Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

aviacionnoe-toplivo Статьи

Расход топлива – важнейшая составляющая летно-технических характеристик самолета. Чем он ниже, тем эффективнее эксплуатация машины и меньше финансовые затраты на ее обслуживание. Также большое значение имеет то, каким топливом заправляется конкретная модель и как именно осуществляется процедура. Вопрос с горючим намного сложнее, чем могло бы показаться, на первый взгляд.

Требования к горючему для авиации

Выбирая топливо для самолета, нужно учитывать выдвигаемые к нему требования. Их нарушение может привести к ускоренному износу или повреждению двигателей, а также повышает риск авиакатастрофы. Основные положения о характеристиках горючего закреплены законодательно, но многие самолеты имеют особенности, из-за которых выбирать топливо нужно тщательнее.

aviacionnoe-toplivo-8340400

Базовые требования к топливу:

  • должно соответствовать требованиям силовой установки самолета и не превышать ни одно из установленных производителем значений;
  • в составе запрещено наличие какого-либо количества поверхностно-активных или химических веществ, снижающих его качественные свойства;
  • должно обладать термоокислительной стабильностью, достигающей минимальных значений, указанных изготовителем;
  • присутствие антиокислительных, антистатических или других присадок, добавленных для улучшения характеристик топлива, не может превышать установленные нормативы;
  • октановое число авиационного бензина в бедной смеси не должно быть ниже 91, сортность в богатой – 115.

Горючее, используемое на авиации для полетов над территориями с очень холодным климатом, должно вырабатываться с температурой плавления кристаллов ниже 600 °C. Этот параметр определяется индивидуально с учетом среднестатистических погодных условий в регионе.

Виды авиатоплива

То, на каком топливе летает самолет, зависит от его характеристик. Всего применяется два вида: авиакеросин или авиационный бензин. В большинстве случаев используется керосин, называющийся также реактивным топливом.

Авиакеросин

Самолеты заправляют специальным керосином, представляющим собой жидкие фракции, полученные путем перегонки из малосернистых и сернистых видов нефти. В составе допускается присутствие некоторого объема бензиновых элементов.

755480823711647-1145115

Российский авиационный керосин бывает нескольких видов. Для дозвуковых пассажирских лайнеров применяется Т-1, ТС-1 или Т-2. Более технически продвинутые сверхзвуковые самолеты требуют тяжелого топлива. К таким относятся: Т-6 и Т-8В. Также существует горючее РТ, применяющееся для Су-27, Ту-22 и некоторых других самолетов.

Авиационный бензин

Второе топливо для самолетов – авиационный бензин. Его применяют для высоконагруженных поршневых моторов внутреннего сгорания. При производстве он получается из прямой перегонки нефти с добавкой высококачественных компонентов и присадок или без нее. Главными качествами бензина выступают: детонационная стойкость, фракционный состав и химическая стабильность.

benzin-kalosha-6911632

Последними используемыми в России были Б-91/115 и Б-95/130. Сейчас от них отказались, отдав предпочтение автомобильному бензину АИ-95. Его используют для легкомоторной авиации. Изредка также применяется Б-70, но только в качестве растворителя при проведении техобслуживания.

Спецприсадки для авиационного топлива

Улучшить свойства авиационного топлива можно с помощью специальных присадок. Они могут исключить негативное влияние внешних условий, стабилизировать работу двигателя и повысить срок службы самолета.

1459066007_2-6480376

  • антистатическая – повышает электропроводность топлива, снижая накопление статического электричества, которое могло бы привести к взрыву;
  • противоводокристаллизационная – помогает исключить образование водных кристаллов, которые забивают топливные фильтры, приводя к остановке двигателей;
  • антиокислительные – компенсируют сниженную химическую стабильность, предотвращая возможное окисление;
  • противоизносная – восстанавливает противоизносные свойства топлива, снижающиеся при проведении гидроочистки.

Возможность использования топлива с присадками зависит от конкретной модели самолета и двигателя, установленного в ней. В отдельных случаях предпочтительно применять стандартные варианты горючего без добавок.

Сколько стоит авиатопливо и одна заправка самолета

Популярное высококачественное топливо, изготавливаемое в России, называется ТС-1. Оно часто используется для заправки пассажирских самолетов. Средняя цена составляет около 50000 рублей за тонну. Некоторые регионы продают его дороже. Например, на Камчатке приобрести тонну удастся только за 80000 рублей.

original-4920731

Стоимость одной заправки самолета зависит от дальности следования и объема топливных баков. При перелете Boeing 737 из Москвы в Санкт-Петербург затраты на горючее составят около 150000 рублей. Советский Як-40 выполнит тот же рейс при затратах около 450000 рублей, так как потребляет намного больше.

Расход топлива

Определить, сколько топлива расходуют самолеты, бывает затруднительно. Для этого следует учитывать множество внешних факторов. Само же потребление может выражаться удельным или часовым расходом.

Вы видели как происходит заправка авиалайнера?

От чего зависит расход топлива

Существует большое количество факторов, влияющих на то, сколько тратит топлива самолет во время полета. Поэтому при создании проекта будущей машины учитываются многие элементы и вероятные затраты горючего, связанные с ними.

original-2-7676614

  • крейсерская скорость;
  • вес самолета без нагрузки;
  • коммерческая нагрузка;
  • погодные условия;
  • модель двигателя;
  • конструкционные особенности.

Также повлиять на уровень расхода могут некоторые условия полета и использование дополнительного оборудования. Последнее особенно актуально для эксплуатации военной авиации с продвинутыми электронными системами.

Удельный и часовой расход топлива

Под удельным расходом топлива понимают количество использованного самолетом горючего на единицу времени или расстояния относительно мощности либо тяги двигателя, установленного на машине. Такой тип исчисления используется чаще всего. При этом учитывается несколько параметров, из которых будет происходить расчет.

kerosin-5531541

  • вес или объем горючего (грамм, килограмм, литр);
  • затраченное время или расстояние (час, километр);
  • мощность или тяга силовой установки (лошадиных сил или килограмм-сила).

Из них получается определенная величина. Обычно за основу берется кг/кгс-ч или г/л.с.-ч. Для пассажирских авиаперевозок зачастую применяется другой расчет, в который входит вес использованного топлива на один километр с количеством пассажиров на борту. Он обозначается как г/пасс.-км. Рассчитать затраты на 100 км можно, умножив итоговое значение на 100. Такой показатель полезен для определения топливной эффективности, так как помогает найти выгодный самолет для перевозки заданного числа пассажиров с минимальными затратами на топливо.

Вторым типом исчисления трат горючего считается часовой расход. Под ним подразумевают количество использованного топлива за час полета. Для расчета берется величина, получаемая при движении самолета на крейсерской скорости и предельной коммерческой нагрузке. Иные условия недопустимы и считаются недостоверными. При таком исчислении обозначением параметра выступает кг/ч. Его среднее значение для большинства авиации варьируется от 1 до 15 тыс. кг/ч.

1533039677_1-7197940

Под крейсерской скоростью, используемой при этом расчете, понимают базовую скорость, при которой производятся все перевозки пассажиров на конкретной модели самолета. Обычно она составляет около 80% от максимальной и ограничена с целью повышения безопасности полета или увеличения допустимой коммерческой нагрузки. Последняя подразумевает количество пассажиров, а также их общий вес, включая багаж, ручную кладь и прочие вещи.

При просчете грузовых или пассажирских рейсов второй тип исчисления считается более логичным, так как их целью становится доставка груза на нужное расстояние при минимальных затратах топлива. Удельный расход полезен только для расчета максимального количества времени, которое может провести в воздухе самолет. Тем не менее закрепился в технических характеристиках именно он.

Как рассчитывают количество топлива на полет

Перед отправлением самолета в рейс производится подсчет количества топлива, которым нужно наполнить баки. С этой целью применяются специальные формулы, доступные определенному кругу лиц, работающих на авиакомпанию. Для каждого самолета они могут быть разными. Поэтому универсального способа определить будущие затраты нет.

post-34229-124868389385-2613394

Примерная таблица расчета количества топлива на полет

Несмотря на недоступность формул для общественности, посчитать примерный расход все же можно. Для этого потребуется учесть несколько важных факторов:

  • масса топлива, которое будет затрачено при выполнении определенного рейса с предполагаемой коммерческой нагрузкой;
  • количество топлива, требующегося при возникновении необходимости добраться из конечной точки рейса до самого удаленного аэродрома из числа запасных;
  • топливо, требуемое для выполнения двух дополнительных кругов над аэродромом перед посадкой;
  • запасное топливо в размере 5% от общей его суммы, необходимой для рейса, с учетом дополнительных факторов.

Сложив все эти значения, можно узнать, сколько горючего нужно для самолета. Правильно просчитать это получится только при знании точных летно-технических характеристик модели, расстояний и расположения дополнительных аэродромов. Поэтому полученные значения могут быть только приблизительными.

Расход топлива у разных самолетов

Узнать, какой расход топлива у самолетов, можно с помощью сведений, предоставленных публике компаниями-производителями. Для гражданской авиации дают информации намного больше, поэтому выяснить все о ней проще.

Популярные гражданские самолеты

Почти все самолеты гражданской авиации, разработанные в последние десятилетия, летают на авиакеросине. Он обеспечивает необходимые обороты двигателю, чтобы выполнить рейс на дальние расстояния. Авиакеросин для пассажирских самолетов может разбавляться присадками, что повышает эффективность его использования. Затраты горючего во всех случаях приблизительно идентичны и варьируются с минимальными отклонениями.

Таблица с расходом топлива на популярных гражданских самолетах:

Популярные военные самолеты

Чем габаритнее машина, тем выше расход горючего. Поэтому использование крупных авиалайнеров, предназначенных для большого числа пассажиров, на малопопулярных маршрутах нерентабельно.

Узнать расход топлива на популярных военных самолетах трудно. Большинство стран стараются засекретить подобную информацию или предоставляют заведомо ложные сведения, чтобы оградить себя от проблем во время военных действий. Но в некоторых случаях технические характеристики все же удается выяснить, и они предстают перед публикой.

