Какое октановое число у авиационного керосина

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 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.

На данный момент из-за прогрессирующего дефицита нефти ищутся способы для замены нефтяного авиационного топлива, в том числе рассматриваются варианты топлив: синтетическое, криогенное (включая жидкий водород), криогенное метановое топливо (КМТ) и другие. В 1989—90 на жидком водороде и КМТ был испытан самолёт Ту-155, в 1987—88 на сконденсированном техническом пропан-бутане (АСКТ) — вертолёт Ми-8ТГ.

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.

Также необходимо отметить, что авиационные топлива применяются не только в авиационной технике.

Содержание

Общее [ править | править код ]

Авиационные бензины [ править | править код ]

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.

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 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 20-го 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.

В дальнейшем для повышения октанового числа в бензин вводилась антидетонационная присадка:

продукт Р-9 (тетраэтилсвинец – 55%, бромистый этил – 35%, монохлорнафталин – 10%, красный краситель)
продукт В-20 (тетраэтилсвинец – 55%, бромистый этил – 35%, дихлорэтан – 10%, синий краситель)

Присадка добавлялось по объёму от 1 до 4 куб. см. 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:

С распространением турбореактивных двигателей производство авиационных бензинов было значительно сокращено. К концу 20-го века в производстве оставались этилированные бензины 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. [1] Затем производство этих бензинов на территории РФ 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.

Читайте также: Все марки машин в мире

Реактивные топлива [ править | править код ]

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 реактивные топлива 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). Авиационные реактивные топлива проходят в общей сложности до 8 ступеней контроля качества, а в Российской Федерации, кроме того, и приёмку военным представителем.

Для реактивных топлив основными показателями качества являются:

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

Реактивные топлива вырабатываются в основном из среднедистиллятных фракций нефти, выкипающих при температуре 140—280 С° (лигроино-керосиновых). Широкофракционные сорта реактивных топлив изготовляются с вовлечением в переработку бензиновых фракций нефти. Для получения некоторых сортов реактивных топлив (Т-8В, Т-6) в качестве сырья применяются вакуумный газойль и продукты вторичной переработки нефти.

Реактивные топлива на 96—99 % состоят из углеводородов, в составе которых различают три основные группы:

Кроме углеводородов в реактивных топливах 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:

— ТС-1 в РФ производится по ГОСТ 10227-86 с изм. 1-6. — прямогонная фракция 150—250 С°, либо смесь прямогонных и гидроочищенных фракций (основным ограничением является содержание общей серы и меркаптановой не более 0,2 % и 0,003 %). Самый массовый вид авиационного топлива на территории РФ и постсоветском пространстве, предназначенный для всех старых типов турбовинтовых и дозвуковых турбореактивных двигателей, также на нём эксплуатируются самолёты зарубежных производителей. По своим характеристикам и области применения примерно соответствует зарубежному керосину Jet-A. Является резервным по отношению к топливу РТ.

— РТ — высококачественное топливо, нефтяная фракция 135—280 С° с полной гидроочисткой. Содержание серы: общей — 0,1 %, меркаптановой — 0,001 %. В связи с гидрокрекингом топливо «сухое», то есть имеет низкие смазывающие свойства. В процессе производства в него вводятся антиокислительная и антиизносная присадки. Предназначено для турбореактивных дозвуковых и некоторых сверхзвуковых самолётов (Су-27, Ту-22М3 и др.), а также в качестве резерва топлива ТС-1. Зарубежных аналогов для данного топлива нет.

–Т-6 и Т-8В — термостойкое реактивное топливо для двигателей некоторых сверхзвуковых самолётов (например, МиГ-25). Производятся по очень сложной технологии с гидроочисткой и введением присадок. Эти топлива производятся только для нужд Министерства обороны РФ.

Основными сферами использования бензинов стало их использование для работы автомобильных и авиационных двигателей. Но в каждом из перечисленных направлений использования в технологии производства есть свои существенные отличия, которые и определяют свойства нефтепродуктов.

Для того, чтобы обеспечить максимально эффективное и рациональное использование нефти, её подвергают процедуре разгонки, которая позволяет обеспечить деление на фракции. Технология заключается в нагреве жидкости до определённой температуры. В результате образуются пары, после охлаждения которых конденсат и будет являться изготавливаемым нефтепродуктом: это может быть бензин, дизельное топливо, керосин, лигроин, мазут.

