Авиационное топливо
Авиационное топливо представляет собой нефти на основе топливо , или нефтяные и синтетические топливные смеси, используемые для питания самолетов . Они имеют более строгие требования, чем топливо, используемые для использования на земле, таких как отопление и дорожный транспорт , и содержат добавки для улучшения или поддержания свойств, важных для топлива или обработки. Они представляют собой керосиновую основу ( JP-8 и Jet A-1 ) для самолетов с газовыми турбинами. По поршнево-двигательнику используется свиновой бензин , а те, у кого дизельные двигатели, могут использовать реактивное топливо (керосин). [ 1 ] К 2012 году все самолеты, управляемые ВВС США, были сертифицированы для использования 50-50 смеси керосина и синтетического топлива, полученного из угля или природного газа в качестве способа стабилизации стоимости топлива. [ 2 ]
Типы авиационного топлива
[ редактировать ]Обычное авиационное топливо
[ редактировать ]Реактивное топливо
[ редактировать ]
Самолетное топливо -это топливо с чистым до соломенного цвета, основанное либо на неэтилированном керосине (Jet A-1), либо на нафтха - керосиновой смеси (Jet B). Подобно дизельному топливу , его можно использовать в двигателях сжатия зажигания или турбинных двигателей . [ 1 ]
Jet-A Powers Modern Commercial Airliners и представляет собой смесь чрезвычайно утонченного керосина и ожогов при температуре при 49 ° C (120 ° F). Топливо на основе керосина имеет гораздо более высокую вспышку, чем точка на основе бензина, что означает, что для воспламенителя он требует значительно более высокой температуры. Это высококачественное топливо; Если он не выполняет чистоту и другие тесты качества для использования на реактивных самолетах, он продается наземным пользователям с менее требовательными требованиями, такими как железные дороги. [ 3 ]
Выхлоп
[ редактировать ]Avgas ( avi - gas oline) используется небольшими самолетами, легкими вертолетами и винтажными поршневыми самолетами. Его формулировка отличается от обычного бензина (Великобритания: бензин или «авиационный дух» в этом контексте), используемый в автомобилях , который обычно называют Mogas или Autogas в контексте авиации. [ 4 ] Несмотря на то, что он поставляется во многих различных сортах, его октановый рейтинг выше, чем для «обычного» моторного бензина.
Новое авиационное топливо
[ редактировать ]Биотопливо
[ редактировать ]Альтернативы обычным ископаемым авиационным топливам, новое топливо, изготовленное с помощью метода биомассы для жидкости (например, устойчивое авиационное топливо ) и определенные прямые растительные масла . [ 5 ]
Топливо, такое как устойчивое авиационное топливо, имеет преимущество в том, что на самом самолете необходимо лишь немногие изменения или нет модификаций, при условии, что характеристики топлива соответствуют спецификациям для смазки и плотности, а также адекватно отек эластомерных уплотнений в текущих авиационных топливных системах. [ 6 ] Устойчивое авиационное топливо и смеси ископаемого и устойчиво источника альтернативного топлива дает более низкие выбросы частиц [ 7 ] и парни. Однако они не используются в значительной степени, потому что они все еще сталкиваются с политическими, технологическими и экономическими барьерами, такими как в настоящее время более дорогостоящие, чем традиционно производимые авиационные топлива с широким отрывом. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
Сжатый природный газ и жидкий природный газ
[ редактировать ]Сжатый природный газ (СПГ) и жидкий природный газ (СПГ) представляют собой топливные сырья, которые самолеты могут использовать в будущем. Исследования были проведены по возможности использования природного газа [ 11 ] и включите самолеты «сахар заморозкой» в рамках программы Advanced Concept Concept Program NASA NASA (изготовленной командой Boeing по дозвуковым ультра зеленым исследованиям (Sugar). Tupolev TU-155 был альтернативным испытательным стендом топлива, который был заправлен на СПГ. [ 12 ] Низкая удельная энергия природного газа даже в жидкой форме по сравнению с обычным топливом дает ему явный недостаток для полетных применений. [ Цитация необходима ]
Жидкий водород
[ редактировать ]Водород может использоваться в основном без выбросов углерода , если он производится с силой от возобновляемой энергии, такой как ветер и солнечная энергия .
Некоторая разработка технологий для самолетов с водородом началась после тысячелетия и получила дорожку с 2020 года, но по состоянию на 2022 год все еще был далеко от прямой разработки продуктов самолета.
