民航科普:航空燃油
航空燃油是指一些專(zhuān)門(mén)為飛行器而設(shè)的燃油品種,質(zhì)量比暖氣系統(tǒng)和汽車(chē)所使用的燃油高,通常都含有不同的添加物以減低結(jié)冰和因高溫而爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。航空燃油分為兩大類(lèi):航空汽油(Aviation Gasoline,Avgas),用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)上。航空煤油(Jet fuel),在航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)上使用。1944年在芝加哥舉行的國(guó)際會(huì)議上通過(guò)航空燃油豁免征稅。 航空燃油的處理設(shè)備主要是航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)與一般汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理相同,只是功率大,自重輕一些,因而對(duì)航空汽油的質(zhì)量要求和車(chē)用汽油就有類(lèi)似之處。這種發(fā)動(dòng)機(jī)只用于一些輔助機(jī)種,如直升機(jī)、通訊機(jī)、氣象機(jī)等,所以相應(yīng)的航空汽油的用量也大大減少。 噴氣燃料的處理設(shè)備主要是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著航空工業(yè)和民航事業(yè)的發(fā)展,民航的大型客機(jī)的動(dòng)力裝置逐步被渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)代替。這種發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)飛機(jī)向前飛行,通過(guò)把燃料燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)猱a(chǎn)生推力,使用的燃料稱(chēng)為噴氣燃料。 世界各航空公司所使用的航空燃料主要有兩大類(lèi):航空汽油和噴氣燃料,分別適用不同類(lèi)型的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。航空汽油用于活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)。由于國(guó)內(nèi)外普遍生產(chǎn)和廣泛使用的噴氣燃料多屬于煤油型,所以通常稱(chēng)之為航空煤油,簡(jiǎn)稱(chēng)航煤。 航空汽油 主要用于活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)。它蒸發(fā)性能好、易燃、性質(zhì)穩(wěn)定、結(jié)晶點(diǎn)低和不腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)零件。航空汽油是石油的直餾產(chǎn)品和二次加工產(chǎn)品與各種添加劑混合而成的。其主要性能指標(biāo)是辛烷值和品度值。航空汽油的辛烷值是指與這種汽油的抗爆性相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)燃料中所含異辛烷的百分?jǐn)?shù)。這種標(biāo)準(zhǔn)燃料由異辛烷和正庚烷混合液組成。它表示航空汽油的抗爆性能,即在發(fā)動(dòng)機(jī)中正常燃燒(無(wú)爆震)的能力。對(duì)辛烷值的要求依發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)而異,主要取決于壓縮比,壓縮比越大,辛烷值應(yīng)當(dāng)越高。為提高辛烷值,可往汽油中加入含有抗爆劑(如四乙基鉛)的乙基液。品度值指的是以富油混合氣工作時(shí)發(fā)出的最大功率(超過(guò)這一功率便出現(xiàn)爆震)與工業(yè)異辛烷所發(fā)出的最大功率之比,用百分?jǐn)?shù)表 航空煤油 噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛使用的石油烴燃料,根據(jù)沸點(diǎn)范圍不同分為三類(lèi):①寬餾分型(沸點(diǎn)范圍60~280°C);②煤油型(沸點(diǎn)范圍150~280°C),高閃點(diǎn)航空煤油的初沸點(diǎn)可提高到165~175°C;③重餾分型(沸點(diǎn)范圍195~315°C)。通常使用的是第二類(lèi)。航空煤油比汽油具有更大的熱值,價(jià)格低,使用安全。適于航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)使用。用于超音速飛行的煤油還應(yīng)有低的飽和蒸汽壓和良好的熱安定性。因煤油不易蒸發(fā),燃點(diǎn)較高,燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)多用汽油。