb și dibrometan într-o cantitate suficientă pentru a asigura un conținut de doi atomi de brom per atom de plumb.
Aditivi antigivrare :
Aditivi antioxidanti :
Aditiv antistatic
Aditiv anti-coroziune
Benzină fără plumb cu conținut octanic scăzut, cu o densitate care nu depășește 0,7 g/cm3. Inițial (la mijlocul secolului al XX-lea) a fost folosit în forma sa pură ca combustibil pentru motoarele cu piston cu forță redusă (avioane ANT-9 , TB-3 , R-5 , Po-2 , MBR-2 , Yak- 6 , Yak-12 , Yak-18 , An-14 , elicopter Ka-15 etc.; snowmobile , planoare etc.) și ca bază pentru diferite amestecuri de combustibil de combustibil cu octan mare pentru motoare mai puternice, apoi ca combustibil pentru unele motoare cu reacție (motoare ramjet ale unor rachete , demaroare turbo ale unor motoare turborreactor , etc.), în n.v. folosit în principal ca solvent și degresant. Este un lichid inflamabil, transparent, incolor și scăzut de toxicitate (temperatura de autoaprindere 270°C)
Benzina de aviație B-91/115 este un amestec de combustibil care se obține prin distilarea directă a uleiului folosind reformarea catalitică. Este un lichid transparent inflamabil de culoare verde cu miros caracteristic. Benzina B-91/115 a rămas în producție foarte mult timp, deoarece motorul ASh-62 IR al aeronavei An-2 , principalul tip al companiilor aeriene locale din URSS, funcționează pe ea.
A fost dezvoltat în Federația Rusă la începutul anilor 90 ca un singur combustibil pentru motoarele cu piston de aviație. Benzină cu conținut redus de TPP. Produs conform TU38.401-58-47-92, apoi conform GOST 1012-2013.
Este un lichid transparent inflamabil de culoare verde cu miros caracteristic.
Benzină de aviație cu plumb cu conținut octanic ridicat, cu rezistență la detonare a motorului de cel puțin 99,6. Este un lichid albastru clar inflamabil cu un miros caracteristic. Conținutul de plumb este de 0,56 g/l.
Proiectat pentru utilizarea în aeronave cu motoare cu piston cu aprindere prin scânteie, de exemplu, pentru elicopterele Robinson R-22 și R-44, precum și aeronavele Cessna-172/182, Extra EA300 etc.
Din punct de vedere istoric, primele benzine pentru aviație din URSS au fost benzine pur și simplu obținute din zăcămintele din regiunile Grozny și Baku.
Câmpurile Grozny au produs petrol aproape omogen. Distilatul obținut prin fierberea uleiului la o temperatură de 130 ° C tocmai a format benzina de aviație Groznensky .
Zăcămintele de la Baku au produs ulei de compoziție diferită, care a fost amestecat în anumite proporții în timpul producției de benzină. Fracția de benzină a fost distilată la o temperatură de 175 ° C, distilatul rezultat a fost numit benzină de aviație Baku „30” (până în 1935 se numea: benzină Baku de export de clasa a II-a ).
Benzina de aviație Grozny a avut o greutate specifică de 0,700÷0,720 (la +15°C), benzina de aviație Baku - 0,748÷0,754; numărul octanic al primului este 58-60, al doilea este 70-72. Butoaiele cu benzină de aviație Grozny au fost marcate cu vopsea albastră, butoaiele cu Baku - cu vopsea albă.
Fracțiunile mai grele de ulei, care fierbeau la temperaturi de până la 200 ° C, au format benzine de clasa I și a II-a și nu au fost folosite ca combustibil în aviație.
Cu distilarea directă a uleiului, randamentul combustibilului ușor este în medie de 10-15%.
