На каком топливе летают самолеты гражданской авиации в России и семь фактов об авиатопливе, которые вы могли не знать

ИсторияПравить

С появлением авиации в начале двадцатого века началось развитие авиационных моторов. Долгое время единственным источником механической энергии, получившем практическое применение, оставался поршневой двигатель внутреннего сгорания. приводившей в движение движитель (воздушный винт).

Первоначально для авиационных моторов в качестве топлива применялись прямогонные бензины из ароматических и нафтеновых базовых сырых нефтей. Эти моторы мало отличались от автомобильных, имели низкую степень сжатия, были маломощны и тяжелы. Так, например, бензиновый двигатель на самолёте братьев Райт использовал степень сжатия всего 4,7, развивал 12 лошадиных сил при объёме 201 кубического дюйма (3290 кубических сантиметров), и весил 180 фунтов (82 кг).

Проектировщики и инженеры старались добиться максимальной удельной мощности, снижая вес и одновременно форсируя моторы. Однако повышение степени сжатия в цилиндрах мотора приводит к аномальному горению топливно-воздушной смеси, что заметно уменьшает мощность мотора и снижает ресурс деталей цилиндро-поршневой группы.

В 1920-х — 1930-х годах во многих странах мира начали проводить исследования моторных топлив, результатом которых стало развитие нефтехимической промышленности, а также упорядочивание классификации моторных топлив. Так, например, в довоенном СССР основными поставщиками авиационного бензина были НПЗ г. Грозного и г. Баку, а бензины так и именовались: грозненский и бакинский. Эти бензины отличались удельным весом, октановым числом и другими химическими параметрами. Так, грозненский авиабензин имел удельный вес 0,700÷0,720, бакинский авиабензин — 0,748÷0,754; октановое число у первого — 61, у второго — 75. Бочки с грозненским авиабензином маркировались голубой краской, бочки с бакинским — белой краской.

С появлением более мощных двигателей с повышенной степенью сжатия в эти бензины стали добавлять в качестве антидетонационного средства бензол: летний авиабензол марки «Л» нефтяной и зимний авиабензол марки «А» нефтяной. Бензол в заводских условиях добавлялся в бензин вплоть до соотношения 1:1 (разные смеси имели различную цветную маркировку тары), но на практике службой ГСМ аэродрома на месте готовилась требуемая топливная смесь по достаточно сложной технологии под конкретные эксплуатируемые в подразделении авиамоторы.

При заправке летательного аппарата делался экспресс-анализ топливной смеси, и на основании данных по фактической плотности залитого в баки топлива вносились изменения в штурманский расчет по максимальной дальности и продолжительности полёта. За качество и соответствие требованиям документации заправленного в самолёт топлива конечным ответственным исполнителем считался техник самолёта.

С появлением в 30-х годах присадок на основе тетраэтилсвинца в СССР заводы стали выпускать т. н. свинцовый авиабензин марки «2Б» (октановое число 90÷92) и «2Г» (октановое число 87).

Впрочем, из-за большой номенклатуры эксплуатируемых моторов на аэродромах продолжалось приготовление топливных смесей под конкретные нужды.

(применение авиабензинов в дальнейшем см. ниже)

Присадки в бензинПравить

Антидетонационная смесь должна содержать не менее 61 % тетраэтилсвинца и дибромэтан в количестве, достаточном для обеспечения содержания двух атомов брома на один атом свинца.

• Изопропиловый спирт в кол-ве не более 1 %
• Монометиловый эфир диэтиленгликоля типа III в концентрации 0,10 % об. — 0,15 % об.

• 2.4-диметил-6-трет-бутилфенол;
• 2.6-ди-трет-бутил-4-метилфенол;
• 2.6-ди-трет-бутилфенол
• параоксидифениламин
• N.N’-ди-изопропил-пара-фенилендиамин;
• N.N’-ди-фтор-бутил-пара-фенилендиамин

Авиабензин

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 августа 2022 года; проверки требует 1 правка.

Бочка этилированного авиабензина Avgas 100LL

В середине 20-го века авиабензины были основным видом моторного топлива, применяемым в авиации, затем они постепенно были вытеснены реактивными топливами на основе керосина.

Авиационные бензины продолжают ограниченно использоваться в 21 веке в легкомоторной авиации по всему миру. В связи с резким сокращением потребления этилированного авиабензина в настоящее время его производство сохранилось только в США и РФ, остальные страны, использующие легкомоторную авиацию, предпочитают закрывать свои потребности за счёт импорта.

Самолет Ан-2 — видео

https://youtube.com/watch?v=0nIkBPkywaU%3Frel%3D0%26fs%3D1%26wmode%3Dtransparent

Самый первый проект самолета короткого взлета и посадки под названием «Самолет № 4» был разработан O.K. Антоновым в 1940 г. Прототипом Для него послужила многоцелевая машина ЛИГ-10, построенная А.Г. Бендуковичем в 1937 г. Самолет имел такую же бипланную схему, но с трехкилевым оперением. Однако в феврале 1941 г. эксперты НИИ ВВС отклонили его, в основном из-за малой скорости полета. В трудные военные годы, занимаясь созданием скоростных истребителей (в 1943—1945 гг. Антонов был первым заместителем А.С. Яковлева), он продолжал вынашивать свою идею.

В августе 1944 г., учтя пожелания Первого секретаря ЦК Украины Н.С. Хрущева, Антонов переделал свой проект в грузовой самолет-биплан, которому дал название «Везделет». В начале 1945 г. свой проект он показал А.С. Яковлеву, но шеф тогда ответил отказом, сказав, что «эта машина не его профиля». В январе 1946 г. Антонов вновь обращается к А.С. Яковлеву, тогда заместителю наркома авиапромышленности, и тот, изучив проект, дал согласие на его постройку. 6 марта был подписан приказ об организации нового ОКБ-153 во главе с O.K. Антоновым. В том же приказе говорилось о создании грузового самолета с двигателем АШ-62ИР.

В начале 1947 г. был построен его полномасштабный макет, и самолет получил обозначение СХ-1. Самолет строили в Новосибирске быстрыми темпами, и в конце июля биплан был готов. Для выполнения первого полета необходимо было получить заключение ЦАГИ по аэродинамике и прочности. Но многие работники ЦАГИ просто не хотели заниматься этим «самолетом братьев Райт». Лишь вмешательство самого Антонова позволило решить этот вопрос. 31 августа 1947 г. самолет СХ-1 совершил первый полет, пилотировал машину летчик-испытатель НИИ ГВФ П.Н. Володин. Для проведения госиспытаний в НИИ ГВФ самолет своим ходом с несколькими посадками перелетел в Подмосковье. После госиспытаний самолет, под названием Ан-2, запускается в серию на Киевском заводе. Первый серийный аппарат был построен в августе 1949 г.

Эксплуатация Ан-2 началась стремительно, причем сразу в нескольких сферах народного хозяйства СССР, но наиболее массовое применение он нашел в сельском хозяйстве. Эти работы включали подкормку растений путем внесения в почву минеральных удобрений, борьбу с вредителями путем распыления ядохимикатов, обслуживание животноводства путем сева кормовых трав и т.д. В настоящее время во всем мире в состоянии летной годности насчитывается около 3500 Ан-2 разных модификаций. Ан-2 и его многочисленные варианты получили широкое распространение на планете, они летают более чем в 50 странах мира. Самолет серийно выпускался в Польше и Китае. В Польше было построено 11 915 экземпляров Ан-2, пик выпуска приходится на 1973 г. — 600 машин! На базе Ан-2 было построено множество модификаций: пассажирский, сельскохозяйственный, санитарный, транспортно-десантный, лесопожарный и т.д. Создано несколько опытных модификаций: самолет — корректировщик артогня, самолет, вооруженный для действий по наземным целям, самолет — зондировщик атмосферы.

От чего зависит количество топлива в самолете

Объем закачиваемого в судно топлива рассчитывается перед каждой заправкой: для этого учитывают остаток топлива в самолете, предстоящий маршрут, примерную общую массу пассажиров и груза. На современных летательных аппаратах есть бортовые компьютеры, которые управляют в том числе заправкой. На них можно выставить нужное количество топлива, и баки автоматически закроются после заполнения.

Авиационные топлива производства СШАПравить

В США для нужд коммерческой авиации производится реактивное топливо Jet A, Jet A-1, Jet B.

• Топливо Jet A-1 — реактивное топливо Jet A с антистатической присадкой и имеющее немного более низкую температуру замерзания.
• Топливо Jet B — смесевое реактивное топливо, состоящее примерно из 70% керосина и 30% бензина, с низкой температурой замерзания

Реактивные топлива для военных нужд маркируются буквами JP (Jet Propellant, реактивное топливо). Военные сорта реактивных топлив могут мало отличаться от гражданских аналогов, в то-же время существуют узкоспециализированные топлива, разработанные под конкретные нужды.

• Топливо JP-1 — керосиновое топливо, по своим характеристикам соответствует Jet A. Разработано в 1944 году. Сейчас не применяется.
• Топливо JP-2. Имеет пониженную температуру замерзания. Разработано в 1945 году. Никогда широко не применялось.
• Топливо JP-3. Имеет пониженную температуру замерзания. Разработано в 1947 году. Не применяется.
• Топливо JP-4. Представляет собой керосино-бензиновую смесь 1/1 с присадками. Основной тип топлива в военной авиации США с 1951 по 1995 года. Изготавливалось по военному стандарту Mil-DTL-5624.
• Топливо JP-5. Топливо применяется преимущественно на самолётах и вертолётах корабельного базирования. Отличается высокой температурой вспышки. Представляет собой сложную смесь из углеводородов с комплексом присадок. Изготавливалось по военному стандарту Mil-DTL-5624
• Топливо JP-6 было разработано в 1957 году, по программе создания сверхзвукового высотного бомбардировщика ХВ-70 «Валькирия». По составу похоже на JP-5, но имеет более низкую температуру замерзания и лучшую термостабильность. После отмены программы ХВ-70 выпуск топлива был прекращён.
• Топливо JP-7 было разработано для самолёта SR-71 «Чёрный дрозд». Термостабильное топливо с высокой температурой вспышки.
• Топливо JP-8. Спецификация MIL-DTL-83133. Основной тип авиационного топлива на основе керосина, поставки начались в 1978 году. С 1996 года заменяет JP-4. В 1998 году разработано более термостабильное топливо JP-8+100
• Топливо JP-9 — смесевое топливо для крылатых ракет типа BGM-109 Tomahawk. Топливо содержит химическое соединение C12Н20, известное как продукт RJ-4 или TH-димер.
• Топливо JP-10 — синтетическое высококалорийное топливо для крылатых ракет (экзо-тетрагидродициклопентадиен, C10H16). Состав и область применения аналогично советского топлива децилин, Т-10.
• Топливо JPTS. Разработано в 1956 году для высотного разведчика Lockheed U-2. Примерно в три раза дороже топлива JP-8. Ограниченно выпускается и в н.в.
• HEF (high energy fuel) — высокоэнергетичное борсодержащее экспериментальное топливо (бороводороды). Применялось на самолётах North American XF-108 «Рапира» и ХВ-70 «Валькирия». Несмотря на существенный прирост мощности двигателей на этом топливе, оставалось много неразрешимых проблем, таких, как повышенный износ двигателей, агрессивность топлива, его токсичность, ядовитые выхлопные газы двигателя и др. Было построено (вероятно) 5 заводов для производства различных типов HEF: HEF-1 (ethyldiborane), HEF-2 (propylpentaborane), HEF-3 (ethyldecaborane), HEF-4 (methyldecaborane), и HEF-5 (ethylacetylenedecaborane), но программа была свёрнута в 1959 году. Примерная стоимость проекта составила 1 миллиард долларов в ценах 2001 года (более подробно в англовики, статья Zip fuel).
• Синтетическое топливо корпорации Syntroleum. Разработка синтетического топлива была начата в 1999 году для снижения зависимости вооружённых сил США от импорта нефтепродуктов. Топливо синтезируется по методу Фишера — Тропша. 15 декабря 2006 года тяжёлый бомбардировщик B-52 вылетел с базы US Air Force «Эдвардс», заправленный 50/50 смеси керосина JP-8 и синтетического топлива Syntroleum FT (Fischer–Tropsch). Семичасовой полёт признан успешным. В дальнейшем ВВС США сертифицировали самолёты B-1B, B-52H, C-17, C-130, F-4, F-15, F-22 и T-38 для использования синтетической топливной смеси.