Таблица расхода топлива на военной авиации:

Где у самолета находятся баки

Информации о расходе топлива будущего Су-57, пользующегося популярностью во всем мире, пока что нет. Предполагается, что он будет тратить около 2 кг/кгс-ч, как российский Су-35 или американский F-35. Нет сведений и по разрабатываемому стратегическому бомбардировщику ПАК ДА, который представят до 2025 года.

getimg-3860145

Все новые самолеты имеют кессон-баки, представляющие собой герметичную полость. Изготавливают их из резиновых материалов, что предотвращает повреждение поверхности при ударе или перегрузке. Чаще всего такие баки располагаются в крыльях, киле или стабилизаторе. Иногда в самолете используются специальные отсеки, внутрь которых устанавливают кессон-баки, повышая безопасность. Все модели имеют систему аварийного сброса горючего в воздухе, что может потребоваться при срочной посадке.

На крупногабаритных авиалайнерах имеется несколько топливных баков, чей объем может варьироваться. Между собой они соединяются специальными шлангами и оборудуются насосами. В процессе полета топливо распределяется между всеми емкостями и одним расходным баком. На военной авиации основного запаса горючего может быть недостаточно. Поэтому зачастую боевые самолеты оснащаются дополнительными подвесными баками.

Как заправляют самолеты

Заправка может осуществляться классическим методом на территории аэропорта после посадки либо в воздухе при полете. Оба варианта имеют свои особенности, которые следует учитывать.

Дозаправка в воздухе

Осуществление заправки в полете – сложная процедура, требующая большого опыта от пилота. Она была придумана более ста лет назад и используется для срочного наполнения бака в условиях, когда сесть не представляется возможным. В процессе самолеты сближаются на расстояние до 20 метров, что делает ее очень опасной. Соединяться между собой они могут с помощью шланга-конуса, штанги или по методу крыло-крыло.

f974126b36edb813-3852718

На заправку истребителя требуется около шести минут. Крупногабаритные самолеты перекачивают топливо до 45 минут. Из российской авиации воспользоваться таким методом дозаправки могут: Су-24М, Су-27, МиГ-29, МиГ-31, Ту-95 и Ту-160.

Заправка в аэропортах

На территорию аэропорта топливо доставляется с помощью железной дороги в цистернах либо напрямую через трубопровод от нефтеперерабатывающего завода. После этого его разливают в специальные колонки или топливный заправщик. В первом случае самолет требуется подогнать к ней, во втором же к нему подъедет специальная машина.

32-4988282

Чтобы наполнить баки, к их горловине протягивается шланг. Из него под давлением начинается подача топлива, которое начнет распределяться между всеми баками. Скорость регламентируется по закону, так как ее превышение может привести к возгоранию или взрыву. Заправка одного среднеразмерного самолета занимает около 40 минут.

Уровень расхода топлива – важнейшая составляющая летно-технических характеристик летных машин. Он зависит от ряда внешних факторов и не бывает фиксированным. Поэтому важно просчитывать необходимый объем наполнения топливных баков заранее и с запасом, чтобы избежать вынужденной аварийной посадки или авиакатастрофы.

Учитывать нужно также вид используемого горючего и его качество. Вопросы, касающиеся топлива, рассматриваются авиастроительными компаниями с повышенным вниманием. Это еще раз доказывает их значимость для авиации и безопасности полетов.

Регулярно летая и заправляя самолёты с поршневыми моторами, я задался вопросом — что является качественным бензином? Как понять какие его параметры важны и тетраэтил свинца (ТЭС) действительно нужен мотору? Пришлось вечером в воскресенье залезть к себе в библиотеку, почитать теорию авиационных двигателей и немного пройтись по интернету. В итоге была написана небольшая статья.Что такое бензин, и как его получают?

Бензи́н — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от + 33 до 205 °C (в зависимости от примесей).Плотность около 0,71 г/см³. Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 32,7 МДж/литр). Температура замерзания −72 °C в случае использования специальных присадок.

Базовые бензины — прямогонный и актил-бензин.

Прямогонные бензиныНаиболее распространенным топливом для авиационных моторов в 30-70-е годы служили авиационные бензины прямой гонки. Прямогонный бензин получают путём ректификации (перегонки) и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных пределах (до 100 °C — бензин I сорта, до 110 °C — бензин специальный, до 130 °C — бензин II сорта). Однако общим свойством этих бензинов является низкое октановое число. Вообще получение прямогонных бензина с октановым числом выше 65 по моторному методу редко и возможно лишь из нефти Азербайджана, Средней Азии, Краснодарского края и Сахалина. Для нефтей Урало-Волжского бассейна, Казахстана, а также месторождений Западной Сибири характерно преобладание нормальных парафиновых углеводородов, поэтому прямогонные бензины из них характеризуются низкими октановыми числами. Однако прямогонные бензины весьма стабильны в химическом отношении и при хранении не осмоляются; обладают хорошей испаряемостью; имеют высокую теплотворность (~ 10500 б. кал/кг) и низкую температуру замерзания (около минус 100° Ц); гигроскопичность их ничтожно мала; не вызывают коррозии металлов. В связи с малой детанационной стойкостью прямогонных бензинов эти виды бензинов применяются не в чистом виде, а с примесью антидетонаторов, повышающих октановое число топлив.

Алкил-бензинАлкил-бензин представляет собой смесь изомеров углеводородов С7 и С8 и получается в процессе алкилирования изобутана бутиленами. Алкил-бензин широко используется как компонент автомобильных и авиационных бензинов и обладает высоким октановым числом — по моторному методу 90-93. По антидетонационным свойствам и физико-химическим показателям алкилат является наилучшим компонентом для высокооктановых бензинов.

