JP-7
Турбинное топливо низкой летучести JP-7 , широко известное как JP-7 (до MIL-DTL-38219 называлось реактивным топливом 7). [2] ) — специализированный тип реактивного топлива, разработанный в 1955 году для ВВС США (USAF) для использования в их сверхзвуковых военных самолетах, включая SR-71 Blackbird. [1] и Boeing X-51 Waverider.
Использование
[ редактировать ]JP-7 был разработан для двигателя Pratt & Whitney J58 (JT11D-20) турбореактивного , который использовался в основном в ныне снятом с вооружения Lockheed SR-71 Blackbird . [1] Во время полета SR-71 мог развивать скорость более 3 Маха , что было наиболее эффективной крейсерской скоростью для двигателей J58. Однако на этой скорости возникают очень высокие температуры кожи из-за быстрого сжатия воздуха вдоль передних кромок. Требовалось новое реактивное топливо, не подверженное воздействию тепла, поэтому для этой цели было разработано реактивное топливо JP-7 с высокой температурой вспышки и высокой термической стабильностью.
Boeing X-51 Waverider также использует топливо JP-7 в своем двигателе Pratt & Whitney SJY61 прямоточном воздушно-реактивном с запасом топлива около 270 фунтов (120 кг). [3] Как и в случае с SR-71, конструкция X-51A переохлаждает это топливо (охлаждаемое продолжительным дозвуковым полетом в стратосфере; перед разгоном до сверхзвуковых скоростей); затем при сверхзвуковом полете топливо нагревается за счет его циркуляции через теплообменники, передающие ему тепловую нагрузку внутренних пространств планера. Затем топливо прокачивается через вращающиеся механические части двигателей и вспомогательное механическое оборудование, обеспечивая как смазку, так и охлаждение . Наконец, при температуре около 550 °F (290 °C ) он закачивается в топливные форсунки двигателей. [4]
История
[ редактировать ]«Рабочий диапазон двигателя JT11D-20 требует специального топлива. Топливо является не только источником энергии, но также используется в гидравлической системе двигателя. Во время полета на высоких Махах топливо также является теплоотводом для различных самолетов и аксессуары двигателя, которые в противном случае перегрелись бы при высоких температурах. Для этого требуется топливо, обладающее высокой термической стабильностью, чтобы оно не разрушалось и не откладывало нагар и лаки в каналах топливной системы. Высокое люминометра. число [номер 1] (индекс яркости пламени) необходим для минимизации передачи тепла к деталям горелки. количество примесей серы Другие параметры также имеют важное значение, например, допустимое . Усовершенствованные виды топлива JP-7 (PWA 535) и PWA 523E были разработаны для удовлетворения вышеуказанных требований».
Руководство по летной эксплуатации СР-71А , раздел I, стр. 4 [1]
Компания Shell Oil разработала JP-7 в 1955 году. Вице-президент компании Джимми Дулиттл организовал для Shell разработку топлива для Центрального разведывательного управления (ЦРУ) и ВВС США (USAF) секретного самолета-разведчика Lockheed U-2 , которому требовался малолетучее топливо, которое не испарялось бы на большой высоте. Для производства нескольких сотен тысяч галлонов (около 1 миллиона литров) нового топлива потребовались побочные продукты нефти, которые Shell обычно использовала для производства инсектицида FLIT , что привело в том году к общенациональной нехватке этого продукта. [5]
Состав
[ редактировать ]JP-7 представляет собой сложную смесь, состоящую в основном из углеводородов ; включая алканы , циклоалканы , алкилбензолы , инданы / тетралины и нафталины ; с добавлением фторуглеродов для улучшения смазывающих свойств, окислителя для более эффективного горения и цезийсодержащего соединения, известного как А-50, которое помогает маскировать радиолокационные и инфракрасные сигнатуры выхлопного шлейфа . SR-71 Blackbirds использовали примерно 36 000–44 000 фунтов (16 000–20 000 кг) топлива за час полета. [6]
JP-7 необычен тем, что это не обычное дистиллятное топливо, а создается из специальных смесевых материалов, чтобы иметь очень низкую (<3%) концентрацию легколетучих компонентов, таких как бензол или толуол , и почти не содержать серы , кислорода , и азота примеси . Он имеет низкое давление пара и высокую устойчивость к термическому окислению. Топливо должно работать в широком диапазоне температур: от близкого к замерзанию на большой высоте до высоких температур планера и деталей двигателя, охлаждаемых им на большой скорости. Его летучесть должна быть достаточно низкой, чтобы сделать его устойчивым к воспламенению при таких высоких температурах.
Очень низкая летучесть и относительная нежелательность JP-7 воспламеняться потребовали введения в двигатель триэтилборана (TEB), чтобы инициировать горение и обеспечить работу форсажной камеры в полете. SR-71 имел ограниченные возможности для TEB и, следовательно, имел ограниченное количество доступных «выстрелов» TEB (обычно 16) для перезапусков, и ими нужно было тщательно управлять в длительных полетах с несколькими этапами относительно низкой мощности. дозаправка в воздухе и обычный высотный крейсерский полет.
Характеристики
[ редактировать ]- Температура плавления : −30 °C (−22 °F ).
- Точка кипения при 1 стандартной атмосфере (100 кПа ): 282–288 °C (540–550 °F).
- Плотность при 15 °C (59 °F): 779–806 кг/м. 3
- Давление пара при 300 °F (149 °C): 155 миллиметров ртутного столба (3,00 фунтов на квадратный дюйм ) (20,7 кПа ).
- Температура вспышки : 60 °C (140 °F)
- Полезная теплота сгорания : мин. 43,5 мегаджоулей на килограмм (5,48 кВтч / фунт )
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- Примечания
- ^ Обратите внимание, что высокий номер люминометра, что несколько противоречит здравому смыслу, соответствует низкой яркости для данного количества выделяемого тепла. [7] Следовательно, высокий номер люминометра означает, что при данном количестве энергии, выделяемой при сгорании, большая часть энергии уходит на нагрев газа и меньшая часть на нагрев окружающей структуры за счет переноса излучения, чем было бы в случае с низким номером люминометра. топливо. Но это ничего не говорит о других механизмах переноса, например диффузионном переносе, который может быть в большей или меньшей степени.
- Ссылки
- ^ Jump up to: а б с д Руководство по летной эксплуатации SR-71A (U), выпуск E, изменение 2 . SR-71 Online - Пол Р. Кучер. 31 июля 1989 года . Проверено 17 июня 2017 г.
{{cite book}}:|website=игнорируется ( помогите ) - ^ «Быстрый поиск ASSIST, базовый профиль: военная спецификация MIL-T-38219D, турбинное топливо, низкая летучесть, JP-7» . ДЛА.мил . Службы документов DLA. 21 августа 1998 года. Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 года.
- ^ «Информационные бюллетени: X-51A Waverider» . AF.мил . ВВС США . 23 марта 2011 года . Проверено 17 июня 2017 г.
- ^ «X-51 Waverider совершил исторический гиперзвуковой полет» . ScientificComputing.com . Научные вычисления. 28 мая 2010 года . Проверено 17 июня 2017 г.
- ^ Грегори В. Педлоу; Дональд Э. Вельценбах (1992). Центральное разведывательное управление и воздушная разведка: программы U-2 и OXCART, 1954–1974 (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Исторический отдел Центрального разведывательного управления . стр. 61–62. Архивировано из оригинала (PDF) 22 апреля 2016 года.
{{cite book}}:|website=игнорируется ( помогите ) - ^ «Бил убирает топливные баки, которые позволяли Blackbird парить» . База ВВС Бил . Проверено 29 июля 2020 г.
- ^ Бахман, К.К. (1961). «Связь номера люминометра с молекулярной структурой и температурой дымления». Журнал химических и инженерных данных . 6 (4): 631–634. дои : 10.1021/je60011a045 .
- Библиография
- Рич, Бен Р. и Лео Янош. Skunk Works: личные воспоминания о моих годах в Lockheed . Нью-Йорк: Литтл, Браун и компания, 1994. ISBN 0-316-74330-5 .
- Фарун, Обейд; Манделл, Дайан; Наварро, Эрнан. Токсикологический профиль реактивного топлива JP-4 и JP-7 . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний , Атланта, июнь 1995 г.