Авиационное топливо: чем заправляют самолеты

Авиационным называют топливо, которое используется для заправки самолетов. Горючее существенно отличается от обычного автомобильного, что вполне логично объясняется совершенно разными требованиями и условиями практического применения.

Поэтому целесообразно рассмотреть, что представляет собой авиационное топливо, каковы его основные свойства и разновидности, более внимательно.

Виды авиационного топлива

Принято различать два вида топлива для самолетов. Первый и наиболее распространенный– это авиационный керосин. Он используется намного шире и подходит для реактивных, так и турбовентиляторных двигателей (поэтому нередко используется еще одно название- реактивное топливо). Ключевой особенностью авиакеросинов выступает относительно высокая энергетическая плотность, благодаря которой обеспечивается большая продолжительность полета.

Важным дополнительным фактором становится повышенный уровень безопасности, который достигается более высокой, чем для альтернативных вариантов топлива, температурой вспышки и горения.

Второй вид горючего для самолетов называется авиационным бензином. Он широко применяется для поршневых двигателей, которые обычно устанавливаются на средства малой авиации.

Его энергетическая плотность ниже, что компенсируется заметно меньшей стоимостью. Комбинация описанных выше факторов объясняет, почему авиационный бензин является горючим практически для всей современной легкомоторной авиации.

Свойства авиационного топлива, отличие от автомобильного

Как было отмечено выше, авиационное топливо делится на два вида. Характеристики и особенности каждого имеет смысл рассмотреть отдельно.

Важно

Авиационный бензин изготавливают посредством технологии прямой перегонки нефти, риформинга или каталитического крекинга. Причем практически всегда в состав конечного продукта добавляются высококачественные компоненты, этиловая жидкость и различные присадки.

Главным отличием авиационного бензина от обычного, то есть автомобильного, выступают более высокие значения по трем ключевым параметрам. В указанную цифру входят:

1. Детонационная стойкость. Обеспечивает возможность использовать горючее в двигателях с высокой степенью сжатия без риска детонационного сгорания.
2. Фракционный состав. Демонстрирует испаряемость бензина, которая определяет способность горючего формировать рабочую топливовоздушную смесь требуемой консистенции. Характеризуется двумя дополнительными параметрами: температурным диапазоном выкипания (от 40 до 180 градусов) и давления насыщенных паров (от 28 до 48 кПа).
3. Химическая стабильность. Показывает, насколько топливо способно сохранять исходный состав в процессе хранения, транспортировки и непосредственного применения в двигателе.

В настоящее время сфера применения авиационных бензинов ограничена легкомоторной авиацией. Результатом чего стало сокращение количества сортов этого вида топлива. Сегодня наиболее часто используется авиационный бензин с маркировкой Avgas100LL, который изготавливается в соответствии с национальным стандартом ГОСТ Р 55493-2013.

Намного шире область использования авиакеросинов. Реактивное топливо применяется практически во всех видах коммерческой и военной авиации. Горючее производится из нефти среднедистиллятных (или лигроино-керосиновых) фракций. Некоторые сорта – с использование нефти бензиновых фракций.

Почти целиком – на 96-99% - реактивное топливо состоит из углеводородов трех основных групп: парафиновых, нафтеновых и ароматических. Их дополняет очень небольшая доля самых разнообразных соединений и веществ, включая сернистые, азотистые, кислородные, металлорганические и смолистые.

Можно выделить несколько характеристик, которые заметно отличают авиакеросины от автомобильного бензина. К ним относятся:

• теплота сгорания (массовая и объемная);
• термостабильность;
• кинематическая вязкость;
• нагарные свойства;
• стойкость к износу;
• кислотность и серность.

Топливные баки самолета

Подавляющее большинство транспортных средств с двигателями любого типа предусматривает наличие топливного бака. Самолеты не являются исключением из этого правила. В зависимости от размеров и конфигурации фюзеляжа, баки для горючего могут размещаться в его центральной или хвостовой части, а также в крыльях.

Их количество и емкость определяются с учетом назначения, размеров и расхода топлива конкретной модели самолета. Все необходимые расчеты производятся на стадии конструирования транспортного средства. Что вполне логично, если учесть актуальность для самолета каждого дополнительного килограмма массы. Поэтому конструкторы должны находить баланс между увеличением топливного бака и дальностью полета.

Стандартная емкость для горючего на рейсовых пассажирских лайнерах ведущих мировых производителей (таковыми принято считать Boing и Airbus, хотя в последние годы их стремительно догоняют китайские и отечественные компании) варьируется от 20 до 50 тысяч литров. Хотя на самые крупные по размерам самолеты устанавливают баки и большего размера – от 200 тысяч литров.

Процесс заправки

Технология заправки пассажирских лайнеров жестко регламентирована с точки зрения требований безопасности. Она обычно проводится в аэропорту после посадки. Горючее направляется из топливного автомобиля или специальной стационарной системы по гибким шлангам или жестким трубопроводам. Внутри нагнетается давление, из-за которого топливо быстро перемещается в бак.

Производительность современных заправочных систем составляет около тысячи литров в минуту. Некоторые самолеты допускают присоединение сразу двух шлангов, что позволяет вдвое ускорить процесс. Полная заправка длится, как легко рассчитать исходя из емкости бака, до часа-полутора на самых больших самолетах.

В некоторых случаях допускается производить заправку в воздухе. Она применяется исключительно для военной и военно-транспортной авиации, которая длительное время вынуждена находиться в воздухе без посадки. В этом случае задействуется специальный самолет-топливозаправщик, который нередко называют танкером.

Обязательным условием успешного обмена горючим становится стабильность положения самолетов друг от друга. Его дополняет соответствующая квалификация экипажа. Время дозаправки составляет 5-10 минут для истребителей и до трех четвертей часа для крупных бортов.

Элементы топливной системы воздушного судна

Топливная система самолета во многом напоминает аналогичную на любом другом транспортном средстве. Ее составляющими выступают:

1. Бак или баки для топлива. Кратко описаны выше.
2. Топливный насос. Основная функция – перегонять топливо внутри системы с нужной скоростью посредством нагнетания давления.
3. Топливные трубопроводы/линии. Соединяют отдельные компоненты топливной системы самолета.
4. Фильтры. Предназначены для очистки горючего, что достигается удалением примесей, загрязнений и воды из топлива.
5. Клапаны, регуляторы и другая запорно-измерительная арматура. Выполняет стандартный для любой трубопроводной системы набор функций. Именно с ее помощью экипаж контролирует, регулирует и управляет распределением топлива внутри системы.

К авиационным топливным системам предъявляются очень жесткие требования, связанные с необходимостью соблюдения техники безопасности. Что легко объясняется потенциальной опасностью любого возгорания или даже утечки топлива непосредственно во время полета. Именно поэтому современная топливная система должна:

• обеспечивать бесперебойное поступление горючего в двигатель или двигатели;
• обладать баками необходимого объема;
• вырабатывать топливо без влияния на положение самолета (так называемую центровку);
• предоставлять экипажу и обслуживающему персоналу возможность быстрого и беспроблемного проведения заправки;
• иметь опцию аварийного слива горючего при необходимости (например, в случае нештатной или аварийной ситуации).

Контроль качества топлива

Высокий уровень требований к авиационному топливу предусматривает жесткую систему контроля. Горючее в обязательном порядке проверяется, причем в несколько этапов.

1. Первый – на стадии приемки топлива с нефтеперерабатывающего завода топливной компанией.
2. Второй – дополнительная лабораторная проверка в процессе хранения (или перед отправкой в аэродромную службу).
3. Третий – так называемый аэродромный контроль, в осуществлении которого принимает участие водитель топливозаправщика и капитан воздушного судна (или один из пилотов).

Только после успешного прохождения последней проверки дается команда на начало заправки самолета.

Расход топлива разных типов самолетов

Стоимость горючего составляет одну из главных статей расходов при авиаперевозках. Именно поэтому расход топлива выступает ключевым критерием выбора подходящего самолета. Значение этого параметра зависит от множества факторов, главными из которых выступают такие:

• модель самолета;
• крейсерская скорость;
• наличие дополнительного оборудования;
• масса самого транспортного средства и уровень его загрузки (пассажирами и/или грузами);
• тип двигателя и его техническое состояние;
• климатические и погодные условия;
• эффективность топливной системы;
• особенности конструкции самолета;
• характеристики и качество топлива.

Внушительный размер списка наглядно демонстрирует, насколько непросто определить расход топлива самолета. Что делает точность вычислений очень актуальной. Сегодня подобные расчеты выполняются автоматически – перед любым полетом, когда определяется объем горючего для заправки.

Примерный расход топлива для самолетов разных моделей составляет:

Итог

Авиационное горючее бывает двух видов. Первый – авиакеросин или реактивное топливо – широко применяется в современной гражданской и военной авиации. Второй – авиационный бензин – используется для легкомоторных самолетов.

К обоим вариантам топлива предъявляются серьезные требования, намного более жесткие, чем к обычному автомобильному бензину. Что объясняется как техникой безопасности, так и сложными условиями практического применения. Расход топлива выступает одной из ключевых экономических составляющих стоимости авиаперелета. Значение параметра определяется индивидуально и перед каждым вылетом, так как зависит от множества факторов. Начиная с модели и крейсерской скорости самолета, а заканчивая погодными условиями и качеством топлива.