Требования к авиационным бензинам.

1. Хорошая испаряемость, облегчающая запуск мотора и улучшающая качество горючей смеси, вследствие более полного испарения топлива.

2. Стойкость против детонации.

3. Высокая теплотворность, способствующая меньшему расходу топлива.

4. Малая гигроскопичность — топливо должно в возможно меньшей степени поглощать и растворять в себе влагу.

5. Нейтральность, т. е. отсутствие кислот и щелочей, вызывающих коррозию деталей.

6. Стабильность — способность в течение длительного времени сохранять однородность состава.

7. Низкая температура замерзания — необходима для возможности эксплуатации топлива в зимнее время и на больших высотах.

8. Малое давление насыщенных паров — во избежание образования паровых пробок в системе питания, особенно в летнее время и при полетах на больших высотах.

Для легкого запуска двигателя топливо должно содержать некоторую часть легко испаряющихся углеводородов, которые могут испаряться в еще непрогретом моторе. Слишком тяжелых углеводородов в топливе вообще не должно быть. Хорошая испаряемость топлива повышает приемистость мотора и уменьшает возможность разжижения смазки на стенках цилиндров, Разжижение смазки возникает при наличии в топливе трудно испаряющихся углеводородов, которые, оседая в жидком виде на стенках цилиндров, смывают с них смазку. Таким образом, авиационное топливо должно обладать хорошей испаряемостью.

Однако чрезмерно большая испаряемость также вредна. Содержание в топливе большого количества летучих углеводородов создает возможность образования паровых пробок в системе питания двигателя. Образование паровых пробок нарушает правильную подачу топлива и может вызвать обеднение смеси, перебои в работе двигателя и даже его остановку. Слишком большая испаряемость топлива повышает его потери при транспортировке и хранении, а также увеличивает пожарную опасность.По температуре начала кипения судят о присутствии в топливе чрезмерно легких углеводородов, наличие которых способствует образованию паровых пробок в системе бензопитания мотора.

Температура начала кипения должна быть не ниже 40 °C и не выше 75°C.По температуре выкипания 10% топлива определяют его пусковые свойства, т. е. наличие в топливе легких фракций, обеспечивающих хороший запуск мотора.Температура выкипания 10% топлива лежит в пределах 75—85°C. Чем выше эта температура, тем хуже пусковые качества топлива. При температуре выкипания 10% топлива ниже 50 °C топливо опасно в отношении образования паровых пробок.Температура выкипания 50% топлива характеризует его испаряемость во всасывающей системе, что сказывается на продолжительности прогрева мотора и его приемистости. Эта температура лежит в пределах 100—112°C. При слишком низкой температуре выкипания 50% топлива увеличивается опасность обледенения карбюраторов.Температура выкипания 90% топлива показывает способность топлива разжижать смазку и характеризует приемистость прогретого мотора. Для хорошей приемистости необходимо иметь температуру выкипания 90% топлива не выше 150°C. При температуре выше 150°C возникает опасность оседания капель бензина на стенках цилиндра и смывания и разжижения им масла.Температура конца кипения (выкипания) продукта до 97,5—98% не должна превышать 160—170 °C во избежание неполноты сгорания и образования нагара.

Одним из способов оценки испаряемости топлива является способ, основанный на измерении давлении насыщенных паров при температуре 38°C. Чем выше давление паров, тем большей летучестью обладает топливо. Для авиационных топлив давление насыщенных паров должно быть в пределах 44-50 кПа.

Характерный металлический звон при детонации создаётся детонационной волной, многократно отражающейся от стенок цилиндра. При детонации снижается мощность двигателя и ускоряется его износ.

Виды октановых чисел: ОЧИ и ОЧМ.

Исследовательское октановое число (ОЧИ) показывает, как ведёт себя бензин в режимах малых и средних нагрузок.Определяется на одноцилиндровой установке с переменной степенью сжатия, называемой УИТ-65 или УИТ-85, при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, температуре всасываемого воздуха 52°С и угле опережения зажигания 13 град.

Моторное октановое число (ОЧМ) характеризует поведение бензина на режимах больших нагрузок. Оказывает влияние на высокую скорость и детонацию при частичном дроссельном ускорении и работе двигателя под нагрузкой. Определяется так же на одноцилиндровой установке, при частоте вращения коленчатого вала 900 об/мин, температуре всасываемой смеси 149°С и переменном угле опережения зажигания. ОЧМ имеет более низкие значения, чем ОЧИ.

Сортность бензинов — показатель детонационной стойкости бензинов. Сортность показывает, на сколько процентов может повыситься мощность двигателя при работе на данном топливе по сравнению с работой на чистом изооктане.Например, на бензине Б-100/130 двигатель способен развивать мощность, на 30 % большую, чем на чистом изооктане.

Повышение октанового числа бензина и его качества (Топливные присадки).Современные авиационные двигатели требуют применения топлив с октановым числом 95 и выше. Во многих случаях форсирование моторов затрудняется невозможностью подобрать топливо с необходимыми антидетонационными свойствами. Чистые бензины прямой гонки обладают низким октановым числом и не могут быть применены для современных двигателей.