Авиабензины производства РФПравить

Прямогонный неэтилированный низкооктановый бензин с плотностью не более 0,7 г/см3. Первоначально (в середине 20-го века) в чистом виде применялся в качестве горючего для низкофорсированных поршневых двигателей (самолёты АНТ-9, ТБ-3, Р-5, По-2, МБР-2, Як-6, Як-12, Як-18, Ан-14, вертолёт Ка-15 и др.; аэросани, глиссеры и проч.) и в качестве базовой основы различных топливных смесей высокооктанового топлива для более мощных моторов, затем в качестве топлива некоторых реактивных двигателей (прямоточных двигателей некоторых ракет, турбостартёров некоторых ТРД и т. п.), в н.в. используется в основном в качестве растворителя и обезжиривателя. Представляет собой бесцветную прозрачную малотоксичную легковоспламеняющуюся жидкость (температура самовоспламенения 270°С)

Авиационный этилированный бензин Б-91/115

Авиационный бензин Б-91/115 — это топливная смесь, которую получают за счет прямой перегонки нефти с применением каталитического риформинга. Представляет собой легковоспламеняющуюся прозрачную жидкость зелёного цвета с характерным запахом. Бензин Б-91/115 оставался в производстве очень долго, так как на нём работает мотор АШ-62ИР самолёта Ан-2 — основного типа на местных воздушных линиях в СССР.

Авиационный этилированный бензин Б-92

Был разработан в РФ начале 90-х годов как единое моторное топливо для авиационных поршневых моторов. Бензин с пониженным содержанием ТЭС. Производился по ТУ38.401-58-47-92, затем по ГОСТ 1012—2013.

Авиационный этилированный бензин Avgas 100LL

Высокооктановый этилированный авиационный бензин с детонационной стойкостью по моторному методу не менее 99,6. Представляет собой легковоспламеняющуюся прозрачную жидкость голубого цвета с характерным запахом. Содержание свинца составляет 0,56 г/л.

Предназначен для использования в воздушных судах с поршневыми авиационными двигателями с искровым зажиганием, например, для вертолётов Robinson R-22 и R-44, а также самолётов Cessna-172/182, Extra EA300 и др.

Среднемагистральный самолет может вместить до 15 т топлива. Такое количество позволяет пролететь около 7000 км, то есть добраться, например, из Москвы в Новосибирск. Более крупные дальнемагистральные самолеты, которые пролетают свыше 7000 км, могут вместить и израсходовать за полет более 100 т авиационного керосина.

В самолетах определенных типов есть дополнительный топливный бак, как правило, размещенный в хвосте. Это позволяет увеличить дальность полета и так же влияет на центровку судна, как топливо в крыле (за счет силы тяжести), но в намного меньшей степени. Поэтому в последнюю очередь расходуется топливо из баков в крыле.

Как топливо «путешествует» по самолету

Большинство гражданских самолетов заправляют через специальный штуцер, установленный в крыле (к нему проще всего подвести заправщик). Затем топливо распределяется по бакам через специальную систему. Внутри самолета есть насосы, с помощью которых можно перекачивать и распределять авиакеросин из одного бака в другой. Насосы увеличивают давление, чтобы в емкости с керосином не образовались воздушные подушки, обеспечивая стабильную подачу топлива в камеру сгорания.

В большинстве самолетов перед попаданием в двигатель авиационный керосин из баков перекачивается в расходный бак, расположенный в центре судна.

Как заправляют самолеты

Специальных АЗС для пассажирских самолетов в воздухе нет. Заправить судно можно только на земле. В крупных гражданских аэропортах строят централизованные заправочные системы (ЦНЗ) для перекачивания подготовленного топлива по трубам: со склада до гидранта. Гидранты устанавливают на перроне в зонах стоянки судов. Специальная машина подъезжает на стоянку, подключается к гидранту и самолету и заправляет его.

Большинство аэропортов в нашей стране крупными не назовешь: ЦНЗ в них нет, но на помощь приходят аэродромные топливозаправщики — грузовые машины с оборудованием для заправки и цистернами объемом 5–60 м3. Топливо в эти цистерны закачивают в пунктах налива, расположенных на складах.

Топливозаправщик — специальная машина с оборудованием для заправки самолетов

Авиационный бензин

Основная область применения авиационного бензина — топливо высоконагруженных поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Основной способ производства авиационного бензина — прямая перегонка нефти, каталитический крекинг или риформинг без добавки или с добавкой высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.
Для авиабензина основными показателями качества являются:

• детонационная стойкость (определяет пригодность бензина к применению в двигателях с высокой степенью сжатия рабочей смеси без возникновения детонационного сгорания);
• фракционный состав (говорит об испаряемости бензина, что необходимо для определения его способности к образованию рабочей топливовоздушной смеси; характеризуется диапазонами температур выкипания (40-180(°)С) и давлений насыщенных паров (29-48 кПа));
• химическая стабильность (способность противостоять изменениям химического состава при хранении, транспортировке и применении).

Классификация авиационного бензина основывается на их антидетонационных свойствах, выраженных в октановых числах и в единицах сортности.
Сорта советского авиационного бензина ранее маркировались по системе: буква Б и через дефис — цифра, обозначающая октановое число.

Как пример, в СССР в 1950х гг. выпускался авиационный бензин — Б-59, Б-70, Б-74, Б-78б и Б-78г, причем 2 последних несколько различались по химическому составу, что обозначали литеры после цифры: б — это из бакинских месторождений нефти, а г — из грозненских.
В дальнейшем для повышения октанового числа в бензин вводилась антидетонационная присадка:

Присадка добавлялось по объёму от 1 до 4 см3/литр.

Бензин с присадкой имел маркировку:

• на основе Б-59: 1Б-59(73), 2Б-59(78), 3Б-59(81), 4Б-59(82)
• на основе Б-70: 1Б-70(80), 2Б-70(85), 3Б-70(87), 4Б-70(88)
• на основе Б-74: 1Б-74(85), 2Б-74(88), 3Б-74(90), 4Б-74(92)
• на основе Б-78: 1Б-78(87), 2Б-78(92), 3Б-78(93), 4Б-78(95)
• где цифра перед буквой Б означает объём количества присадки в см3 на литр бензина.

В скобках число показывает итоговое октановое число смеси бензина с присадкой.
Также готовились топливные смеси, с добавлением в бензин бензолов и изооктанов, с октановым числом 95:
Смесь №1: 60% Б-70, 20% изооктана и 20% неогексана.
Смесь №2: 60% Б-70, 20% алкилбензола и 20% неогексана.
Смесь №3: 60% Б-70, 32% изооктана и 8% изопентана.
С распространением турбореактивных двигателей производство авиационного бензина было значительно сокращено.
К концу 20го века в производстве оставались этилированный бензин Б-91/115 и Б-95/130, которые маркируются по ГОСТ 1012-72 через дробь: в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси.
Затем производство этого бензина в России было полностью прекращено, а парк легкомоторной авиации начал использовать автомобильный бензин АИ-95 или импортный бензин AVGAS 100LL (с осени 2016 года 100LL производится в РФ по ГОСТ Р 55493-2013).
Также осталось производство бензина Б-70, который долгое время применялся в качестве горючего для турбостартеров двигателей самолётов типа Ту-16, Ту-22, МиГ-21 и ряда др.
В настоящее время этот бензин в основном применяется при техническом обслуживании техники в качестве растворителя.

• Межгосударственный стандарт ГОСТ 1012—2013, бензины авиационные, технические условия
• «Справочник по авиационным моторам». Государственное издательство оборонной промышленности. Москва 1943 год.

Кабина Ан-2

Варианты авиационного топлива

Для заправки гражданских и военных самолётов используют всего два вида топлива: керосин и авиационный бензин. И хоть оба варианта приемлемы по своим техническим показателям, всё же есть между ними такие отличия, которые диктуют пригодность для того или иного воздушного судна. Так, для поршневых ДВС используется авиационный бензин, а для газотурбинных двигателей — дизель.

Само по себе любое горючее для авиации – это топливо, которое попадая в камеру сгорания, даёт тепловую энергию в турбинах. И этой энергии должно хватить, чтобы поток газа из турбин мог оттолкнуть всё тело самолёта от воздуха и поднять его вверх.

Для авиационного топлива важны показатели:

• температура сгорания, а также та, при которой горючее будет стабильным;
• серность и уровень кислотности;
• вязкость и парообразование;
• нейтральность ко всем материалам, из которых могут быть сделаны детали и прокладки.

Разница между видами авиационного топлива заключается не только в характеристиках. А также оно различается и по востребованности. Всё больше марок самолётов конструируется именно под керосин, то есть реактивное топливо. Двигатели для самолётов, рассчитанные на работу от бензина, отходят на второй план.

Авиационный керосин

Углеводородное топливо, которое получают из малосернистых и сернистых фракции нефти, и есть авиационный керосин. Используется для этого прямая перегонка либо гидроочистка с последующим добавлением необходимых присадок. Второй способ наиболее распространён в современной переработке нефтепродуктов.

Авиационный керосин, он же реактивное топливо, делится на два вида. Один изготавливается для дозвуковой авиации и называется Т-1, Т-2. Второй же для сверхзвуковых самолётов: Т-6 и Т-8В.

Разница между ними существенная. В каждом случае требуется вырабатывать определённую мощность, причём для сверхзвуковой авиации она должна быть больше. Соответственно, реактивное топливо для неё по своему составу тяжёлое, то есть имеет более крупную фракцию, чем, например, керосин ТС–1, аналог дизеля Jet-A.

В технологии получения крупнофракционного керосина присутствует вакуумный газойль. Температура работы 195–315 С°.

Это не значит, что мелкофракционное топливо для самолётов хуже. Дело в том, что оно быстрее сгорит при разогреве сверхзвукового двигателя. Если же такой керосин использовать для обычной, дозвуковой авиации, то его состав даст работать двигателям идеально.

В процессе изготовления мелкофракционного керосина используются бензиновые фракции. Температура работы в диапазоне 140–280 С°.

Есть и такие показатели, которые одинаковы для обоих видов реактивного топлива. Чтобы оно было использовано наиболее эффективно, добавляются специальные присадки.

• Препятствующая образования статики. Благодаря этой присадке исключается риск накопления статического электричества. Если её не использовать, увеличение статики может привести к возгоранию керосина прямо в топливном отсеке самолёта.
• Предотвращающая окисление. Используется, чтобы двигатель авиационного судна получал одинаково хорошее топливо на протяжении всего рейса. Если ее не использовать, то под воздействием высоких температур в реактивном топливе начинают образовываться смолы. Результат — двигатель уже будет не керосин получать, а совершенно другую жидкость, не способную довести без проблем самолёт до пункта назначения.
• Уменьшающая трение. Благодаря такой присадке минимизируется износ деталей двигателя. Если её не использовать, то велика вероятность неожиданных поломок во время рейса.
• Не дающая воде превратиться в кристаллы. В составе керосине допускается мизерный % воды. На определённой высоте, под воздействием низких температур она может кристаллизоваться.

Точный состав реактивного топлива знают только технологи. В целях безопасности и честной конкуренции между нефтеперерабатывающими заводами, эта информация не может предаваться гласности.

С помощью прямой перегонки нефти или риформинга, и последующего добавления этила получают авиационный бензин. Перегонка используется всё реже, так как не даёт возможность повысить октановое число. Современные технологии производства позволяют выпускать авиационный бензин того качества, которого требует двигатель самолёта.

Как и в случае с авиационным керосином, бензин для воздушных судов тоже делится на два вида: прямогонный с низким октановым числом и октил-бензин в высоким содержанием октана. В зависимости от его числа, бензин делится по маркам: Б-70, Б-92, Б-95, Б-100/130.

Используется авиабензин малыми судами, чаще всего, частного сектора. Поршневые двигатели для авиации всё больше становятся исключением, чем правилом. А потому и использование бензина для самолётов с каждым годом уменьшается. Исключение касается только Б-70, так как эта марка топлива используется для промывки деталей, что всегда было и будет необходимо.

Оно идеально подходит для поршневых двигателей внутреннего сгорания, которые устанавливаются на судах малой авиации. А также соответствует основным требованиям благодаря современным присадкам:

• защищает детали от коррозии;
• не подвержен детонации;
• выдерживает температуру кипения до 205 С°.

К слову сказать, прямогонный бензин, то есть тот, что с низким октановым числом, выдерживает температуру только до 130 С°. И когда-то это был один из поводов отказаться от использования низкооктановых марок бензина в сфере авиации.

Авиационное топливо и октановое число

Один из характерных признаков авиационного керосина и бензина — октановое число. Это показатель, который характеризует детонационную стойкость топлива. Говоря простым языком, октановое число говорит о том, насколько топливо может выдерживать сжатие и не самовоспламениться.

Чем выше октановое число у авиационного керосина и бензина, тем стабильнее топливо. Однако здесь происходит интересный момент.

Керосин по своей природе не имеет высокого октанового числа. Как правило, оно не превышает показатель «50». Именно по этой причине в авиационном дизельном топливе антидетонационных присадок гораздо больше, чем в бензине.

Современные технологии позволили добиться от авиационного керосина показателей, гораздо лучших, чем способен дать даже самый высокооктановый бензин.

Сегодня в РФ используется регламентированное реактивное топливо. В законодательстве прописаны виды и типы керосина для каждой марки самолёта.

С совершенствованием двигателей, изменяется и состав горючего, что незамедлительно учитывается в законодательных актах. Это позволяет авиации РФ быть безопасной эффективной.

Ассортимент и характеристикиПравить

Авиационные бензины представляют собой легковоспламеняющуюся жидкость, взрывоопасная концентрация паров которой в смеси с воздухом составляет 6 %. Температура самовоспламенения авиационных бензинов — от 380 °С до 475 °С, температура вспышки — от минус 34 °С до минус 38 °С.

Разделение авиационных бензинов по маркам производится по октановому числу, определяемому по моторному методу. Кроме того, для ряда авиационных бензинов в маркировке указывается сортность на богатой смеси.

• детонационная стойкость (определяет пригодность бензина к применению в двигателях с высокой степенью сжатия рабочей смеси без возникновения детонационного сгорания)
• фракционный состав (говорит об испаряемости бензина, что необходимо для определения его способности к образованию рабочей топливовоздушной смеси; характеризуется диапазонами температур выкипания (40—180°С) и давлений насыщенных паров (29—48 кПа)
• химическая стабильность (способность противостоять изменениям химического состава при хранении, транспортировке и применении).

По состоянию на 2019 год в РФ выпускаются:

• бензин авиационный Б-92 по ГОСТ 1012—2013 (по гособоронзаказу)
• бензин авиационный Б-91/115 по ГОСТ 1012—2013
• бензин авиационный Б-70 ТУ 38.101913-82 (в качестве моторного топлива в н.в. не применяется)
• бензин авиационный (импортный) Avgas 100LL по ГОСТ Р 55493-2013

Салон Ан-2

Жёсткие откидные сиденья на 12 пассажиров

ПрисадкиПравить

Многолетним опытом эксплуатации отечественного и зарубежного воздушного транспорта доказано, что при перекачке топлива или при заправке самолётов возможно накопление статического электричества. Из-за непредсказуемости процесса в любой момент существует опасность взрыва.
Для борьбы с этим опасным явлением в топливо добавляют антистатические присадки. Они увеличивают электропроводность топлива до 50 пСм/м, что обеспечивает безопасность заправки самолётов и перекачки топлива.

За рубежом используют присадки ASA-3 (Shell) и Stadis-450 (Innospec). В России получила распространение присадка Сигбол (ТУ 38.101741-78), допущенная к добавлению в топливо ТС-1, Т-2, РТ и Т-6 в количестве до 0,0005 %.

Для предотвращения выпадения кристаллов льда из топлива при низких температурах в топливо вводят противоводокристаллизационные присадки непосредственно в месте заправки самолёта. В качестве таких присадок широко используют этилцеллозольв (жидкость И) по ГОСТ 8313-88, тетрагидрофуран (ТГФ) по ГОСТ 17477-86 и их 50%-е смеси с метанолом (присадки И-М, ТГФ-М). Присадки могут добавляться практически в любое топливо.

Вводятся в гидроочищенное топливо (РТ, Т-6, Т-8В) для компенсации сниженной в результате гидроочистки химической стабильности. В России применяют присадку Агидол-1 (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол) по ТУ 38.5901237-90 в концентрации 0,003-0,004 %. В таких концентрациях он почти полностью предотвращает окисление топлива, в том числе при повышенных температурах (до 150 °C).

Предназначена для восстановления противоизносных свойств топлива, потерянных в результате гидроочистки. Вводится в то же топливо, что и антиокислительная присадка. В России применяют присадку Сигбол и композицию присадок Сигбол и ПМАМ-2 (полиметакрилатного типа — ТУ 601407-69). Для топлива РТ часто используется присадка «К» (ГОСТ 13302-77), которая по эффективности соответствует присадке Сигбол, а также, ввиду дефицита присадки «К» — присадка Хайтек-580 фирмы «Этил».

Ассортимент и получениеПравить

Реактивное топливо в СССР и РФ вырабатывают для самолётов дозвуковой авиации по ГОСТ 10227-86 и для сверхзвуковой авиации по ГОСТ 12308-2013. В настоящее время для дозвуковой авиации предусмотрено пять марок топлива (ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ), для сверхзвуковой — две (Т-6 и Т-8В). Наиболее массовыми на территории РФ и постсоветском пространстве в настоящее время является топливо ТС-1 (высшего и первого сортов) и топливо РТ (высшего сорта).

Реактивное топливо в США производится отдельно для военной и коммерческой авиации.

Реактивные топлива разработки СССР:

ТС — топливо сернистое (расшифровка аббревиатуры). Это т.н. лёгкое топливо с плотностью не ниже 0,775. Его получают прямой перегонкой сернистой нефти урало-волжских и сибирских месторождений (целевая фракция — 150—250 °C). В случае высокого содержания серы и меркаптанов проводят гидроочистку или демеркаптанизацию, после чего используют в смеси с прямогонной фракцией. Содержание гидроочищенного компонента ограничивают концентрацией 70 % для предотвращения снижения противоизносных свойств топлива. Наиболее распространённый вид авиакеросина для дозвуковой авиации. Используется как в военной, так и в гражданской технике. Также применяется для обогащения методом флотации.

Тяжёлое топливо с плотностью по ТУ не менее 0.800. Продукт прямой перегонки малосернистой нефти (месторождения Сахалина) нафтенового основания с пределами выкипания 130-280 °C. Содержит большое количество нафтеновых кислот и имеет высокую кислотность, поэтому его подвергают защелачиванию с последующей водной промывкой (для удаления образующихся в результате защелачивания натриевого мыла нафтеновых кислот).

Наличие значительного количества гетероатомных соединений, в основном кислородсодержащих, обусловливает, с одной стороны, относительно хорошие противоизносные свойства и достаточно приемлемую химическую стабильность топлива, с другой — низкую термоокислительную стабильность.

Длительный опыт применения топлива Т-1 в авиации показал, что вследствие его низкой термоокислительной стабильности имеют место повышенные смолистые отложения в двигателе НК-8, установленном на основных типах самолётов гражданской авиации (Ту-154, Ил-62, ), в результате чего резко (почти в 2 раза) сокращаются сроки службы двигателя. Производство топлива Т-1 очень ограничено, и его вырабатывают только по первой категории качества.

Продукт перегонки малосернистой нефти нафтенового основания с пределами выкипания 130—280 °C. содержит большое количество нафтеновых кислот, из-за чего имеет высокую кислотность, поэтому после выделения фракции из нефти её подвергают защелачиванию с последующей водной промывкой.
Гетероатомные нафтеновые соединения, содержащиеся в топливе, обеспечивают хорошие противоизносные свойства и химическую стабильность, с другой стороны, топливо имеет очень низкую термоокислительную стабильность. Длительные испытания показали, что при использовании этого топлива в двигателях НК-8 (Ту-154 А,Б,Б-1,Б-2) и Ил-62) имеют место повышенные смолистые отложения, из-за чего срок службы двигателей сокращается в два раза. В настоящее время топливо выпускают только первого сорта и очень ограниченно.

Сырьём для производства могут служить дефицитные сорта нефти с ничтожным содержанием серы (нефти Северного Кавказа и Азербайджана).

Лёгкое смесевое топливо, продукт перегонки нефти широкого фракционного состава — 60-280 °C. Содержит до 40 % бензиновых фракций, что приводит к высокому давлению насыщенных паров, низкой вязкости и плотности. Повышенное давление насыщенных паров обуславливает вероятность образования паровых пробок в топливной системе самолета, что ограничивает высотность его применения.

В 21 веке топливо не производится; является резервным по отношению к ТС-1 и РТ.

Унифицированное реактивное топливо для самолётов дозвуковой авиации и сверхзвуковой с ограниченным временем полёта на сверхзвуке. Топливо получают гидроочисткой прямогонных керосиновых фракций с пределами выкипания 135—280 °C. В результате гидроочистки снижается содержание серы и меркаптанов, но также ухудшаются противоизносные свойства и химическая стабильность. Для предотвращения этого в топливо вводят противоизносные и антиокислительные присадки. Плотность топлива по ТУ не ниже 0,775 при температуре +20°С.

Топливо РТ полностью соответствует международным нормам, превосходя их по отдельным показателям. Оно имеет хорошие противоизносные свойства, высокую химическую и термоокислительную стабильность, низкое содержание серы и почти полное отсутствие меркаптанов. Топливо может храниться до 10 лет и полностью обеспечивает ресурс работы двигателя. Используется как на пассажирских лайнерах, так и на военных сверхзвуковых самолётах (Су-27, Ту-22М и др.)

Тяжёлое топливо для сверхзвуковой авиации. В связи с низкой термостабильностью распространения не получило.

Тяжёлое термостабильное топливо с плотностью не менее 0,840. Предназначено для длительных сверхзвуковых полётов на большой высоте, при которых топливо нагревается до 100-150°С. Температура начала кипения не менее 195°С. В связи с высокой плотностью топливо Т-6 не подходит для заправки самолётов, рассчитанных на обычные керосины.

Топливо получают путём глубокого гидрирования прямогонных фракций 195—315 °C, полученных из подходящей нафтеновой нефти.

Это топливо используется в сверхзвуковой авиации на некоторых типах самолётов, например, МиГ-25. На топливе Т-6 летал Ту-144 — единственный сверхзвуковой пассажирский лайнер в отечественной авиации. Т-6 — это топливо маршевого ПВРД противокорабельной ракеты П-800 «Оникс».

Представляет собой термостабильное топливо с гидроочисткой, вырабатываемое из той же нефтяной фракции, что и топливо ТС-1. Это топливо большого распространения не получило.

Представляет собой гидроочищенную фракцию с пределами выкипания 165—280 °C. В случае нафтеновой малосернистой нефти, допускается использовать прямогонную фракцию без гидроочистки. Используется в сверхзвуковой авиации ВВС РФ (например, Ту-160).

Синтетическое авиационное топливо Т-10, иначе — децилин. Высококалорийное, очень текучее и токсичное топливо было создано для единственной марки двигателя Р95-300, который устанавливался на крылатую ракету воздушного старта Х-55. Получают путём нефтехимического синтеза полициклических циклоалканов, предшественником при синтезе является дициклопентадиен. Точный химический состав этого топлива СССР не разглашал. Смотри JP-10.

СсылкиПравить

• ГОСТ 10227-86 Топлива для реактивных двигателей. Технические условия. Дата обращения: 26 января 2015. Архивировано 5 марта 2016 года.
• ГОСТ 2517-85 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб. Проверено 26 января 2015.
• Топлива термостабильные Т-6 и Т-8В для реактивных двигателей. Технические условия. Дата обращения: 31 мая 2013. Архивировано 6 мая 2021 года.
• Топливо авиационное для газотурбинных двигателей Джет А-1 (Jet A-1). Технические условия. Дата обращения: 31 мая 2013. Архивировано 14 октября 2012 года.
• Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту». Дата обращения: 31 мая 2013. Архивировано 31 мая 2013 года.

Производство в РоссииПравить

О производстве топлива Т-6 и Т-8В данных нет. Ранее керосин Т-6 производился Ангарской НХК и на Орскнефтеоргсинтез.

Авиационные бензиныПравить

Основная область применения авиационных бензинов — топливо высоконагруженных поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Основной способ добычи авиационных бензинов — прямая перегонка нефти, каталитического крекинга или риформинга без добавки или с добавкой высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

• детонационная стойкость (определяет пригодность бензина к применению в двигателях с высокой степенью сжатия рабочей смеси без возникновения детонационного сгорания)
• фракционный состав (говорит об испаряемости бензина, что необходимо для определения его способности к образованию рабочей топливовоздушной смеси; характеризуется диапазонами температур выкипания (40—180(°)С) и давлений насыщенных паров (29—48 кПа))
• химическая стабильность (способность противостоять изменениям химического состава при хранении, транспортировке и применении).

Классификация авиационных бензинов основывается на их антидетонационных свойствах, выраженных в октановых числах и в единицах сортности. Сорта советских авиационных бензинов ранее маркировались по системе: буква Б и через дефис — цифра, обозначающая октановое число. Как пример, в СССР середины XX века выпускались авиационные бензины — Б-59, Б-70, Б-74, Б-78б и Б-78г, причём два последних несколько различались по химическому составу, что обозначали литеры после цифры: б — это из бакинских месторождений нефти, а г — из грозненских.

Присадка добавлялось по объёму от 1 до 4 см³. жидкости на 1 литр. Бензины с присадкой имели маркировку:

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

, где цифра перед буквой Б означает объём количества присадки в см³ на литр бензина. В скобках число показывает итоговое октановое число смеси бензина с присадкой. Также готовились топливные смеси, с добавлением в бензин бензолов и изооктанов, с октановым числом 95:

• Смесь № 1: 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана.
• Смесь № 2: 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана.
• Смесь № 3: 60 % Б-70, 32 % изооктана и 8 % изопентана.

