Combustibil pentru aviație

Combustibilul pentru aviație  este o substanță combustibilă introdusă împreună cu aerul în camera de ardere a unui motor de avion pentru a obține energie termică în procesul de oxidare cu oxigenul aerului (combustie). Este împărțit în două tipuri - benzine de aviație și keroseni . Primele sunt utilizate, de regulă, la motoarele cu piston, cele din urmă la motoarele cu turboreacție. De asemenea, sunt cunoscute evoluțiile motoarelor de avioane diesel cu piston care foloseau motorină și, în prezent, kerosenul.

În momentul de față, din cauza penuriei progresive de petrol, se caută modalități de înlocuire a combustibilului petrolier de aviație, inclusiv opțiunile de combustibil fiind luate în considerare: sintetic , criogenic (inclusiv hidrogen lichid ), combustibil metan criogenic (CMT) și altele. În 1989-90, aeronava Tu-155 a fost testată pe hidrogen lichid și KMT , în 1987-88, elicopterul Mi-8TG a fost testat pe propan-butan tehnic condensat (ASKT) .

Orice motor de aeronavă este calculat pentru un anumit tip (grad) de combustibil, pe care produce parametrii necesari în ceea ce privește puterea, răspunsul clapetei de accelerație, fiabilitatea, resursele și analogii de combustibil recomandati, pe care , de regulă, este permisă funcționarea limitată. cu pierderea unui număr de caracteristici ale motorului.

Combustibilii pentru aviație sunt folosiți nu numai în tehnologia aviației.

General

Începutul istoriei dezvoltării combustibilului pentru aviație [1]

Odată cu apariția aviației la începutul secolului al XX-lea, a început dezvoltarea motoarelor de avioane. Multă vreme, singura sursă de energie mecanică care a primit aplicare practică a fost motorul cu combustie internă alternativă . care a pus în mișcare elicea ( elice ).

Inițial, benzinele de exploatare directă din țiței aromatice și naftenice au fost folosite drept combustibil pentru motoarele de avioane . Aceste motoare diferă puțin de cele de automobile, aveau un raport de compresie scăzut, erau de putere redusă și grele. De exemplu, motorul pe benzină al avionului fraților Wright folosea un raport de compresie de doar 4,7, dezvolta 12 cai putere dintr-o cilindree de 201 inchi cubi (3290 centimetri cubi) și cântărea 180 de lire sterline (82 kg).

Designerii și inginerii au încercat să atingă densitatea maximă de putere prin reducerea greutății și, în același timp, mărirea motoarelor. Cu toate acestea, o creștere a raportului de compresie în cilindrii motorului duce la arderea anormală a amestecului combustibil-aer, ceea ce reduce semnificativ puterea motorului și reduce durata de viață a pieselor grupului cilindru-piston.

În anii 1920 și 1930, multe țări ale lumii au început să efectueze cercetări privind combustibilii pentru motoare, ceea ce a dus la dezvoltarea industriei petrochimice, precum și la eficientizarea clasificării combustibililor pentru motoare. Deci, de exemplu, în URSS de dinainte de război, principalii furnizori de benzină pentru aviație erau rafinăriile din Grozny și Baku, iar benzinele erau numite astfel: Grozny și Baku . Aceste benzine diferă în ceea ce privește greutatea specifică, numărul octanic și alți parametri chimici. Astfel, benzina de aviație Grozny avea o greutate specifică de 0,700 ÷ 0,720, benzina de aviație Baku - 0,748 ÷ 0,754; numărul octanic al primului este 61, al doilea este 75. Butoaiele cu benzină de aviație Grozny au fost marcate cu vopsea albastră, butoaiele cu Baku - cu vopsea albă.

Odată cu apariția motoarelor mai puternice, cu un raport de compresie mai mare, la aceste benzine a început să se adauge benzen ca agent antidetonant : ulei de vară pentru aviație de gradul "L" și benzen pentru aviație de iarnă de gradul "A" . Benzenul a fost adăugat la benzină în fabrică până la un raport de 1: 1 (diferitele amestecuri aveau marcaje de culoare diferite ale containerelor), dar, în practică, serviciul de combustibil și lubrifianți al aerodromului a pregătit amestecul de combustibil necesar la fața locului folosind un tehnologie complexă pentru motoarele de aeronave specifice operate în unitate.