Повышение антидетонационных свойств бензинов может быть достигнуто добавлением в бензин специальных присадок. И если раньше это были только этиловая жидкость, то в настоящее время это целый комплекс присадок, включающие кислородосодержащие соединения; простые эфиры, антиоксиданты (стабилизаторы); ингибиторы детонации; красители топлив; дезактиваторы металла; ингибиторы коррозии; и многие другие типы.* Кислородосодержащие соединения (кислородсодержащая присадка) – топлива, обогащенные кислородом. Они используются, для сокращения выбросов монооксида углерода, возникающего при сжигании топлива. Кислородсодержащие присадки могут быть основаны на спирте, либо эфире.* Спирты — метанол, этанол, изопропиловый спирт, н-бутанол и бензин класса трет-бутанол.* Эфиры — метил-трет-бутиловый эфир, этилтретбутилэфир, простой диизопропиловый эфир, трет-амил-метиловый эфир, третичный гексил эфира.* Антиоксиданты – некоторые антиоксиданты используются в качестве стабилизаторов топлива, чтобы предотвратить окисление. Вот некоторые из них:** бутилированный гидрокситолуол;** 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол;** 2,6-ди-трет-бутилфенол;** фенилендиамин;** этилендиамин.* Ингибиторы детонации (антидетонационная присадка) – это добавка к бензину, которая способствует уменьшению стука в двигателе при увеличении октанового числа топлива. Некоторые антидетонационные присадки:** тетраэтиловый свинец;** пентакарбонил железа;** толуол;** изооктан.* Топливные красители – это красители, добавляемые в топливо.* Дезактиваторы металла – это топливные присадки и присадки к смазочным маслам, которые предназначены для стабилизации топлива. Они расформировывают ионы металла.* Ингибиторы коррозии (антикоррозийная присадка) – это химические соединения, замедляющие коррозию металлов. Качественный ингибитор коррозии в обычных условиях замедлит на 95% развитие коррозии. Некоторыми из антикоррозийных присадок являются — нитрит натрия, уротропин (гексаметилендиамин), фенилендиамин.* Другие – есть некоторые типы присадок не попадающие под общую классификацию. Это:** Ацетон – это испарительная присадка. Она используется совместно с метанолом для улучшения испарения при запуске двигателя.** Нитрометан – используется для увеличения мощности двигателя, в разговорном стиле речи его называют «нитро».** Пикрат железа – используется для улучшения сгоряния топлива и повышения пробега ( в расчете на литр).** Ferox Catalyst — модифицирующая добавка к катализатору, используемая для:- увеличения эффективности использования топлива;- очищения двигателя;- продления срока службы двигателя;- снижения выбросов.

Схема классификации топливных присадок

Сделать полный обзор всех существующих ныне присадок просто не представляется возможным, т.к. уровень проработки сравним с написанием докторской диссертации, поэтому давайте рассмотрим что из себя представляет самая широкоизвестная присадка — тетраэтилсвинец.

Тетраэтилсвине́ц (ТЭС) Pb(CH3CH2)4ТЭС — ядовитое металлоорганическое соединение. Применяется в основном как антидетонирующая присадка к моторному топливу, повышающая его октановое число. Действие ТЭС заключается в том, что он разлагает органические перекиси, присоединяя к себе их избыточный кислород.Физические свойства ТЭС — бесцветная, маслянистая, летучая жидкость с плотностью 1,65 г/см³, температурой кипения 195 °C с разложением. Впервые антидетонационный эффект ТЭС был открыт в 1921 году в США на фирме «General Motors». В 1923 году три крупнейшие американские корпорации — «Дженерал моторс», «DuPont» и «Standard Oil» создали совместное предприятие, названное «Ethyl Gasoline Corporation». Название «этил» было выбрано специально, чтобы не пугать людей словом «свинец».Этиловая жидкость состоит из смеси тетраэтилового свинца, бромистого этила и монохлорнафталина. Этиловая жидкость оказывает на различные бензины не одинаковое действие: на одни бензины она влияет сильнее, на другие слабее. Количественное содержание этиловой жидкости в бензине определяется числом кубических сантиметров этиловой жидкости, добавленных к 1 кг бензина. К сожалению, ТЭС не только помогает нам, повышая октановое число топлива, но и убивает мотор.

Дефекты, возникающие при применении бензина с ТЭС.1.Шунтирование свечей вследствие образования свинцовых отложений на конусе изолятора свечи, а также перегрев и выгорание центрального электрода свечи.

2.Прогорание выхлопных клапанов ввиду неплотного прилегания их к седлам, вследствие образовавшихся на опорной поверхности клапана отложений.

22305909738_bde0fc6a2c_m-2460961

3.Усиление нагарообразования на деталях цилиндра и последующее их перегревание.

4.Коррозия деталей цилиндра и главным образом штоков выхлопных клапанов. Этилированный бензин, не содержащий воды, не оказывает коррозирующего действия на металлы, но в присутствии воды вызывает сильную коррозию.

5. Зависание выхлопных клапанов вследствие образования свинцовых отложений на ножках клапанов и направляющих втулках.

Применение в этиловой жидкости бромистого этила и моно-хлорнафталина уменьшает количество отложений, но не уничтожает их целиком.

