Repülőgép üzemanyag

A repülőgép-üzemanyag  olyan éghető anyag, amelyet levegővel együtt vezetnek be egy repülőgép-hajtómű égésterébe, hogy hőenergiát nyerjenek a levegő oxigénjével történő oxidáció (égés) során. Két típusra oszlik: repülőgépbenzinre és kerozinra . Az előbbieket általában dugattyús motorokban, az utóbbiakat turbóhajtóművekben használják. Ismeretesek a dízel-dugattyús repülőgépmotorok fejlesztései is, amelyek dízel üzemanyagot, jelenleg pedig kerozint használtak.

Jelenleg a fokozatos olajhiány miatt keresik a kőolaj repülési üzemanyagok pótlásának módjait, beleértve a szintetikus , kriogén (beleértve a folyékony hidrogént is ), kriogén metánüzemanyag (CMT) és egyéb üzemanyagokat. 1989-90-ben a Tu-155 -ös repülőgépet folyékony hidrogénnel és KMT -vel, 1987-88-ban a Mi-8TG helikoptert kondenzált műszaki propán-butánnal (ASKT) tesztelték .

Bármely repülőgép motorját egy bizonyos típusú (minőségű) üzemanyagra számítják ki, amelyen a szükséges paramétereket állítja elő a teljesítmény, a fojtószelep reakció, a megbízhatóság, az erőforrás és az ajánlott üzemanyag-analógok tekintetében, amelyeken általában korlátozott működés megengedett . a motor számos jellemzőjének elvesztésével.

A repülőgép-üzemanyagokat nem csak a repüléstechnikában használják.

Általános

A repülőgép-üzemanyag-fejlesztés történetének kezdete [1]

A huszadik század elején a repülés megjelenésével megkezdődött a repülőgép-hajtóművek fejlesztése. Hosszú ideig az egyetlen gyakorlati alkalmazást kapott mechanikai energiaforrás a dugattyús belső égésű motor volt . amelyek mozgásba hozták a légcsavart ( propeller ).

Kezdetben az aromás és nafténes bázisú nyersolajokból származó közvetlen lepárlású benzint használták repülőgép-hajtóművek üzemanyagaként . Ezek a motorok alig különböztek az autóktól, alacsony volt a kompressziós arányuk, kis teljesítményűek és nehezek voltak. Például a Wright fivérek gépének benzinmotorja mindössze 4,7-es kompressziós arányt használt, 201 köbhüvelyk (3290 köbcentiméter) lökettérfogatból 12 lóerőt fejlesztett ki, és 180 fontot (82 kg) nyomott.

A tervezők és a mérnökök a tömeg csökkentésével és a motorok növelésével igyekeztek maximális teljesítménysűrűséget elérni. Azonban a kompressziós arány növekedése a motor hengereiben az üzemanyag-levegő keverék rendellenes égéséhez vezet , ami jelentősen csökkenti a motor teljesítményét és csökkenti a henger-dugattyú csoport részeinek élettartamát.

Az 1920-as és 1930-as években a világ számos országában megkezdődött a motor-üzemanyagokkal kapcsolatos kutatás, amely a petrolkémiai ipar fejlődését, valamint a motor-üzemanyagok osztályozásának egyszerűsítését eredményezte. Így például a háború előtti Szovjetunióban a repülőgépbenzin fő szállítói a grozniji és bakui finomítók voltak, és a benzint így hívták: Groznij és Baku . Ezek a benzinek fajsúlyukban, oktánszámukban és egyéb kémiai paraméterekben különböztek egymástól. Így a Groznij repülőbenzin fajsúlya 0,700 ÷ 0,720, a bakui repülőbenzin 0,748 ÷ 0,754; az első oktánszáma 61, a második 75. A Groznij repülőbenzines hordókat kék festékkel, a Baku hordókat fehér festékkel jelölték.