Также осталось производство бензина Б-70, который долгое время применялся в качестве горючего для турбостартеров двигателей самолётов типа Ту-16, Ту-22, МиГ-21 и ряда др. В настоящее время этот бензин в основном применяется при техническом обслуживании техники в качестве растворителя.

Как заправляют самолёты и сколько нужно топлива

Для заполнения топливных баков самолёта используются разные способы. Во-первых, прямо к аэродрому может быть подведён трубопровод. Во-вторых, в технической зоне могут стоять цистерны, и из них происходит заправка с помощью насоса. В случае с небольшим самолётом возможен и третий способ, то есть заправка прямо из автоцистерны, как из колонки АЗС.

Ещё один способ заправки возможен прямо в воздухе. Но это уже касается больше военной техники, а не гражданской.

На вопрос о том, сколько нужно топлива для заправки самолёта, ответить очень сложно. Можно составлять формулы с показателями расстояния, веса самолёта с пассажирами и полными баками, с погрешностью на ветер и прочими. Но нам никогда не узнать точную цифру, сколько топлива нужно для заправки.

Всё дело в том, что ёмкость баков современной авиатехники — это закрытая информация для общественности. Только устаревшие самолёты, которые изучают как наглядное пособие в музеях, может похвастать открытостью во всех отношениях.

Однако, даже если бы конструкционные особенности каждой модели самолёта были доступны для всех, мы всё равно не смогли бы с точностью рассчитать расход топлива у разных самолётов. Причина может быть масса и одна из них — постоянное совершенствование авиационного топлива и увеличение его КПД.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 сентября 2022 года; проверки требуют 4 правки.

Авиационное топливо — горючее вещество (топливо), вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания двигателя летательного аппарата для получения тепловой энергии в процессе окисления кислородом воздуха (сжигания).
Делится на два типа — авиационные бензины и керосины. Первые применяются, как правило, в поршневых двигателях, вторые — в турбореактивных.
Также известны разработки дизельных поршневых авиационных моторов, которые использовали дизельное топливо, а в настоящее время — керосин.

Любой авиационный двигатель рассчитывается под определённый тип (сорт) топлива, на котором он выдаёт требуемые параметры по мощности, приёмистости, надёжности, ресурсу, и рекомендуемые аналоги топлива, на которых допускается, как правило, ограниченная эксплуатация с потерей ряда характеристик двигателя.

Авиационные топлива применяются не только в авиационной технике.

Реактивное топливо

Керосин — фракция нефти, выкипающая в основном в интервале температур 200-300°С
Реактивное топливо, топливо для авиационных реактивных двигателей — это как правило, керосиновые фракции, получаемые прямой перегонкой из малосернистых (например, Т-1) и сернистых (ТС-1) нефтей.
В настоящее время прямоперегонного авиационного топлива мало, широко применяется гидроочистка и добавка присадок.
Керосин применяется для бытовых целей как печное и моторное топливо, растворитель лаков и красок.
Реактивное топливо применяется в качестве горючего для газотурбинных двигателей самолётов и вертолётов гражданской и военной авиации, и кроме того, топливо на борту воздушного судна также может использоваться в качестве теплоносителя или хладагента (топливно-воздушные и топливно-масляные радиаторы), и в качестве рабочей жидкости гидросистем (например, управление сечением реактивного сопла двигателя).
Также реактивное топливо широко применяются как растворитель при техническом обслуживании воздушных судов, при очистке от загрязнений ручным либо машинным способом (например, в ультразвуковой установке для очистки фильтров в качестве рабочей жидкости применяется авиакеросин).
Авиационное реактивное топливо проходит в общей сложности до 8 ступеней контроля качества, а в Российской Федерации, кроме того, и приемку военным представителем.

Для реактивного топлива основными показателями качества являются:

• массовая и объемная теплота сгорания;
• термостабильность топлива;
• давление насыщенных паров;
• кинематическая вязкость;
• совместимость с конструкционными и уплотнительными материалами;
• нагарные и противоизносные свойства;
• электропроводность;
• серность;
• кислотность.

Реактивное топливо вырабатывается в основном из среднедистиллятных фракций нефти, выкипающих при температуре 140-280 С° (лигроино-керосиновых).
Широкофракционные сорта реактивного топлива изготовляются с вовлечением в переработку бензиновых фракций нефти.

Для получения некоторых сортов реактивного топлива (Т-8В, Т-6) в качестве сырья применяются вакуумный газойль и продукты вторичной переработки нефти.

Реактивное топливо на 96-99 % состоят из углеводородов, в составе которых различают 3 основные группы:

• парафиновые;
• нафтеновые;
• ароматические.

Кроме углеводородов в реактивном топливе в незначительных количествах присутствуют сернистые, кислородные, азотистые, металлорганические соединения и смолистые вещества.
Их содержание в реактивных топливах Регламентируется стандартами.
В России и странах СНГ, эксплуатирующих советскую авиатехнику, используются следующие типы авиационного топлива:

Различия авиационных и автомобильных бензиновПравить

Авиационные и автомобильные бензины отличается между собой технологией производства, фракционным составом, химической стабильностью и ещё рядом параметров. Авиационный и автомобильные бензины — не взаимозаменяемы, и кроме того, авиабензин существенно дороже автомобильного. Однако, в некоторых случаях в авиационных моторах применяется автомобильный бензин с некоторыми ограничениями, либо в бензин добавляются присадки для улучшения эксплуатационных характеристик.

Причины, по которым различаются автомобильные и авиационные бензины, кроются в разных условиях эксплуатации моторов. На автомобиле мотор редко работает на полной мощности и предельных оборотах, тогда как на самолёте мотор работает на полной или близкой к полной мощности почти весь полёт.