Фракции нефти неоднородны, поэтому невозможно для их выражения использовать какие-то строго определённые химические формулы. При этом бензины представляют собой лёгкие нефтяные фракции, которые выкипают при температуре более +200 ˚С. Это органические смеси, которые в зависимости от своего химического состава будут обладать индивидуальными свойствами. В итоге именно они определяют качество топлива.

Чем авиационный бензин отличается от автомобильного

Сразу стоит отметить, что большинство видов воздушного транспорта (коммерческая авиация) использует для полётов авиационное топливо, которое используется также и для работы. Непосредственно авиационный бензин используется только для летательных аппаратов, которые работают с использованием поршневых двигателей (это могут быть или машины сверхмалой авиации или малые коммерческие самолёты).

Это привело к тому, что производство авиационного бензина стало узкоспециализированной деятельностью со сравнительно небольшими объёмами выпускаемой продукции. Существует три основных фактора, которые критичны для топлива, используемого для самолётов:

детонационная стойкость, показатель которой значительно выше, чем у автомобильного горючего;
фракционный состав (он является определяющим для температуры выкипания бензина, его испаряемости);
химическая стабильность;

Также стоит отметить более высокое октановое число, способность выполнять функции хладагента, смазочного материала для трущихся элементов двигателя, большую удельную теплоту сгорания.

Авиационные бензины: особенности, марки

Важным отличием авиационного бензина от автомобильного является то, что в первом случае он чаще всего будет работать в системе принудительного впрыска. По этой причине к ним предъявляются более высокие требования качества. В соответствии с требованиями ГОСТ 1012-72 предусматривается марка Б-91/115 и Б-95/130. Расшифровка указывает на октановое число (первая цифра) и сортность. Применение перечисленных марок ориентировано на определённые типы двигателей.

В начале 90-х годов была проведена масштабная исследовательская работа, которая позволила разработать единый бензин Б-92, в котором показатель сортности уже не нормируется. Он производится согласно ТУ38.401-58-47-92. С использования Б-92 появилась возможность обеспечить нормальную работу двигателя вне зависимости от рабочего режима с одновременным расширением ресурсов бензина и снижением токсичного тетраэтилсвинца.

Также в России выпускается малоэтилированый и стандартный бензин Б-100/130. При их производстве обязательно соблюдаются требования европейских спецификаций и ASTM D 910. В качестве продукта отдельной категории выпускается Б-70 – неэтилированный продукт, который применяется чаще всего в качестве бензина-растворителя. В качестве основы для его производства используется рафинат риформинга или бензин прямой перегонки, дополнительно добавляются высокооктановые компоненты.

Сегодня наибольшее применение получили марки Avgas 100 и 100 LL (второй вариант отличается пониженным содержанием в его составе свинца). С использованием такого унифицированного подхода у производителей появилось больше возможностей для налаживания международных поставок этого вида топлива, что в данном случае очень важно, так как объёмы производства настолько малы, что поставки в противном случае становятся невыгодными.

Автомобильные бензины

Основными требованиями, которым должен отвечать качественный автомобильный бензин становится:

высокие энергетические и термодинамические показатели, они позволят топливу при горении выделять максимальный объём тепла при небольшой теплоёмкости продуктов сгорания;
оптимальный уровень испаряемости (при транспортировке и хранении он должен быть минимальным, во время работы – обеспечивать оптимальную скорость сгорания топлива и надёжное воспламенение);
хорошая прокачиваемость по топливной системе вне зависимости от условий окружающей среды, температуры, запылённости, влажности;
минимальный уровень коррозионной активности, который обеспечивается за счёт отсутствия в составе бензина компонентов, которые способны оказывать разрушающее воздействие на материал элементов конструкции мотора;
стабильность свойств и характеристик при хранении топлива;
нетоксичность.

Автомобильные бензины принято маркировать в зависимости от октанового числа. С его увеличением повышается стойкость топлива к детонации, что позволяет использовать его при работе двигателей с высокой степенью сжатия топливной смеси. Основными марками бензинов, используемых сегодня для заправки автомобилей, являются:

А-76 – этилированное топливо жёлтого цвета или неэтилированное бесцветное с ненормируемой плотностью, основная сфера использования которого – сельское хозяйство;
А-80 – топливо, при производстве которого были несколько улучшены характеристики А-76;
А-92 – самая распространённая марка, соответствующая по своему качеству 92RON;
АИ-95 – топливо улучшенного качества, качество которого соответствует марке «премиум» в Европе или 95RON в Азии.

Читайте также: 100 Psi в атмосферы

ООО «Компания «Нипетойл» предлагает свои услуги по поставке дизельного топлива в Москве в объёме от 1000 л. Мы предлагаем гарантии качества поставляемых нефтепродуктов, надёжность нашей технической базы, услуги опытных в работе с опасными грузами водителей, пунктуальность в выполнении заявок. Позвоните нам, чтобы оставить заявку и согласовать сроки.

Октановое число топлива и его роль

Октановое число является мерой производительности топлива. Оно измеряется относительно чистого изооктана, которому присваивается условное значение 100. Чем выше октановое число, тем больше сжатия потребуется для детонации топлива.

С другой стороны, октан – это не только оценочная шкала, используемая для классификации бензина по его антидетонационным свойствам, но и реально существующий углеводород парафинового ряда. Его формула близка к C₈H₁₈. Нормальный октан — это бесцветная жидкость, которая содержится в кипящей нефти примерно при температуре 124,6 0 С.

Обычный бензин представляет собой (если исключить влияние этанольного компонента) смесь из нескольких углеводородов. Поэтому октановое число высчитывается как количество атомов октана в молекуле бензина.

Справедливо ли всё вышеописанное к керосину как топливу?

Спорность некоторых моментов и аргументов

Несмотря на общность происхождения и близость по химическому составу, керосин с физико-химической точки зрения существенно отличается от бензина. Различия состоят в следующем:

Технически любой керосин значительно ближе к дизельному топливу, которое, как известно, характеризуется цетановым числом. Поэтому керосин может быть использован в двигателях с дизельным циклом, которые основаны на самопроизвольной детонации топлива под давлением. В двигателях внутреннего сгорания керосин не применяется, за исключением небольших поршневых самолётов.
Температура вспышки керосина сильно разнится по маркам, поэтому и условия его воспламенения в двигателе также будут различными.

В некоторых старых учебниках и справочниках приводятся так называемые условные октановые числа для дизельного топлива. Их значение составляет 15…25. Это ничтожно мало в сравнении с аналогичными показателями для бензина, но необходимо учитывать тот факт, что дизельное топливо сжигается в совершенно другом типе двигателя. Дизель имеет низкую летучесть, низкое сопротивление детонации, и одновременно высокую энергию на единицу объёма.
Принципиальная разница между бензином и керосином заключается в том, что керосин на самом деле представляет собой смесь более чем одного линейного или разветвлённого алканового углеводорода, причём ни один из них не имеет двойных или тройных связей. Со своей стороны, октан является одной из алкановых групп углеводородов, и является основным компонентом бензина. Поэтому определять так называемое октановое число керосина можно было лишь после того, как каким-то образом отделить один алкановый углеводород от другого.

Как же определять эффективность керосина как топлива?

Во всяком случае, не по октановому числу: его для керосина не существует. Многочисленные эксперименты, которые проводились в лабораторных, а не в промышленных условиях, давали значительное расхождение конечных результатов. Объясняется это следующим. При перегонке сырой нефти образуется промежуточная фракция между бензином и керосином, часто называемая нафтой или лигроином. Необработанная нафта для смешивания с бензином непригодна, так как снижает его октановое число. Нафта не подходит и для смешивания с керосином, поскольку, помимо соображений производительности, она снижает температуру вспышки. Поэтому нафту в большинстве случаев подвергают паровой конверсии с получением топливного газа или синтез-газа. Продукты перегонки при получении керосина могут иметь различный фракционный состав, который непостоянен даже в пределах одной партии нефтепродукта.

В заключение отметим, что авиационный керосин ТС-1 используется в качестве топлива для реактивных самолётов. Реактивный двигатель представляет собой газовую турбину, где горение продолжается в камере сгорания. Это отличает такие двигатели от дизельных или бензиновых, где воспламенение происходит на необходимой стадии в термодинамическом цикле. Для такого керосина также корректнее подсчитывать цетановое, а не октановое число.

Следовательно, для керосина нет, и не может быть аналога с октановым числом бензина.

“>