Benzina de aviație Grozny în forma sa pură a fost folosită în motoarele de putere redusă, cum ar fi M-2 , M-5 , M-11 , M-26. Benzina de aviație Baku a fost folosită în motoarele M-17 , M-22
Odată cu apariția motoarelor mai puternice, cu un raport de compresie mai mare în aviație, au început să adauge benzen (și așa-numitul pirobenzen) ca agent anti-detonare la aceste benzine: benzen de aviație de vară de ulei de gradul „L” și aviație de iarnă . benzen de ulei de gradul „A” . Din punct de vedere chimic, benzenul de aviație era un amestec de benzen , toluen și xilen . Deci, în benzenul aviației de vară, cantitatea de benzen a fost de 75%, toluen de 18% și xilen de 7%. Acest combustibil (în forma sa pură) îngheață la -10°C. Benzenul pentru aviație de iarnă a avut următoarea compoziție: benzen 50%, toluen 35% și xilen 15%; punctul de îngheț -28°С. Cifra octanică a benzenului de aviație este de cel puțin 100, benzenul de piroliză - 92. Deoarece benzenul este mai greu decât benzina (gravitate specifică 0,884), atunci când se utilizează amestecuri benzină-benzen sau benzen pur pentru aviație, este necesar să se recalculeze încărcătura aeronavei și zborul acestuia. gamă. În plus, puterea motorului scade atunci când funcționează pe benzen, deoarece puterea calorică a benzenului pur chimic este de 9300 cal/kg (benzina are 10400 cal/kg). În practică, benzenul pur nu a fost folosit pentru realimentarea aeronavelor; s-au folosit amestecuri cu benzină, în care cantitatea de benzen poate ajunge până la 75%.
Apoi, la combustibilul motorului s-au adăugat aditivi anti-detonare pe bază de plumb tetraetil ( C2H5 ) 4Pb (TES) . În URSS, primul astfel de aditiv a fost lichid etil (fabricat conform standardului industrial OST nr. 40033), constând din centrale termice, compuși de clorură și brom în raport de 1/1 și un colorant roșu. Apoi au fost dezvoltați aditivi:
Aditivul a fost adăugat în volum de la 1 la 4 cm³. lichide la 1 litru de combustibil.
Deoarece plumbul tetraetil este un lichid extrem de otrăvitor, țara a început să creeze așa-numita benzină cu plumb pentru prepararea benzinei cu plumb . baze de amestecare . Cu toate acestea, datorită gamei mari de motoare aflate în funcțiune, URSS a continuat să pregătească amestecuri de combustibili direct în organizațiile de operare, adică pe aerodromuri.
Lichidul etilic este o otravă puternică, așa că este depozitat sub pază și transportat cu escortă. Toate lucrările cu lichid etilic trebuie efectuate în salopete cauciucate, cizme de cauciuc, mănuși de cauciuc și mască de gaz [2] .
În URSS, de ceva timp, în aviație au fost folosite așa-numitele amestecuri ternare : alcool-benzină-benzen, în care conținutul de benzină este de până la 20%, restul este benzen (pirobenzen) și alcool etilic 96%. Practica exploatării unor astfel de amestecuri a arătat complexitatea semnificativă a preparării combustibilului, precum și anumite operațiuni destul de specifice în sistemul de combustibil al unei aeronave la trecerea de la benzină la amestecuri ternare.
La cocsificarea cărbunelui se eliberează gaze care conțin hidrocarburi. Aceste gaze sunt captate, răcite, purificate din rășini, apoi uleiurile sunt saturate cu aceste gaze. Uleiul saturat trece la distilare, timp în care se obține benzen, toluen și xilen. Combustibilul de cărbune conține compuși de sulf în fracțiunea de fierbere ușoară, care afectează negativ durata de viață a motoarelor. Randamentul produselor finite cu această tehnologie este foarte scăzut și se ridică la 0,9%.
Este posibil să creșteți semnificativ randamentul benzinei folosind metoda de hidrocracare (vezi mai jos).
Benzina poate fi obținută și din șist prin metoda semi-cocsificare, în timp ce randamentul benzinei de șist este de la 1 la 4 la sută.