Водородные топливные элементы не продуцируют CO 2 или другие выбросы (помимо воды). Однако сжигание водорода производит Нет x выбросов. Криогенный водород можно использовать в качестве жидкости при температурах ниже 20 К. Газовый водород включает в себя резервуары под давлением при 250–350 бар. [ 13 ] С материалами, доступными в 2020 -х годах, масса резервуаров, достаточно сильная, чтобы противостоять такому высотому давлению, значительно перевешивает само водородное топливо, в значительной степени отрицая вес на энергетическое преимущество водородного топлива над углеводородным топливом. Водород имеет тяжелый объемный недостаток по сравнению с углеводородным топливом, но будущие конструкции самолетов для тела смешанного крыла могут приспособить этот дополнительный объем без значительного расширения смачиваемой области .
Даже если наконец -то практичная, графическая шкала промышленности для принятия водорода довольно длинная. Альтернативы обычному авиационному топливу, доступные в ближайшей перспективе, включают авиационное биотопливо и синтетически созданное топливо (он же «E-Jet»). [ 14 ] Эти топливы в совокупности называются «устойчивым авиационным топливом» (SAF).
Производство авиационного топлива
[ редактировать ]Производство авиационного топлива подпадает под две категории: топливо, подходящее для турбинных двигателей и топлива, подходящего для поршневых двигателей искры. Есть международные спецификации для каждого.
Jet Fuel - это топливо газового турбин, используемое в пропеллере и реактивных самолетах и вертолетах. Он имеет низкую вязкость при низкой температуре, имеет ограниченные диапазоны плотности и калорий , сжигает чисто и остается химически стабильным при нагревании до высокой температуры. [ 15 ]
Авиационный бензин , часто называемый «Avgas» или 100-LL (низкий лид), представляет собой очень утонченную форму бензина для самолетов, с акцентом на чистоту, характеристики против звания и минимизацию загрязнения зажигания зажигания . Avgas должен соответствовать руководящим принципам производительности как для богатого состояния смеси, необходимых для настройки мощности взлета, так и для более скудных смесей, используемых во время круиза для снижения расхода топлива. Авиационное топливо может использоваться в качестве топлива СПГ.
Avgas продается гораздо более низким объемом, чем реактивное топливо, но гораздо большему количеству отдельных операторов самолетов; Принимая во внимание, что реактивное топливо продается в большем объеме для крупных самолетов, таких как авиакомпании и военные. [ 16 ]
Энергия содержание
[ редактировать ]Чистое содержание энергии для авиационного топлива зависит от их композиции. Некоторые типичные значения: [ 17 ]
- BP выхлоп 80, 44,65 [ Сломан якорь ] MJ / кг, плотность при 15 ° C составляет 690 кг / м 3 (30,81 мж./литр).
- Керосиновый тип BP Jet A-1, 43,15 мДж/кг, плотность при 15 ° C составляет 804 кг/м 3 (34,69 МДж/литр).
- Керосиновый тип BP Jet TS-1 (для более низких температур), 43,2 мдж/кг, плотность при 15 ° C составляет 787 кг/м 3 (34,00 мж/литр).
Плотность
[ редактировать ]В расчетах производительности производители авиалайнеров используют плотность реактивного топлива около 6,7 фунта/галлона в США, 8,02 фунта/IMP GAL или 0,8 кг/л.
Конкретные случаи:
- Bombardier Aerospace : Multi-Role Multi-Role самолета Challenger является специальным вариантом миссии Bombardier Challenger 650 Business Jet Platform. Производительность бомбардировщиков на основе использования топлива со средней более низкой стоимостью нагрева составляет 18 550 млрд. Бту/фунт (43,147 мдж/кг) и плотность 0,809 кг/л (6,75 фунта/галлона США). [ 18 ]
- Embraer : в своем руководстве по планированию аэропорта для E195 используется принятая плотность топлива 0,811 кг/л (6,77 фунта/галлона США). [ 19 ]
Химический состав
[ редактировать ]Авиационное топливо состоят из смесей из более чем двух тысяч химических веществ, в первую очередь углеводородов ( парафины , олефины , нафтены и ароматики ), такие добавки, как антиоксиданты и деактиваторы металлов, биоциды, статические восстановители, ингибиторы ICING, ингибиторы коррозии и подвидения. Основные компоненты включают N-хиптан и изооктан . Как и другие виды топлива, авиационное топливо для резьбовых поршневых двигателей описывается их октановым рейтингом .
Алкоголь, алкогольные смеси и другие альтернативные виды топлива могут использоваться экспериментально, но алкоголь не допускается в какую -либо сертифицированную спецификацию авиационного топлива. [ 20 ] В Бразилии Embraer Ipanema Emb-202a является версией сельскохозяйственного самолета Ipanema с модифицированным двигателем Lycoming IO-540-K1J5, чтобы иметь возможность работать на этаноле . Другие авиационные двигатели, которые были модифицированы для работы на 100% этаноле, были несколькими другими типами двигателей Lycoming (включая Lycoming 235N2C и Lycoming IO-320 [ 21 ] ) [ 22 ] и некоторые двигатели Rotax. [ 23 ]
Налоговый
[ редактировать ]Конвенция о международной гражданской авиации (ICAO) (Чикаго 1944, статья 24) освобождает от воздушного топлива, уже загруженного на самолет на посадке (и которые остаются на самолете) от налогов на импорт. [ 24 ] о двухсторонних Соглашения авиационных услугах регулируют налоговое освобождение от авиационного топлива. [ 25 ] [ Цитация необходима ] В ходе инициативы ЕС многие из этих соглашений были изменены, чтобы разрешить налогообложение. [ Цитация необходима ] Движение о разрешении Европейского парламента о европейской стратегии мобильности с низким уровнем выбросов заявило, что «необходимо изучить возможности гармонизированных международных мер по налогообложению керосина для авиации». [ 26 ]
Беспокойство состоит в том, что местный налог на топливо в авиации приведет к увеличению резервуар , где авиакомпании несут дополнительное топливо из низко налоговых юрисдикций. Этот дополнительный вес увеличивает ожог топлива, поэтому местный налог на топливо может потенциально увеличить общий расход топлива. [ 24 ] Чтобы избежать увеличения резервуаров, был предложен мировой налог на топливо в авиации. [ кем? ] Австралия и Соединенные Штаты выступают против всемирного налога на топливо в авиации, но ряд других стран выразили проценты. [ Цитация необходима ]
Во время дебатов в парламенте Великобритании доход от налога с заживанием в связи с освобождением от налога на авиационное топливо оценивалось в 10 миллиардов фунтов стерлингов в год. [ 27 ]
Планируемое включение международной авиации в схему торговли выбросами Европейского Союза в 2014 году было названо «незаконным налогом» странами, включая США и Китай , которые цитируют Чикагскую конвенцию. [ 28 ]
Сертификация
[ редактировать ]Топливо должно соответствовать спецификации, чтобы быть одобренным для использования в типовом сертифицированном самолете. Американское общество тестирования и материалов (ASTM) разработало спецификации для автомобильного бензина, а также авиационного бензина. Эти спецификации представляют собой ASTM D910 и ASTM D6227 для авиационного бензина и ASTM D439 или ASTM D4814 (Последний ревизион) для автомобильного бензина.
В использовании
[ редактировать ]
Авиационное топливо обычно прибывает в аэропорт через трубопроводные системы, такие как CEP . Затем он накачивается и распределяется из танкера или баузера . Затем топливо доставляется к припаркованным самолетам и вертолетам . В некоторых аэропортах есть насосы, похожие на заполнительные станции , на которые самолеты должны такси. Некоторые аэропорты имеют постоянную трубку на парковку для крупных самолетов.
Авиационное топливо переносится в самолет одним из двух методов: Overtling или Loading.
Овлада
[ редактировать ]
Заправка из перевозки используется на небольших самолетах, вертолетах и на всех поршневых самолетах. Защита от перевозки аналогична автомобильной топливе - один или несколько топливных портов открываются, а топливо накачивается обычным насосом.
В нижней части
[ редактировать ]
Подводная заправка, также называемая одноточечной заправкой или заправкой давления, где не зависит от гравитации, используется на больших самолетах и для реактивного топлива исключительно.
Для заправки давления прикреплен шланг высокого давления, а топливо накачивается при 275 кПа (40 фунтов на квадратный дюйм ) и максимум 310 кПа (45 фунтов на квадратный дюйм) для большинства коммерческих самолетов. Давление на военные самолеты, особенно бойцы, колеблется до 415 кПа (60 фунтов на квадратный дюйм). Воздух смещается в резервуарах, как правило, вентилируется за борт через одно вентиляционное отверстие на самолете. Поскольку существует только одна точка прикрепления, распределение топлива между резервуарами либо автоматизировано, либо контролируется с панели управления в точке топлива или в кабине. Раннее использование заправки давления было на комете De Havilland и Caravelle Sud . [ 29 ] Большие самолеты допускают две или более точек привязанности; Тем не менее, это все еще называется заправкой в одну точку, так как любая точка вложения может заправлять все танки. Несколько вложений позволяют более быстрое растет.
Неправильно
[ редактировать ]Из -за опасности путаницы типов топлива принимаются меры предосторожности, чтобы различать AVGAS и Jet Fuel после четкой маркировки всех контейнеров, транспортных средств и трубопроводов. Апертура на топливных баках самолетов, требующих Avgas, не может быть более 60 миллиметров в диаметре. Авгас часто окрашивается и распределяется из сопла диаметром . 40 мм (49 мм в Соединенных Штатах) [ 30 ] [ 31 ]
Самолетное топливо является чистым для соломенного цвета и распределяется из специального сопла, называемого j-носиком или уткой, которая имеет прямоугольное отверстие, превышающее 60 мм, чтобы не вписаться в порты Avgas. Тем не менее, некоторые самолеты реактивных и турбин, такие как некоторые модели вертолета ASTAR, имеют слишком малый порт для заправки и, следовательно, требуют меньшего сопла. [ Цитация необходима ]
Прогнозирование спроса
[ редактировать ]В последние годы топливные рынки становятся все более нестабильными. Это, наряду с быстро меняющимися графиками авиакомпаний и желанием не нести избыточное топливо на борту самолетов, увеличило важность прогнозирования спроса. В марте 2022 года международный аэропорт Остина-Бергстрем в Остине-Бергстром приблизился к тому, чтобы не заканчиваться топливом, потенциально упорно. [ 32 ] Общие методы прогнозирования включают в себя отслеживание графиков и маршрутов авиакомпаний, ожидаемого расстояния, наземных процедур, топливной эффективности каждого самолета и воздействия факторов окружающей среды, таких как погода и температура. [ 33 ]
Меры предосторожности
[ редактировать ]
Любая эксплуатация топлива может быть очень опасной, а авиационные операции имеют характеристики, которые необходимо приспособиться. Когда самолет летит по воздуху, он может накапливать статическое электричество . Если это не рассеивается до заправки, может возникнуть электрическая дуга и зажечь пары топлива. Чтобы предотвратить это, самолеты электрически связаны с аппаратом для топлива до начала заправки, и не отсоединяются до тех пор, пока не будет завершено заправка. Некоторые регионы требуют, чтобы самолет и/или топливный грузовик тоже были заземлены. [ 34 ] Системы заправки давления включают переключатель мертвого человека , чтобы исключить неконтролируемую работу.
Авиационное топливо может нанести серьезный ущерб окружающей среде; Все заправки должны нести оборудование для управления разливами топлива. Пожарные огнетушители должны присутствовать на любой операции заправки. Пожарные силы аэропорта специально обучены и оснащены для обработки авиационных топливных пожаров и разливов. Авиационное топливо должно быть проверено ежедневно и перед каждым полетом для загрязняющих веществ, таких как вода или грязь.
Avgas-единственное оставшееся свинцовое транспортное топливо. Ведущий в Авгасе предотвращает повреждение удара двигателя или детонации, что может привести к внезапному отказу двигателя.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный "Skybrary Aviation Safety" (PDF) .
- ^ «Проблема топлива ВВС» .
- ^ Centennial of Flight Commission. «Авиационное топливо» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ Разработка поршневых аэро двигателей , Билл Ганстон 1999, Патрик Стивенс Лимитед, ISBN 1 85260 599 5 , с. 36
- ^ Ван, М.; Чен, М.; Клык, у.; Тан, Т. (2018). «Высокоэффективное превращение растительного масла в биовиационное топливо и ценные химические вещества путем комбинации ферментативной переэтерификации, олефинового перекрестного метатезиса и гидрооттриния» . Биотехнология для биотоплива . 11 : 30. DOI : 10.1186/S13068-018-1020-4 . PMC 5801801 . PMID 29445419 .
- ^ Корпоран, Эдвин; и др. (2011). «Химическая, тепловая стабильность, набухание к уплотнению и выбросы альтернативного реактивного топлива». Энергия и топливо . 25 (3): 955–966. doi : 10.1021/ef101520v .
- ^ Мур, RH; и др. (2017). «Смешивание биотоплива уменьшает выбросы частиц от авиационных двигателей в условиях круиза» (PDF) . Природа . 543 (7645): 411–415. Bibcode : 2017natur.543..411m . doi : 10.1038/nature21420 . PMC 8025803 . PMID 28300096 .
- ^ «Отчет RREB» (PDF) . kic-nnoenergy.com . Архивировал (PDF) из оригинала 14 сентября 2016 года . Получено 7 мая 2018 года .
- ^ IATA 2014 Отчет об альтернативном топливе
- ^ «Принесение биодеров на рынок» . Архивировано с оригинала 2016-11-05 . Получено 2016-12-27 .
- ^ «Дизайн самолетов - лаборатория MIT для авиации и окружающей среды» . Архивировано с оригинала 2016-12-30 . Получено 27 декабря 2016 года .
- ^ Energywire. "Могут ли природные газовые топливы коммерческие рейсы будущего?" Полем Архивировано с оригинала 2016-11-05 . Получено 2016-12-27 .
- ^ Крамер, Дэвид (1 декабря 2020 года). «Самолет с водородом может подняться» . Физика сегодня . 73 (12): 27–29. Bibcode : 2020pht .... 73L..27K . doi : 10.1063/pt.3.4632 .
- ^ Trakimavicius, Лукас (декабрь 2023 г.). «Миссия Net-Zero: наметить путь для электронных копейки в армии» (PDF) . НАТО Энергетической безопасности Центра превосходства.
- ^ Воздух б.п. «Авгас против реактивного топлива» . Архивировано из оригинала 25 апреля 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ Сержант нефтяной и газ Co Inc. "Авиационный бензин" . Архивировано из оригинала 28 мая 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ Воздух бп . Руководство по продуктам BP Архивировало 2011-06-08 на машине Wayback . Получено 2008-09-13
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2017-04-08 . Получено 2017-04-07 .
{{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2017-04-07 . Получено 2017-04-07 .
{{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) - ^ FAA. «Документ о безопасности этанола FAA» . Архивировано с оригинала 12 января 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ «Команда - авангардная эскадрилья» . Архивировано с оригинала 16 октября 2016 года . Получено 27 декабря 2016 года .
- ^ «Двигатели Lycoming для использования этанолом» (PDF) . Caddet-re.org . Архивировано из оригинала (PDF) 17 мая 2017 года . Получено 7 мая 2018 года .
- ^ Двигатели Rotax на этаноле/обычной смеси топлива архивированы 21 сентября 2013 года на The Wayback Machine
- ^ Jump up to: а беременный Библиотека общин. «Налогообложение авиационного топлива. Стандартная нота SN00523 (2012)» (PDF) . п. 3, примечание 11 . Получено 4 ноября 2016 года .
- ^ «Топливный сервис и авиационное топливо» . Сети FBO, обработка земли, планирование поездки, реактивное топливо . Получено 2023-03-03 .
- ^ «Отчет о европейской стратегии по мобильности с низким уровнем выбросов-A8-0356/2017» . www.europarl.europa.eu . Архивировано с оригинала 6 декабря 2017 года . Получено 7 мая 2018 года .
- ^ Лукас, Кэролайн (24 января 2012 г.). «Правительство субсидирует авиакомпании на 10 миллиардов фунтов стерлингов?» Полем 2012 Факт. Архивировано из оригинала 17 августа 2013 года . Получено 27 августа 2013 года .
- ^ Малина, Роберт (2012). «Влияние схемы торговли выбросами Европейского Союза на авиацию США» . Журнал управления воздушным транспортом . 19 : 36–41. doi : 10.1016/j.jairtraman.2011.12.004 . HDL : 1721.1/87114 . Архивировано из оригинала 15 февраля 2015 года . Получено 27 августа 2013 года .
- ^ «Заправка кометы» . Архивировано из оригинала 17 мая 2013 года . Получено 2 июля 2013 года .
- ^ Csgnetwork.com. «Авиационное топливо-авгас информационный авиационный бензин» . Архивировано из оригинала 25 мая 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ Shell.com. «Оценки и спецификации Avgas» . Архивировано из оригинала 28 мая 2012 года . Получено 10 мая 2012 года .
- ^ Лучший, Пол (28 марта 2022 г.). «Аэропорт Остина отправляет предупреждение о нехватке топлива на фоне« повышенной полезной активности » . Fox Business . Получено 7 ноября 2022 года .
- ^ «Волатильность спроса на авиационное топливо с эффективным прогнозированием» . Цир . Получено 2022-11-07 .
- ^ «Правила и правила» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-01-05 . Получено 2010-04-22 .