В качестве альтернативы антидетонационным алкилсвинцовым присадкам в России разрешены к использованию органические соединения марганца, железа и ароматические амины, также на наших заправочных станциях можно встретить и высокооктановые сорта бензина, включающего добавки метил-третбутилового эфира.

Антидетонаторы на основе соединений марганца и железа гораздо менее токсичны, чем алкилсвинцовые присадки, но наличие в бензине железосодержащих присадок приводит к образованию отложений оксидов марганца и железа на стенках камеры сгорания, тарелках клапанов и свечах зажигания. Что приводит к коррозии выпускных клапанов, калильному воспламенению бензовоздушной смеси, ускоренному выходу из строя свечей зажигания.

Также для поднятия октанового числа бензина может быть использован метил-третбутиловый эфир, его 10–15% добавка увеличивает октановое число бензина на 9–12 единиц. Сама по себе антидетонационная добавка из метил-третбутилового спирта не наносит никакого вреда двигателю. В то же время метил-третбутиловый эфир даже в составе бензина способен к вступлению в активную реакцию с содержащейся в атмосфере влагой, в результате которой происходит насыщение бензина водой. Вода, попадая в топливную систему, может привести к выходу из строя фильтрующих элементов и топливоподающей аппаратуры, одновременно она провоцирует появление коррозии в топливных баках, топливопроводе и на «зеркале» цилиндров поршневого двигателя.

Методы определения основных характеристик бензина в условиях аэродрома. Определение удельного веса топлива. Удельным весом топлива называется отношение веса определенного объема топлива, взятого при температуре плюс 20°C, к весу воды того же объема при температуре плюс 4°C.

В аэродромных условиях удельный вес топлива определяется ареометрами. Одновременно с удельным весом замеряется и температура топлива. Замеренный удельный вес является удельным весом топлива при данной температуре. Этот удельный вес необходимо привести к удельному весу при температуре плюс 20°C. Это делается по формуле

D = K + a(t — 20),

где D — удельный вес топлива при температуре 20°;

K — удельный вес, показанный ареометром при данной температуре;

a — температурная поправка к удельному весу на 1°; t — температура испытуемого топлива.

Температурная поправка для авиабензинов в среднем равняется 0,0008 — 0,00088.

Пример. Удельный вес бензина при температуре 30° равен 0,745. Определить его удельный вес при температуре 20°, если a = 0,00084.

D= 0,745 + 0,00084 (30 — 20) = 0,753.

Если температура топлива при определении удельного веса меньше 20°C, то скобка (t — 20) даст отрицательное число, т. е. поправка отнимается.

Определение механических примесей и нерастворенной воды.Для определения наличия механических примесей и нерастворенной воды топливо наливается в стеклянный сосуд с притертой пробкой и отстаивается в течение 17—18 часов. Выпадение осадка и мути свидетельствует о наличии в топливе механических примесей и воды.

22305780730_ac2f2d49c7_b-7499063

Определение цвета и прозрачности топлива.Производится рассматриванием на свет топлива, налитого в сосуд из бесцветного стекла. Свинцовые бензины должны иметь окраску в соответствии с подмешанным красителем. Чистые бензины должны быть прозрачны и бесцветны. Бензольные топлива могут иметь желтый оттенок.

Определение нейтральности топлива. Наличие в топливе кислот или щелочей не допускается, так как их присутствие вызывает коррозию металлических деталей системы бензопитания и мотора.Для определения наличия кислоты или щелочи наливают около 100 смл топлива в делительную воронку и к нему прибавляют около 10 см& дестиллированной воды. Смесь в течение 3—5 минут взбалтывают, после чего воде дают отстояться. Отстоявшуюся воду спускают через краник в нижней части воронки в две чистые пробирки. В одной пробирке производят определение на кислотность, в другой — на щелочь. Для этого в пробирку опускают лакмусовую бумажку синего цвета — при наличии кислоты бумажка покраснеет. Определить наличие кислоты в топливе можно и при помощи метилоранжа. Метилоранж при наличии кислоты меняет свою оранжевую окраску на розовую. Если в топливе установлено наличие кислоты, то на щелочь проверка не производится, так как кислота и щелочь одновременно в топливе содержаться не могут. Если кислота не обнаружена, производят проверку на щелочь во второй пробирке. При этом применяется красная лакмусовая бумажка, которая при наличии щелочи приобретает синий цвет.

Проверку на наличие щелочи можно производить также при помощи фенолфталеина. В присутствии щелочи бесцветный фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет.

Технические условия на топлива

Паспорт качестваПаспорт качества — документ, устанавливающий фактические численные значения характеристик качества продукции, полученные в ходе лабораторных испытаний в лабораториях самого производителя или в специализированных лабораториях, имеющих право на проведение исследований в данной области и оформления паспорта качества на продукцию.

22466770966_2beaefd587_z-2147885

При покупке топлива через топливную компанию или бензоколонку обязательно смотрите паспорт качества на топливо! Паспорт качества на бензин оформляется на каждую цистерну отгружаемого топлива!

Надеюсь, что эти материалы помогут частным пилотам понимать, что они покупают под видом бензина, а также более-менее правильно осуществлять входной контроль топлива на аэродромах АОН.

Авиационный бензин – это легковоспламеняющаяся жидкость, которая поступает в мотор летательного аппарата, смешиваясь с воздухом, чтобы получить тепловую энергию в результате процесса окисления кислородом поступающего воздуха в камеру сгорания. На таком топливе работают поршневые двигатели.

В авиационном бензине ценятся следующие показатели:

  • Детонационная стойкость.
  • Химическая стабильность.
  • Фракционный состав.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

Измерение параметра стойкости к детонации авиационного бензина необходимо для принятия решения о пригодности использования такого топлива в агрегатах, где происходит высокая степень сжатия поступающей из бензобака смеси. Для нормальной работы мотора летательного аппарата важно избежать детонационного возгорания.

Фракционный состав необходимо знать для определения испаряемости бензина. Во время измерения выясняется, образует ли топливно-воздушную смесь.

Химическая стабильность – это противостояние изменениям состава горючей жидкости при транспортировке, хранении и эксплуатации.

Виды бензинов, используемых в авиации

Существует 2 вида базовых бензина – прямогонный и актил-бензин. Первый вид горючего получил популярность в середине XX века, добывали его путём прямой перегонки. Прямогонную горючую смесь получают методом ректификации и последующего отбора нефтяных фракций, которые испаряются при определённом нагреве. Если фракции испаряются при температуре до 100 градусов по Цельсию, бензин относят к первому сорту, если температура нагревания для испарения составляет до 110 градусов, то бензин именуют специальным. Если нефтяные фракции испаряются в бензине при температуре до 130 градусов, то горючее имеет 2 сорт качества.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

У разных сортов бензина, полученных посредством перегонки, существует единый фактор, который их объединяет – низкое октановое число. При помощи прямогонного метода бензиновую смесь с ОЧ выше 65 получить возможно лишь из нефти, добытой в Азербайджане, Краснодарском крае, на Сахалине и территории Средней Азии. В других местах добычи «чёрного золота» горючая смесь из-за наличия парафиновых углеводородов получается с низким ОЧ.

Достоинства прямогонного бензина

Положительными качествами прямогонных бензинов являются:

  • стабильность;
  • антикоррозийные свойства;
  • прекрасная испаряемость;
  • высокая теплопроводность (около 10 500 б. кал/кг);
  • устойчивость к низким температурам (до 100 градусов Цельсия);
  • малая гигроскопичность.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

Поскольку у такого топлива слишком высокая детонационная стойкость, его используют только вместе с примесями, в результате чего октановое число повышается.

Что такое октановое число?

Октановое число характеризует стойкость к детонации у горючего материала, т. е. способность жидкости самовоспламеняться во время сжатия в ДВС. Октановое число равняется содержанию изооктана в горючей смеси совместно с веществом н-гептаном. Смесь должна быть эквивалента по сопротивлению и детонации к исследуемому образцу топлива в нормальных условиях. Вещество изооктан плохо окисляется, поэтому его стойкость к детонации приняли за 100 единиц, а вещество н-гептан детонирует даже при малейшем сжатии, поэтому стойкость к детонации у него принята за ноль. Для определения сопротивляемости к детонации бензина, у которого ОЧ превышает 100 единиц, создали специальную шкалу. В ней используется изооктан с добавкой тетраэтилсвинца в разном количестве.

Разновидности ОЧ

Октановые числа делятся на два вида: ОЧМ и ОЧИ. ОЧИ (исследовательское октановое число) демонстрирует, как реагирует бензин при малой и средней нагрузке двигателя. Для определения ОЧИ используется установка, имитирующая мотор с одним цилиндром. Конструкция способна сжимать жидкость с переменной силой. Частота вращения коленвала равняется 600 об./мин при температуре 50 градусов Цельсия.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

ОЧМ (моторное октановое число) демонстрирует поведение горючей жидкости во время больших нагрузок. Метод определения похож на предыдущей, однако частота вращения коленвала установки, имитирующей двигатель, составляет 900 об./мин, а температура воздуха на испытаниях достигает 150 градусов по Цельсию.

Повышение ОЧ благодаря присадкам

Современные моторы, использующиеся в авиации, нуждаются в топливе с минимальным октановым числом – не менее 95 единиц. Очищенные бензины после прямой перегонки получаются с низким октановым числом, они не подходят для использования в современных авиационных моторах. Повышения антидетонационных свойств можно добиться при помощи присадок. Ранее для этих целей применялась только этиловая жидкость. В наши дни были разработаны целые комплексы для увеличения ОЧ, которые содержат в себе кислородосодержащие компоненты, эфиры, стабилизаторы, красители, антикоррозийные вещества и многое другое.

Отличие бензина Б 91 115 от Avgas 100 ll

Авиационный бензин Б 91 115 – это смесь топлива, полученного прямой перегонкой с использованием каталитического риформинга. В состав такого топлива включены алкилбензолы, толуол и различные присадки (этил, антиокислитель, краситель). Авиационный бензин Avgas 100 ll состоит из смеси подобных высокооктановых и базовых компонентов. Для получения такой марки топлива добавляют этил, краситель и присадки, препятствующие образованию коррозии и статического электричества.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

Отличия между двумя марками горючих веществ заключается в сортности, используемых присадках, компонентах и различном содержании тетраэтилсвинца. В первом сорте горючего количество тетраэтилсвинца не должно быть больше 2,5 г/кг, во втором – 0,56 г/л. Буквенный шифр ll в названии означает низкое содержание свинца в топливе. Чем меньше свинца в авиационном бензине, тем лучше его экологические характеристики. Более чистый бензин не только защитит природу от уничтожения, но и снизит отравляющее воздействие горючего на работников, постоянно вынужденных контактировать с ним. Стоит отметить, что законодательство РФ не регламентирует добавление в состав авиационного топлива присадок против коррозии, кристаллизации и статики.

Сортность топлива

Сортность смеси влияет на ее устойчивость к взрыву во время работы ДВС при максимально возможной мощности. К примеру, в сорте горючего под № 115 допускается прирост мощности во время работы ДВС на 15 процентов больше, чем на изооктане. Сортность авиационного бензина Avgas 100 ll, согласно документации, должна быть не менее 130 единиц. У авиационного бензина 91 115 – не меньше 115 единиц, исходя из ГОСТа 1012 на авиационные бензины. Топливо Avgas 100 ll даёт прирост к мощности, но только в том случае, если ДВС работает на обогащённой смеси. Мощность в этом случае увеличивается на 15 процентов, по сравнению с горючим сорта Б 91 115.

Производство авиабензина

Производство авиационного бензина – это сложный процесс, который заключается в следующих технологических операциях:

  • Производство различных компонентов (стабильный катализатор, толуол и т. д.).
  • Процесс фильтрации присадок и других компонентов.
  • Смешивание присадок и компонентов.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

В нашей стране авиабензин не производится. Причина кроется в запрете на производство этила в РФ. Даже если недостающий компонент закупать за границей, производство горючего материала экономически невыгодно из-за малых объёмов его потребления. Готовое топливо для летательных аппаратов закупается за границей. Сложившаяся ситуация ставит авиационную промышленность в России в невыгодное положение, ведь производство отечественных летательных аппаратов зависит от закупочных цен на топливо из-за границы, а также объёма закупок.

Зачем нужен тетраэтилсвинец в составе авиабензина?

В авиационные бензины в обязательном порядке добавляют вещество под названием тетраэтилсвинец (ТЭС). Это выгодно с точки зрения экономии, так как при его наличии в составе горючее имеет большую детонационную стойкость во время сжигания в моторе. Помимо этого, ТЭС препятствует износу подвижных частей двигателя самолёта. Необходимо добавить, что ТЭС в чистом виде не используется, его превращают в этиловую жидкость. Содержание тетраэтилсвинца в такой жидкости достигает 50 процентов.

Требования к бензину для авиации

По сравнению с автомобильным горючим, требования ГОСТа к авиационному бензину гораздо жёстче. Его изготовление регламентировано числом технологических процессов. Горючую жидкость для летательных средств разрабатывают, учитывая все особенности конструкции топливных систем и моторов в самолётах.

Специальные требования к авиационным бензинам, которые используются в авиации:

  • Повышенная испаряемость. Этот параметр облегчает пуск двигателя, улучшает качество смеси.
  • Стойкость к взрыву при повышенных нагрузках.
  • Маленькая гигроскопичность (поглощение влаги).
  • Устойчивость к пониженной температуре.

Бензин Б-70

Бензин авиационный Б-70 – это легковоспламеняющееся горючее, имеющее едкий запах. Попадание его на кожу, глаза или во внутренние органы может привести к необратимым процессам, так как вещество это весьма токсично. Все необходимые работы с таким горючим проводятся с работающей вентиляцией, а для защиты человека используют перчатки из резины.

Октановое число авиационного бензина и разработка неэтилированного авиационного бензина 100UL

Технические характеристики авиационного бензина Б-70:

  • бесцветное и прозрачное вещество;
  • плотность при комнатной температуре составляет не более 0,7 г/см3;
  • начало перегонки – не выше 80 градусов Цельсия;
  • процесс перегонки осуществляется при температуре не выше 100 градусов по Цельсию;
  • ароматические углеводы в составе занимают не более 1,5 процентов;

Авиационное топливо — горючее вещество, вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания двигателя летательного аппарата для получения теплов

Авиационное топливо — горючее вещество, вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания двигателя летательного аппарата для получения тепловой энергии в процессе окисления кислородом воздуха (сжигания).
Делится на 2 типа — авиационный бензин и керосин, а для ракетного топлива — еще нафтил.
Бензин применяются, как правило, в поршневых двигателях, керосин — в турбореактивных.
Также известны разработки дизельных поршневых авиационных моторов, которые использовали дизельное топливо, а в настоящее время — керосин.
На данный момент из-за прогрессирующего дефицита нефти ищутся способы для замены нефтяного авиационного топлива, в том числе рассматриваются варианты топлива: синтетическое, криогенное (включая жидкий водород), криогенное метановое топливо (КМТ) и другие.
Любой авиационный двигатель рассчитывается под определенный тип (сорт) топлива, на котором он выдает требуемые параметры по мощности, приемистости, надежности, ресурсу, и рекомендуемые аналоги топлива, на которых допускается, как правило, ограниченная эксплуатация, с потерей ряда характеристик двигателя.

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.

Оцените статью
RusPilot.com