Într-o formă foarte simplificată: din cărbune se obține benzina sintetică. Masa de cărbune măcinată fin este încălzită la o temperatură de 500°C la o presiune de 100–200 atmosfere, în prezența hidrogenului și a catalizatorilor. Folosind această tehnologie, se pot obține până la 650 de litri de masă lichidă dintr-o tonă de cărbune, din care se pot scoate ulterior până la 200 de litri de combustibil ușor.
La benzina sintetică de aviație se adaugă aditivi speciali pentru a îmbunătăți rezistența la detonare. De exemplu, germanii au folosit lichid Motil pe bază de pentacarbonil fier .
Germania a obținut cel mai mare succes în producția de combustibil sintetic. La mijlocul anilor '30, producția de benzină hidrocracata era de 300.000 de tone pe an.
Înainte de războiul din Germania , a fost dezvoltat un proces de obținere a combustibilului sintetic folosind mai multe tehnologii. Așadar, până la 1 septembrie 1939, în Germania existau 7 fabrici care funcționează după metoda hidrogenării, 7 fabrici care funcționează după metoda Fischer-Tropsch și încă câteva fabrici care funcționează folosind metoda de producere a benzinei din gudron de cărbune rămas după cocsificarea cărbunelui. . Producția lunară de combustibil sintetic la toate aceste fabrici a ajuns la 120.000 de tone. Au fost produse următoarele clase de benzină pentru aviație:
În 1944, fabricile germane au produs 5,7 milioane de tone de combustibil sintetic (toate tipurile și mărcile în total).
Înainte de război, în URSS a fost introdus un nou standard pentru carburanții. În conformitate cu GOST 1012-41, au fost produse benzine de aviație fără plumb: B-70, B-74, B-78b, ARB-70, precum și pornirea benzinei Krasnodar PKB cu o valoare octanică de 70 și benzine de pornire PGB conform OST -10812-40, PMB, PVB conform OST-10813-40.
În timpul celui de-al doilea război mondial , în URSS au fost produse următoarele benzine pentru aviație: B-59, B-70, B-74, B-78b și B-78g.
Prin adăugarea aditivului antidetonant R-9 (sau V-20), s-au obținut următorii combustibili pentru motoare:
Unde numărul de dinaintea literei „B” înseamnă cantitatea de aditiv în cm³ per litru de benzină. Numărul dintre paranteze arată numărul octanic final al amestecului de benzină cu aditiv.
Au fost preparate și amestecuri de combustibili pe bază de benzină B-70, cu adaos de benzen și izooctani la benzină, cu un octan de 95:
Împrumutul-închiriere din Statele Unite a primit benzină care a primit marcajele sovietice B-95 și B-100. Acestea sunt benzine cu funcțiune directă cu izooctan și izopentan, cu adăugarea unui aditiv anti-detonare TPP. Pe lângă aceste benzine, Statele Unite au furnizat următoarele componente pentru producția de carburanți: izooctan, izopentan, neohexan, benzină alchil și un amestec tehnic de izooctan și izopentan. De asemenea, americanii au furnizat centrale termice URSS sub marca „1-T”.
Benzinele americane au fost folosite atât pe aeronavele de import, cât și pe cele interne. În special, după adăugarea produsului R-9 (1 cm³ pe litru de combustibil) la benzina B-95 (1B-95), acesta a fost alimentat de aeronave cu motoare M-88 B și M-105.
Începând cu 1975, în URSS au fost produse următoarele grade de benzină pentru aviație:
La 1 iulie 2003, a intrat în vigoare Legea federală din 22 martie 2003 nr. 34-FZ „Cu privire la interzicerea producției și a cifrei de afaceri a benzinei de motor cu plumb în Federația Rusă”, în urma căreia producția termică. centralele electrice din Federația Rusă a fost întreruptă și, odată cu aceasta, a început să scadă producția de benzină pentru aviație.
Începând cu 2011, producția de benzină de aviație de toate gradele în Federația Rusă a fost întreruptă, cu toate acestea, din toamna anului 2016, producția de benzină de aviație a fost reluată de Gazprom, iar benzină de aviație cu un conținut redus de TPP de gradul 100LL, în conformitate cu cu GOST R 55493-2013 este produs și în Federația Rusă.