航空煤油的組成一般有下列規(guī)定:芳香烴含量在20%以下(其中雙環(huán)芳烴含量不超過(guò)3%),烯烴含量在2%~3%以下,正構(gòu)烷烴含量用燃油結(jié)晶點(diǎn)不高于-50~-60°C來(lái)限制。航空燃油中還加有多種添加劑,用以改善燃油的某些使用性能。 航空燃油中雜質(zhì)的來(lái)源有:灰沙、金屬屑、鐵銹屑、纖維及膠狀物等。 (1)遇有風(fēng)沙和塵土天氣時(shí),將通過(guò)加油口加油時(shí)進(jìn)入燃油系統(tǒng)。 (2)油庫(kù)對(duì)燃油保管不當(dāng),油車(chē)的防塵和清潔措施不到位。 (3)拆裝燃油系統(tǒng)的部件沒(méi)有進(jìn)行包堵。 (4)拆裝燃油濾及燃調(diào)油濾的同時(shí),進(jìn)行吹洗清潔發(fā)動(dòng)機(jī)工作會(huì)造成燃油系統(tǒng)含塵量增加。 (5)排除燃油系統(tǒng)滲漏時(shí)涂密封膠技術(shù)不到位,不落實(shí)工作單制度。 (6)當(dāng)燃油系統(tǒng)部件內(nèi)部產(chǎn)生銹蝕時(shí),銹蝕物會(huì)自然脫落進(jìn)入燃油系統(tǒng)。燃油泵及燃油分配器產(chǎn)生不正常的磨損時(shí)也會(huì)將造成燃油系統(tǒng)金屬屑末和雜質(zhì)含量增加。 (7)拆裝燃油系統(tǒng)部件時(shí)帶線(xiàn)手套可能造成手套的棉纖維帶入燃油系統(tǒng)。 2014年6月,一架荷蘭皇家航空公司的空客A330-200型客機(jī)利用含“地溝油”的混合航空燃料,成功進(jìn)行了一次長(zhǎng)達(dá)10小時(shí)的商業(yè)飛行,這架航班號(hào)為KL767的空客A330飛機(jī)從荷蘭阿姆斯特丹國(guó)際機(jī)場(chǎng)出發(fā),經(jīng)10小時(shí)飛行,抵達(dá)位于加勒比海的荷屬阿魯巴島。 這架飛機(jī)執(zhí)行此次飛行任務(wù)時(shí)使用了一種混合航空燃料,其中20%是俗稱(chēng)“地溝油”的廢棄食用油。 空客說(shuō),這次飛行的主要任務(wù)是在航前、航后以及飛行過(guò)程中收集和整理有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析的數(shù)據(jù),從而為“可持續(xù)航空燃料”與傳統(tǒng)航空煤油之間的對(duì)比提供專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)支持。 同時(shí),這次飛行也是歐洲“可持續(xù)航空燃料計(jì)劃”(ITAKA)的一部分。該計(jì)劃由歐盟出資,旨在集合不同領(lǐng)域的企業(yè)合作開(kāi)發(fā)“可持續(xù)航空燃料”,加速歐洲航空業(yè)生物燃油的商業(yè)化進(jìn)程。據(jù)悉,未來(lái)還會(huì)有20架次由空客執(zhí)飛的遠(yuǎn)程商業(yè)航班參與類(lèi)似的生物燃料飛行。 2022年10月,媒體報(bào)道,中國(guó)從地溝油中提煉出航空燃油。與傳統(tǒng)石油基航空煤油相比,生物航煤全生命周期二氧化碳排放最高可減排50%以上。 航空燃油通常由運(yùn)油車(chē)運(yùn)送到在停泊的飛機(jī)或直升機(jī)旁。但也有一些機(jī)場(chǎng)設(shè)有加油站,飛機(jī)需要滑行到加油站加油。而一些大型機(jī)場(chǎng)則鋪設(shè)有地下油管,連系到各個(gè)泊位下,飛機(jī)只須通過(guò)泵車(chē)加油。 加油方式亦有兩種,包括翼上和翼下。翼上加油用于小型飛機(jī)、直升機(jī)和所有往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上,打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)油箱再以傳統(tǒng)油泵加油,與汽車(chē)加油相似。翼下加油,也被稱(chēng)為單點(diǎn)式(single-point)加油,用于使用航空煤油的大型飛機(jī)上,由一條高壓喉管連接加油口,再利用油泵以50PSI的壓力泵進(jìn)油箱內(nèi)。由于只有一個(gè)加油點(diǎn),油箱之間的燃油分配都由加油點(diǎn)控制面版或駕駛艙控制。 由于混淆航空燃油的種類(lèi)會(huì)非常危險(xiǎn),所以有幾種方法去分辨航空汽油和航空煤油,除了清楚標(biāo)明燃油種類(lèi)在所有容器、車(chē)輛和喉管上,航空汽油會(huì)被染成紅色、綠色或藍(lán)色,加油噴咀的直徑為40毫米(美國(guó)為49毫米),而往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的加油口則不得大于60毫米。航空煤油是無(wú)色的,而加油噴嘴直徑大于60毫米,并不適合用于航空汽油的加油口。 經(jīng)檢驗(yàn)合格的航油通過(guò)管道裝入鐵路專(zhuān)用槽車(chē)或?qū)S糜洼啠\(yùn)至民航儲(chǔ)油庫(kù),再經(jīng)化驗(yàn)合格后入油罐。