Авиационное топливо

редактировать
Грузовик с авиационным топливом В некоторых аэропортах подземные топливопроводы позволяют дозаправляться без использования автоцистерн. На грузовиках есть необходимые шланги и насосное оборудование, но нет топлива.

Авиационное топливо - это топливо на основе нефти топливо или смеси нефти и синтетического топлива, используемые для производства энергии самолет. К ним предъявляются более строгие требования, чем к топливам, используемым для наземного использования, таким как отопление и автомобильный транспорт, и они содержат добавки для улучшения или сохранения свойств, важных для характеристик топлива или обращения с ним. Это керосин (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). К 2012 году все самолеты, эксплуатируемые военно-воздушными силами США, были сертифицированы на использование смеси 50-50 керосина и синтетического топлива, полученного из угля или природного газа, в качестве способа стабилизации стоимости топлива.

Удельная энергия важный критерий при выборе топлива для самолета. Гораздо более высокая способность аккумулирования энергии углеводородного топлива по сравнению с батареями до сих пор не позволяла летательному аппарату с электроприводом использовать электрические батареи в качестве основного накопителя энергии силовой установки даже для небольшого личного самолета.

Содержание
  • 1 Типы авиационного топлива
    • 1.1 Обычное авиационное топливо
      • 1.1.1 Реактивное топливо
      • 1.1.2 Avgas
    • 1.2 Новые виды авиационного топлива
      • 1.2.1 Биотопливо
      • 1.2.2 Сжатый природный газ и сжиженный природный газ
  • 2 Производство авиационного топлива
  • 3 Энергетическая ценность
  • 4 Плотность
  • 5 Химический состав
  • 6 Налоги
  • 7 Сертификация
  • 8 Используется
    • 8.1 Overwing
    • 8.2 Underwing
    • 8.3 Недостаточное топливо
  • 9 Меры предосторожности
  • 10 См. Также
  • 11 Ссылки
  • 12 Внешние ссылки
Типы авиационного топлива

Обычное авиационное топливо

Реактивное топливо

Наземная заправка МИГ-29 с танкера УРАЛ (2011 г.).

Реактивное топливо от прозрачного до соломенного топливо, на основе либо неэтилированного керосина (Jet A-1), либо смеси нафты - керосина (Jet B). Подобно дизельному топливу, оно может использоваться в двигателях с воспламенением от сжатия или газотурбинных двигателях.

Jet-A используется в современных коммерческих авиалайнерах и представляет собой смесь очень очищенного керосина. и ожоги 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.

Avgas

Avgas (aviation gas oline) используется в небольших самолетах, легких вертолетах и ​​старинных самолетах с поршневыми двигателями. Его состав отличается от обычного бензина (бензин U.K.), используемого в автотранспортных средствах, который в авиации обычно называют могазом или автогазом. Хотя он бывает разных марок, его октановое число 100 выше, чем у «обычного» автомобильного бензина, которое варьируется от 91 в США до 95 в Европе.

Новые виды авиационного топлива

Биотопливо

Альтернативы традиционному ископаемому авиационному топливу, новые виды топлива, получаемые с помощью метода превращения биомассы в жидкость (например, экологически чистое авиационное топливо ) и некоторые прямые растительные масла.

Топливо, такое как экологически чистое авиационное топливо, имеет то преимущество, что на самом воздушном судне требуется небольшое количество модификаций или совсем не требуется его, при условии, что характеристики топлива соответствуют спецификациям в отношении смазывающей способности и плотности, а также достаточного набухания эластомера. уплотнения в существующих авиационных топливных системах. Экологичное авиационное топливо и смеси ископаемых и альтернативных видов топлива из экологически чистых источников позволяют снизить выбросы твердых частиц 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.

Сжатый природный газ и сжиженный природный газ. газ

Сжатый природный газ (CNG) и сжиженный природный газ (LNG) - это сырье для топлива, которое в будущем могут использоваться самолетами. Были проведены исследования возможности использования природного газа, 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)). Туполев Ту-155 был испытательным стендом на альтернативном топливе, работавшем на СПГ. Низкая удельная энергия природного газа даже в жидкой форме по сравнению с обычным топливом дает ему явный недостаток для использования в полете.

Производство авиационного топлива

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

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

Авиационный бензин, часто называемый «avgas» или 100-LL (с ​​низким содержанием свинца), представляет собой высокоочищенную форму бензина для самолетов с упором на чистоту, антидетонационные характеристики и минимизацию свеча зажигания засорение. Avgas должен соответствовать требованиям к 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 авиалинии и военные.

Энергосодержание

чистое энергосодержание для авиационного топлива зависит от его состава.. Вот некоторые типичные значения:

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

При расчетах характеристик 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 для особых задач. Bombardier основывает свои рабочие характеристики на использовании топлива со средней низкой теплотворной способностью 18 550 БТЕ / фунт (43,147 МДж / кг) и плотностью 0,809 кг / л (6,75 фунта / галлон США).
  • Embraer : In в руководстве по планированию аэропорта для E195 используется принятая плотность топлива 0,811 кг / л (6,77 фунта / галлон США).
Химический состав

Авиационное топливо состоит из смесей более двух тысяч химических веществ, в основном углеводороды (парафины, олефины, нафтены и ароматические углеводороды ), добавки, такие как антиоксиданты дезактиваторы металлов, биоциды, стабилизаторы статического электричества, 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 октановым числом .

Спирт, спиртовые смеси и другие альтернативные виды топлива могут использоваться экспериментально, но спирт не разрешен ни в одной сертифицированной спецификации авиационного топлива. 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) и некоторые двигатели Rotax.

Tax

Конвенция о международной гражданской авиации (ИКАО) (Чикаго, 1944 г., статья 24) освобождает авиационное топливо, уже загруженное в самолет при посадке (и остающееся в нем) от налогов на импорт. Двусторонние соглашения о воздушных сообщениях регулируют освобождение от налогов на авиационное топливо. 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». 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. Кроме того, запланированное включение международной авиации в Систему торговли выбросами Европейского Союза в 2014 году было названо «незаконным налогом» странами, включая США и Китай, которые ссылаются на Чикагскую конвенцию.

Сертификация

Топливо должно соответствовать спецификации, чтобы быть одобренным для использования в сертифицированном типе самолета. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало спецификации для автомобильного бензина, а также для авиационного бензина. Эти спецификации - ASTM D910 и ASTM D6227 для авиационного бензина и ASTM D439 или ASTM D4814 (последняя редакция) для автомобильного бензина.

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

Авиационное топливо обычно доставляется в аэропорт через трубопроводные системы, такие как CEPS. Затем его перекачивают и разливают из цистерны или топливозаправщика. Затем топливо направляется 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.

Авиационное топливо передается на самолет одним из двух способов: подкрылом или под крылом.

Overwing

Заправка HK36-TTC Super Dimona

Заправка Overwing используется на небольших самолетах, вертолетах и ​​всех самолетах с поршневыми двигателями. Заправка топливом через крыло аналогична заправке топливом автомобиля - одно или несколько топливных отверстий открываются, и топливо подается обычным насосом.

Подкрылье

Большинство широкофюзеляжных самолетов используют двойную одноточечную

подкрыльевую заправку, также называемую одноточечной дозаправкой или дозаправкой под давлением, где не зависит от силы тяжести, используется на больших исключительно для самолетов и реактивного топлива.

Для дозаправки под давлением присоединяется шланг высокого давления, и топливо подается под давлением 275 кПа (40 psi ) и максимумом 310 кПа (45 psi) 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 самолетах de Havilland Comet и Sud Aviation Caravelle. Более крупный самолет позволяет 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.

Переполнение топливом

Из-за опасности перепутать типы топлива, принимаются меры предосторожности для различения авиационного и авиационного топлива, помимо четкой маркировки всех контейнеров, транспортных средств и трубопроводов. Отверстие в топливных баках самолетов, требующих авиационного газа, не может быть больше 60 миллиметров в диаметре. Авгаз часто окрашивается и выходит из форсунок с диаметром 40 мм (49 мм в США).

Реактивное топливо прозрачного или соломенного цвета, и выходит из специального сопла, называемого J-носиком или утиным носиком, которое имеет прямоугольное отверстие размером более 60 мм по диагонали, чтобы не помещаться в отверстия для газа. Однако на некоторых реактивных и газотурбинных самолетах, таких как некоторые модели вертолета Astar, заправочный порт слишком мал для выпускного патрубка J, и поэтому требуется форсунка меньшего размера.

Меры предосторожности
British Airways Airbus A321 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. Системы заправки топливом под давлением включают выключатель на случай смерти, чтобы исключить 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 можно вдыхать или абсорбировать в кровотоке, и FAA, EPA и промышленность сотрудничают, чтобы удалить его из avgas.

Многие авиакомпании теперь требуют, чтобы ремни безопасности оставались расстегнутыми, если пассажиры будут на борту во время

A Carson Helicopters S-61N Fire King заправляется во время пожаротушения в Саузерн-Ривер, Западная Австралия
См. также
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-12 20:03:39
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте