Авіаційний бензин: характеристика

Авіаційний бензин – це легкозаймиста рідина, яка поступає в мотор літального апарату, змішуючись з повітрям, щоб отримати теплову енергію в результаті процесу окислення киснем, що надходить повітря в камеру згоряння. На такому паливі працюють поршневі двигуни. В авіаційному бензині цінуються такі показники:

Детонаційна стійкість.

Хімічна стабільність.

Фракційний склад.

Вимірювання параметра стійкості до детонації авіаційного бензину необхідно для прийняття рішення про придатність використання такого палива в агрегатах, де відбувається висока ступінь стиснення надходить з бензобака суміші. Для нормальної роботи двигуна літального апарату важливо уникнути детонаційного загоряння.


Фракційний склад необхідно знати для визначення випаровуваності бензину. Під час вимірювання з'ясовується, утворює паливно-повітряну суміш. Хімічна стабільність – це протистояння змінам складу горючої рідини при транспортуванні, зберіганні і експлуатації.

Види бензинів, що використовуються в авіації

Існує 2 види базових бензину – прямогонний і актил-бензин. Перший вид пального отримав популярність в середині XX століття, добували його шляхом прямої перегонки. Прямогонного горючу суміш отримують методом ректифікації і подальшого відбору нафтових фракцій, які випаровуються при певному нагріванні. Якщо фракції випаровуються при температурі до 100 градусів за Цельсієм, бензин відносять до першого сорту, якщо температура нагрівання для випаровування складає до 110 градусів, то бензин називають спеціальною. Якщо нафтові фракції випаровуються в бензині при температурі до 130 градусів, то пальне має 2 сорт якості.


У різних сортів бензину, отриманих шляхом перегонки, існує єдиний фактор, який їх об'єднує – низьке октанове число. За допомогою прямогонного методу бензинову суміш з ОЧ вище 65 отримати можливе лише з нафти, видобутої в Азербайджані, Краснодарському краї, на Сахаліні і території Середньої Азії. В інших місцях видобутку «чорного золота» горюча суміш з-за наявності парафінових вуглеводнів виходить з низьким ОЧ.

Переваги прямогонного бензину

Позитивними якостями прямогонного бензину є:

стабільність;

антикорозійні властивості;

прекрасна випаровуваність;

висока теплопровідність (близько 10500 б. кал/кг);

стійкість до низьких температур (до 100 градусів Цельсія);

мала гігроскопічність.

Оскільки у такого палива занадто висока детонаційна стійкість, його використовують тільки разом з домішками, в результаті чого підвищується октанове число.

Що таке октанове число?

Октанове число характеризує стійкість до детонації у горючого матеріалу, тобто здатність рідини самозайматися під час стиснення в ДВС. Октанове число дорівнює змістом ізооктану в горючій суміші спільно з речовиною н-гептаном. Суміш повинна бути еквівалента опору і детонації до досліджуваного зразку палива в нормальних умовах. Речовина изооктан погано окислюється, тому його стійкість до детонації прийняли за 100 одиниць, а речовина н-гептан детонує навіть при найменшому стиску, тому стійкість до детонації у нього прийнята за нуль. Для визначення опірності до детонації бензину, у якого ОЧ перевищує 100 одиниць, створили спеціальну шкалу. У ній використовується изооктан з добавкою тетраетилсвинцю в різній кількості.

Різновиди ОЧ

Октанові числа діляться на два виду: ОЧМ і ОЧІ. ОЧІ (дослідницьке октанове число) демонструє, як реагує бензин при малої і середньої навантаженні двигуна. Для визначення ОЧІ використовується установка, що імітує мотор з одним циліндром. Конструкція здатна стискати рідина із змінною силою. Частота обертання коленвала дорівнює 600 об./хв при температурі 50 градусів Цельсія. ОЧМ (моторне октанове число) демонструє поведінку горючої рідини під час великих навантажень. Метод визначення схожий на попередній, однак частота обертання коленвала установки, що імітує двигун, становить 900 про./хв, а температура повітря на випробуваннях досягає 150 градусів за Цельсієм.

Підвищення ОЧ завдяки присадкам

Сучасні мотори, що використовуються в авіації, мають потребу в паливі з мінімальним октановим числом не менше 95 одиниць. Очищені бензини після прямої перегонки виходять з низьким октановим числом, вони не підходять для використання в сучасних авіаційних моторах. Підвищення антидетонаційних властивостей можна досягти за допомогою присадок. Раніше для цих цілей застосовувалася тільки этиловая рідина. В наші дні були розроблені цілі комплекси для збільшення ОЧ, які містять в собі кисневмісні компоненти, ефіри, стабілізатори, барвники, антикорозійні речовини і багато іншого.

Відмінність бензину Б 91115 від Avgas 100 ll

Авіаційний бензин Б 91115 – це суміш палива, отриманого прямою перегонкою з використанням каталітичного риформінгу. До складу такого палива включені алкилбензоли, толуол та різні присадки (етил, антиокислювач, барвник). Авіаційний бензин Avgas 100 ll складається з суміші таких високооктанових і базових компонентів. Для отримання такої марки палива додають етил, барвник і присадки, що перешкоджають утворенню корозії і статичної електрики.
Відмінності між двома марками горючих речовин полягає в сортності, що використовуються присадки, компонентах і різному змісті тетраетилсвинцю. У першому сорті пального кількість тетраетилсвинцю не повинно бути більше 25 г/кг, у другому – 056 г/л. Літерний шифр ll в назві означає низький вміст свинцю в паливі. Чим менше свинцю в авіаційному бензині, тим краще його екологічні характеристики. Більш чистий бензин не тільки захистить природу від знищення, але і знизить отруйну дію пального на працівників, вимушених постійно контактувати з ним. Варто зазначити, що законодавство РФ не регламентує додавання в склад авіаційного палива присадок проти корозії, кристалізації і статики.

Сортність палива

Сортність суміші впливає на її стійкість до вибуху під час роботи ДВЗ при максимально можливої потужності. Приміром, у сорті пального під № 115 допускається приріст потужності під час роботи ДВЗ на 15 відсотків більше, ніж на изооктане. Сортність авіаційного бензину Avgas 100 ll, згідно документації, повинна бути не менше 130 одиниць. У авіаційного бензину 91115 – не менше 115 одиниць, виходячи з Дсту 1012 на авіаційні бензини. Паливо Avgas 100 ll дає приріст до потужності, але тільки в тому випадку, якщо ДВЗ працює на збагаченій суміші. Потужність у цьому випадку збільшується на 15 відсотків, порівняно з пальним сорти Б 91115.

Виробництво авіабензину

Виробництво авіаційного бензину – це складний процес, який полягає у наступних технологічних операціях:

Виробництво різних компонентів (стабільний каталізатор, толуол тощо).

Процес фільтрації присадок та інших компонентів.

Присадок і змішування компонентів.

У нашій країні авіабензин не проводиться. Причина криється в забороні на виробництво етилу в РФ. Навіть якщо бракуючий компонент закуповувати за кордоном, виробництво горючого матеріалу економічно невигідно з-за малих обсягів його споживання. Готове паливо для літальних апаратів закуповується за кордоном. Ситуація ставить авіаційну промисловість в Росії в невигідне становище, адже виробництво вітчизняних літальних апаратів залежить від закупівельних цін на паливо з-за кордону, а також обсягу закупівель.

Навіщо потрібен тетраетилсвинець у складі авіабензину?

В авіаційні бензини в обов'язковому порядку додають речовину під назвою тетраетилсвинець (ТЕС). Це вигідно з точки зору економії, так як при його наявності в складі пальне має велику детонаційну стійкість під час спалювання в двигуні. Крім цього, ТЕС перешкоджає зносу рухомих частин двигуна літака. Необхідно додати, що ТЕС в чистому вигляді не використовується, його перетворюють у етилову рідину. Вміст тетраетилсвинцю в такій рідині досягає 50 відсотків.

Вимоги до бензину для авіації

У порівнянні з автомобільним пальним, вимоги Дсту до авіаційного бензину набагато жорсткіше. Його виготовлення регламентовано числом технологічних процесів. Горючу рідину для літальних засобів розробляють, враховуючи всі особливості конструкції паливних систем і двигунів в літаках. Спеціальні вимоги до авіаційних бензинів, які використовуються в авіації:

Підвищена випаровуваність. Цей параметр полегшує пуск двигуна, поліпшує якість суміші.

Стійкість до вибуху при підвищених навантаженнях.

Маленька гігроскопічність (поглинання вологи).

Стійкість до низької температури.

Бензин Б-70

Бензин авіаційний Б-70 – це легкозаймиста пальне, має їдкий запах. Потрапляння його на шкіру, очі або у внутрішні органи може призвести до незворотних процесів, так як це речовина дуже токсична. Всі необхідні роботи з таким пальним проводяться з працюючою вентиляцією, а для захисту людини використовують рукавички з гуми. Технічні характеристики авіаційного бензину Б-70:

безбарвне і прозоре речовина;

щільність при кімнатній температурі складає не більше 07 г/см 3 ;

початок перегонки – не вище 80 градусів Цельсія;

процес перегонки здійснюється при температурі не вище 100 градусів за Цельсієм;

ароматичні вуглеводи в складі займають не більше 15 відсотків;

частка сірки – не більше 15%.