A nagyobb sűrítési arányú, erősebb motorok megjelenésével ezekhez a benzinekhez kopogásgátlóként benzolt kezdtek adni : az "L" osztályú nyári repülőgép - benzolt és az "A" osztályú téli repülési benzolt . A benzinhez gyárilag 1:1 arányban adagoltak benzolt (a különböző keverékeknél a tartályok színjelölése eltérő volt), de a gyakorlatban a repülőtér üzemanyag- és kenőanyag -szolgálata a helyszínen elkészítette a szükséges üzemanyag-keveréket egy meglehetősen komplex technológia az egységben üzemeltetett konkrét repülőgép-hajtóművekhez.

A repülőgép tankolásakor az üzemanyag-keverék expressz elemzése megtörtént, és a tartályokba öntött üzemanyag tényleges sűrűségére vonatkozó adatok alapján a repülés maximális hatótávolságára és időtartamára vonatkozó navigációs számítást módosították. A repülőgépbe töltött üzemanyag minősége és a dokumentációs követelményeknek való megfelelés tekintetében a repülőgép-technikus számított végső felelős végrehajtónak.

A 30-as években a tetraetil-ólom alapú adalékanyagok megjelenésével a Szovjetunióban a gyárak elkezdték gyártani az ún. ólom repülőbenzin márkájú "2B" (oktánszám 90÷92) és "2G" (oktánszám 87).

A repülőtereken üzemelő motorok nagy választéka miatt azonban tovább folytatódott a speciális igényekhez szükséges üzemanyag-keverékek elkészítése.

(a repülőgépbenzin felhasználása a jövőben, lásd alább)

Repülőbenzinek

Fő cikk: Repülőbenzin

A repülőgépbenzinek fő alkalmazási területe a nagy terhelésű, dugattyús belső égésű motorok üzemanyaga.

A repülőgépbenzinek előállításának fő módja az olaj közvetlen desztillációja, katalitikus krakkolás vagy reformálás adalékok nélkül, vagy kiváló minőségű komponensek, etil-folyadék és különféle adalékok hozzáadásával.

A repülőgépbenzin esetében a fő minőségi mutatók a következők:

• kopogásállóság (meghatározza a benzin alkalmasságát olyan motorokban való használatra, amelyeknél a munkakeverék nagy kompressziós aránya van, detonációs égés nélkül)
• frakcionált összetétel (a benzin illékonyságát jelzi, amely szükséges annak meghatározásához, hogy képes-e működőképes levegő-üzemanyag keveréket képezni; jellemző a forráspont-hőmérséklet-tartomány (40-180 (°) C) és a telített gőznyomás (29-48) kPa))
• kémiai stabilitás ( az a képesség, hogy ellenálljon a kémiai összetétel változásainak a tárolás, szállítás és felhasználás során ).

A repülőgépbenzinek besorolása kopogásgátló tulajdonságaikon alapul, oktánszámban és minőségi egységekben kifejezve. A szovjet repülőgépbenzin minőségét korábban a rendszer szerint jelölték: B betűvel és kötőjellel - az oktánszámot jelző számmal. Például a 20. század közepén a Szovjetunióban gyártottak repülőgépbenzineket - B-59 , B-70 , B-74 , B-78b és B-78g , és az utóbbi kettő kémiai összetételében némileg különbözött. a szám utáni betűk jelezték: b bakui olajmezőkről, r pedig Groznijból származik.

Később az oktánszám növelése érdekében kopogásgátló adalékot adtak a benzinbe :

• R-9 termék ( tetraetil-ólom  - 55%, etil-bromid  - 35%, monoklór -naftalin  - 10%, vörös festék)
• termék B-20 (tetraetil-ólom - 55%, etil-bromid - 35%, diklór -etán  - 10%, kék festék)

Az adalékanyagot 1-4 cm³ térfogatban adagoltuk. folyadék literenként. Az adalékanyagot tartalmazó benzineket a következő jelöléssel látták el:

• B-59 alapján: 1B-59(73), 2B-59(78), 3B-59(81), 4B-59(82)
• B-70 alapján: 1B-70(80), 2B-70(85), 3B-70(87), 4B-70(88)
• B-74 alapján: 1B-74(85), 2B-74(88), 3B-74(90), 4B-74(92)
• B-78 alapján: 1B-78(87), 2B-78(92), 3B-78(93), 4B-78(95)

ahol a B betű előtti szám az adalékanyag mennyiségét jelenti cm³-ben liter benzinre vonatkoztatva. A zárójelben lévő szám a benzin és az adalékanyag keverékének végső oktánszámát mutatja. 95-ös oktánszámú üzemanyag-keverékeket is készítettek benzolok és izooktánok benzinhez való hozzáadásával:

• 1. keverék : 60% B-70, 20% izooktán és 20% neohexán .
• 2. keverék : 60% B-70, 20% alkilbenzol és 20% neohexán.
• 3. keverék : 60% B-70, 32% izooktán és 8% izopentán .

A turbóhajtóművek elterjedésével jelentősen csökkent a repülőgépbenzin gyártása. A 20. század végére a B-91/115 és a B-95/130 ólmozott benzinek továbbra is gyártásban maradtak , amelyek a GOST 1012-72 szerint vannak címkézve egy töredéken keresztül: a számlálóban - az oktánszám vagy a besorolás szegényen. keverék, a nevezőben - fokozat gazdag keveréken. [2] Ezután ezeknek a benzineknek az Orosz Föderáció területén történő gyártását teljesen leállították, és a könnyű repülőgépek flottája AI-95 motorbenzint vagy importált AVGAS 100 vagy AVGAS 100LL típusú repülőgépbenzint kezdett használni . Ez utóbbi "környezetbarátnak" számít, mivel ötször kevesebb TPP-tartalommal rendelkezik. 2016 ősze óta az Orosz Föderációban 100 LL repülőgépbenzint gyártanak a GOST R 55493-2013 szabványnak megfelelően.

Megmaradt a B-70-es benzin gyártása is, amelyet sokáig olyan repülőgép-hajtóművek turbóindítóinak üzemanyagaként használtak, mint a Tu-16 , Tu-22 , MiG-21 és számos más. Jelenleg ez a benzin főként a berendezések karbantartásában használják oldószerként .

Jet üzemanyagok

A kerozin az olaj egy olyan frakciója, amely főként 200-300°C hőmérséklet-tartományban forr el. A repülőgép-üzemanyag, a repülőgép-hajtóművek üzemanyaga, általában alacsony kéntartalmú (például T-1) és kénes (TS-1) olajokból közvetlen desztillációval nyert kerozinfrakciók. Jelenleg az egyenes lefúvású repülőgép-üzemanyag kevés, a hidrogénezést és az adalékanyagok hozzáadását széles körben alkalmazzák.

A petróleumot háztartási célokra használják fűtésként és motorüzemanyagként, valamint lakkok és festékek oldószereként. A sugárhajtómű-üzemanyagot repülőgépek és polgári és katonai repülés helikoptereinek gázturbinás hajtóműveihez használják, emellett a repülőgép fedélzetén lévő üzemanyag hűtő- vagy hűtőfolyadékként is használható (üzemanyag-levegő és üzemanyag-olaj radiátorok), és munkafolyadékként hidraulikus rendszerek (például a motor sugárfúvóka szakaszának vezérlése). Ezenkívül a sugárhajtómű-üzemanyagokat széles körben használják oldószerként a repülőgépek karbantartásában, amikor a szennyeződéstől manuálisan vagy géppel tisztítanak (például a repülőgép-üzemanyagot munkafolyadékként használják egy ultrahangos szűrőtisztító egységben). A repülőgép-üzemanyagok összesen legfeljebb 8 minőség-ellenőrzési szakaszon esnek át, és az Orosz Föderációban ezen felül katonai képviselő általi átvételen is átesnek.

A repülőgép-üzemanyagok esetében a fő minőségi mutatók a következők:

• tömeg és térfogat égéshő
• üzemanyag termikus stabilitása
• telített gőznyomás
• kinematikai viszkozitás
• kompatibilitás szerkezeti és tömítőanyagokkal
• karbon és kopásgátló tulajdonságokkal
• elektromos vezetőképesség
• kéntartalom
• savasság

A repülőgép-üzemanyagokat főként az olaj középső desztillátumfrakcióiból állítják elő, amelyek 140-280 °C-on forrnak le (nafta-kerozin). A széles frakciójú sugárhajtómű-üzemanyagokat az olaj benzinfrakcióinak bevonásával állítják elő a feldolgozásban. Bizonyos típusú repülőgép-üzemanyagok (T-8V, T-6) előállításához vákuumgázolajat és másodlagos olajfinomítási termékeket használnak nyersanyagként.

A repülőgép-üzemanyagok 96-99%-ban szénhidrogének, amelyek három fő csoportot foglalnak magukban:

• paraffin
• nafténes
• aromás.

A sugárhajtóművekben a szénhidrogéneken kívül kis mennyiségben kén, oxigén, nitrogén, fémorganikus vegyületek és gyantaszerű anyagok is vannak. Tartalmuk a repülőgép-üzemanyagokban Szabványok szabályozzák.

Oroszországban és a szovjet repülőgépeket üzemeltető FÁK-országokban a következő típusú repülőgép-üzemanyagokat használják:

- A TS-1 -et az Orosz Föderációban a GOST 10227-86 rev. szerint gyártják. 1-6. - közvetlen lepárlású frakció 150-250 °C, vagy közvetlen lepárlású és hidrogénezett frakciók keveréke (a fő korlátozás a teljes kén- és merkaptántartalom legfeljebb 0,2% és 0,003%). Az Orosz Föderációban és a posztszovjet térben a legelterjedtebb repülőgép-üzemanyag, amely minden régi típusú turbóprop és szubszonikus turbóhajtóműhöz készült, külföldi gyártók repülőgépeit is üzemeltetik. Jellemzői és terjedelme szerint megközelítőleg megfelel a külföldi Jet-A kerozinnak. Ez tartalék az RT üzemanyaghoz képest.

- RT  - kiváló minőségű üzemanyag, olajfrakció 135-280 ° C, teljes hidrogénezéssel. Kéntartalom: összesen - 0,1%, merkaptán - 0,001%. A hidrokrakkolás kapcsán az üzemanyag „száraz”, azaz alacsony kenési tulajdonságokkal rendelkezik. A gyártási folyamat során antioxidáns és kopásgátló adalékokat visznek bele. Szubszonikus turbóhajtóműves és néhány szuperszonikus repülőgéphez ( Su-27 , Tu-22M3 stb.), valamint üzemanyag-tartalékként szolgál a TS-1 számára. Ennek az üzemanyagnak nincsenek külföldi analógjai.

- T-6 és T-8V  - hőálló sugárhajtómű-üzemanyag néhány szuperszonikus repülőgép hajtóműveihez (például a MiG-25 ). Nagyon összetett technológia szerint állítják elő hidrogénezéssel és adalékanyagok hozzáadásával. Ezeket az üzemanyagokat csak az Orosz Föderáció Védelmi Minisztériumának igényeire állítják elő.

Források

1. ↑ Album az M-17 és M-34 hajtóműves R-5 és TB-3 repülőgépek műszaki üzemeltetéséről. "Kivonat az 56-os rendelésből - használati és üzemanyag- és kenőanyag-takarékossági utasítások." Összeállította és végrehajtotta a "82"-t katonai egység 1236. Moszkvai Kiadó, 1934
2. ↑ Főszerkesztő G.P. Szviscsov. Repülési üzemanyag // Repülés: Encyclopedia. - M .: Nagy orosz enciklopédia . – 1994. (Orosz)

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Universalis