La realimentarea aeronavei s-a făcut o analiză expresă a amestecului de combustibil și, pe baza datelor privind densitatea reală a combustibilului turnat în rezervoare, s-au făcut modificări la calculul de navigație pentru intervalul și durata maximă a zborului. Pentru calitatea și respectarea cerințelor de documentare a combustibilului introdus în aeronave, tehnicianul aeronavei a fost considerat executorul final responsabil.

Odată cu apariția în anii 30 a aditivilor pe bază de plumb tetraetil în URSS, fabricile au început să producă așa-numitul. benzină de aviație cu plumb marca „2B” (cifra octanica 90÷92) și „2G” (cifra octanica 87).

Totuși, datorită gamei mari de motoare aflate în funcțiune pe aerodromuri, a continuat pregătirea amestecurilor de combustibili pentru nevoi specifice.

(utilizarea benzinei de aviație în viitor, vezi mai jos)

Benzinele de aviație

Articol principal: Benzina de aviație

Principalul domeniu de aplicare al benzinelor pentru aviație este combustibilul motoarelor cu combustie internă alternativă cu sarcină mare.

Principala metodă de producere a benzinelor de aviație este distilarea directă a uleiului, cracarea catalitică sau reformarea fără aditivi sau cu adăugarea de componente de înaltă calitate, lichid etil și diverși aditivi.

Pentru benzina de aviație, principalii indicatori de calitate sunt:

Clasificarea benzinelor de aviație se bazează pe proprietățile lor anti-detonare, exprimate în cifre octanice și în unități de grad. Gradele benzinei de aviație sovietice au fost marcate anterior conform sistemului: litera B și printr-o cratimă - un număr care indică numărul octan. De exemplu, benzinele de aviație au fost produse în URSS la mijlocul secolului al XX-lea - B-59 , B-70 , B-74 , B-78b și B-78g , iar ultimele două diferă oarecum în compoziția chimică, care a fost indicat prin literele după număr: b este din câmpurile petroliere din Baku și r din Grozny.

Mai târziu, pentru a crește cifra octanică, în benzină a fost introdus un aditiv antidetonant :

Aditivul a fost adăugat în volum de la 1 la 4 cm³. lichid pe litru. Benzinele cu aditiv au fost marcate:

unde numărul de dinaintea literei B înseamnă volumul cantității de aditiv în cm³ pe litru de benzină. Numărul dintre paranteze arată numărul octanic final al amestecului de benzină cu aditiv. Au fost preparate, de asemenea, amestecuri de combustibili, cu adaos de benzen și izooctani la benzină , cu un octan de 95:

Odată cu răspândirea motoarelor cu turboreacție, producția de benzină de aviație a fost redusă semnificativ. Până la sfârșitul secolului al XX-lea, au rămas în producție benzinele cu plumb B-91/115 și B-95/130 , care sunt etichetate conform GOST 1012-72 printr-o fracție: la numărător - numărul octanic sau gradul pe o slabă amestec, la numitor - nota pe un amestec bogat. [2] Apoi producția acestor benzine pe teritoriul Federației Ruse a fost complet oprită, iar flota de aeronave ușoare a început să folosească benzină de motor AI-95 sau benzină de aviație importată AVGAS 100 sau AVGAS 100LL . Acesta din urmă este considerat „prietenos cu mediul”, deoarece are de cinci ori mai puțin conținut TPP. Din toamna anului 2016, benzina de aviație 100LL a fost produsă în Federația Rusă în conformitate cu GOST R 55493-2013.

A rămas și producția de benzină B-70, care a fost folosită pentru o lungă perioadă de timp ca combustibil pentru pornitoarele turbo ale motoarelor de avioane, cum ar fi Tu-16 , Tu-22 , MiG-21 și o serie de altele. În prezent, această benzină este utilizat în principal în întreținerea echipamentelor ca solvent .

Combustibili pentru avioane

Kerosenul este o fracțiune de ulei care fierbe în principal în intervalul de temperatură de 200-300°C. Combustibilul pentru reacție, combustibil pentru motoarele cu reacție de avioane, de regulă, este fracțiile de kerosen obținute prin distilare directă din uleiuri cu conținut scăzut de sulf (de exemplu, T-1) și sulfuroase (TS-1). În prezent, combustibilul de aviație de funcționare directă este rar, iar hidrotratarea și adăugarea de aditivi sunt utilizate pe scară largă.

Kerosenul este folosit în uz casnic ca combustibil pentru încălzire și motor, ca solvent pentru lacuri și vopsele. Combustibilul pentru reacție este folosit ca combustibil pentru motoarele cu turbine cu gaz ale avioanelor și elicopterelor aviației civile și militare și, în plus, combustibilul de la bordul unei aeronave poate fi folosit și ca lichid de răcire sau lichid de răcire (radiatoare combustibil-aer și păcură), și ca fluid de lucru sisteme hidraulice (de exemplu, controlul secțiunii duzei cu jet a motorului). De asemenea, carburanții de reacție sunt utilizați pe scară largă ca solvent în întreținerea aeronavelor, la curățarea de contaminare manual sau cu mașină (de exemplu, combustibilul pentru reacție este folosit ca fluid de lucru într-o unitate de curățare a filtrului cu ultrasunete). Combustibilii de aviație trec printr-un total de până la 8 etape de control al calității, iar în Federația Rusă, în plus, acceptarea de către un reprezentant militar.

Pentru combustibilii pentru avioane, principalii indicatori de calitate sunt:

Combustibilii de reacție sunt produși în principal din fracțiunile distilate medii ale uleiului, care se fierb la o temperatură de 140-280 ° C (nafta-kerosen). Cale de carburanți cu fracții mari sunt produse cu implicarea fracțiunilor de petrol din benzină în procesare. Pentru obținerea unor tipuri de carburanți pentru avioane (T-8V, T-6), ca materie primă se folosesc motorină în vid și produse de rafinare secundară a petrolului.

Combustibilii pentru avioane sunt 96-99% hidrocarburi, care includ trei grupuri principale:

Pe lângă hidrocarburi, în combustibilii pentru avioane sunt prezente cantități mici de sulf, oxigen, azot, compuși organometalici și substanțe rășinoase. Conținutul lor în carburanți pentru avioane Reglementat prin standarde.

În Rusia și țările CSI care operează avioane sovietice, sunt utilizate următoarele tipuri de combustibil pentru aviație:

- TS-1 în Federația Rusă este produs în conformitate cu GOST 10227-86 cu rev. 1-6. - fracție de curgere directă 150-250 ° C, sau un amestec de fracții de curgere directă și hidrotratate (limitarea principală este conținutul de sulf total și mercaptan nu mai mult de 0,2% și 0,003%). Cel mai răspândit tip de combustibil pentru aviație în Federația Rusă și spațiul post-sovietic, destinat tuturor tipurilor vechi de motoare turbopropulsoare și subsonice, aeronave ale producătorilor străini sunt, de asemenea, operate pe el. După caracteristicile și domeniul de aplicare, acesta corespunde aproximativ cu kerosenul străin Jet-A. Este o rezervă în raport cu combustibilul RT.

- RT  - combustibil de înaltă calitate, fracțiune de ulei 135-280 ° C cu hidrotratare completă. Conținut de sulf: total - 0,1%, mercaptan - 0,001%. În legătură cu hidrocracarea, combustibilul este „uscat”, adică are proprietăți de lubrifiere scăzute. În timpul procesului de producție, în acesta sunt introduși aditivi antioxidanți și antiuzură. Proiectat pentru avioane subsonice cu turboreacție și unele supersonice ( Su-27 , Tu-22M3 etc.), precum și o rezervă de combustibil pentru TS-1. Nu există analogi străini pentru acest combustibil.

- T-6 și T-8V  - combustibil cu reacție rezistent la căldură pentru motoarele unor aeronave supersonice (de exemplu, MiG-25 ). Sunt produse după o tehnologie foarte complexă cu hidrotratare și introducere de aditivi. Acești combustibili sunt produși numai pentru nevoile Ministerului Apărării al Federației Ruse.

Surse

  1. ↑ Album despre funcționarea tehnică a aeronavelor R-5 și TB-3 cu motoare M-17 și M-34. „Extract din comanda nr. 56 - instrucțiuni de utilizare și economisire a combustibilului și a lubrifianților”. Compilat și executat „82” de unitatea militară 1236. Editura Moscova, 1934
  2. ↑ Redactor-șef G.P. Svișciov. Combustibil pentru aviație // Aviație: Enciclopedie. - M .: Marea Enciclopedie Rusă . — 1994.
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii