Авиационное топливо – производство, требования, виды авиатоплива

Авиационное топливо различается по составу и характеристикам, что обуславливает применение в разных типах воздушных судов.

Авиационный керосин, представляющий собой углеводородное топливо, производится из нефтяных фракций с различным содержанием серы, используя методы прямой перегонки или гидроочистки с последующим введением необходимых добавок. Процесс гидроочистки является более предпочтительным в современной промышленной обработке нефтепродуктов.
Существует два основных типа авиационного керосина, также известного как реактивное топливо. Первый тип – Т-1 и Т-2. Предназначен для пассажирских лайнеров, которые передвигаются с дозвуковой скоростью. Второй тип – Т-6 и Т-8В. Разработан специально для сверхзвуковых летательных аппаратов.
Ключевое отличие между этими двумя типами заключается в требованиях к вырабатываемой мощности. Для сверхзвуковых самолетов необходима более высокая мощность, что обуславливает использование в топливе более тяжелых фракций по сравнению с керосином ТС–1, аналогом дизельного топлива Jet-A, который содержит более легкие фракции. Для производства тяжелофракционного керосина применяется вакуумный газойль, при этом рабочая температура составляет от 195 до 315 градусов Цельсия.
Несмотря на различия в составе, мелкофракционное топливо также играет важную роль, особенно для дозвуковой авиации, где его использование способствует оптимальной работе двигателей благодаря быстрому сгоранию при нагреве. В его производстве используются бензиновые фракции, с рабочим диапазоном температур от 140 до 280 градусов Цельсия.
Для обоих типов реактивного топлива вводятся специальные добавки, обеспечивающие его эффективное использование. Это добавки, предотвращающие статическое электричество, окисление, износ деталей двигателя и образование кристаллов воды в топливе, что особенно важно при низких температурах на больших высотах.

Процесс производства авиационного бензина включает либо прямую перегонку нефти, либо риформинг, а затем обогащение полученного продукта этилом. Метод прямой перегонки постепенно уходит в прошлое из-за его неспособности увеличить октановое число топлива, что является важным параметром для современных авиационных двигателей.
Авиационный бензин подразделяется на две категории: прямогонный бензин с низким октановым числом и октил-бензин, который обладает высоким октановым числом. В зависимости от октанового числа различают следующие марки: Б-70, Б-92, Б-95, Б-100/130.
Этот тип топлива находит применение в основном в легких воздушных судах, эксплуатируемых в частном секторе. Поскольку поршневые двигатели все реже используются в авиации, спрос на авиационный бензин сокращается. Однако марка Б-70 продолжает использоваться для очистки деталей.
Различие между авиационным и автомобильным бензином носит скорее условный характер, поскольку оба вида топлива предназначены для использования в поршневых двигателях. В наше время владельцы малых воздушных судов все чаще отдают предпочтение автомобильному бензину, в частности, АИ-95.
Такой бензин хорошо подходит для поршневых двигателей внутреннего сгорания, устанавливаемых на борту малых воздушных судов, отвечает основным требованиям благодаря современным добавкам. Обеспечивает защиту деталей от коррозии, стойкость к детонации и способность выдерживать температуру кипения до 205 градусов Цельсия. Прямогонный бензин с низким октановым числом выдерживает температуру лишь до 130 градусов Цельсия, что ранее служило причиной отказа от его использования в авиационной индустрии.

В Российской Федерации вертолеты и самолеты заправляются различными типами топлива, в зависимости от типа двигателя вертолета. Основными видами топлива для вертолетов являются:
• Авиационный керосин – наиболее часто используемый тип топлива для турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Среди разновидностей авиационного керосина в России и странах СНГ распространены марки ТС-1 и РТ (Российский Топливный стандарт), которые соответствуют международным стандартам качества.
• Авиационный бензин используется для поршневых двигателей, встречается реже, но все еще применяется в некоторых легких и учебно-тренировочных вертолетах. В России наиболее известные марки авиабензина — Б-91/115 и AVGAS 100LL. Б-91/115 является традиционным топливом для поршневых авиационных двигателей, а 100LL (Low Lead - низкосвинцовый) используется в более современных моделях поршневых двигателей и отвечает международным стандартам.

Основным показателем, отражающим способность авиационного топлива противостоять самовоспламенению при высоком давлении, является его октановое число. Проще говоря, это мера, указывающая на устойчивость топлива к воспламенению под действием сжатия.
Более высокое октановое число у авиационного топлива обозначает его большую стабильность. Однако авиационный керосин по своей сути обладает относительно низким октановым числом, обычно не превышающим 50, что обуславливает необходимость добавления в него большего количества антидетонационных добавок по сравнению с авиабензином.
Благодаря прогрессу в технологиях авиационный керосин теперь демонстрирует характеристики, превосходящие те, что может предложить даже авиабензин с самым высоким октановым числом. В России применение реактивного топлива строго регулируется, с детальным указанием видов и типов керосина для каждого типа воздушных судов в законодательстве. По мере развития двигательной техники также адаптируется состав топлива, что своевременно отражается в нормативных документах, гарантируя безопасность и высокую эффективность авиации в России.

Потребление топлива варьируется в зависимости от типа самолета. Для гражданских лайнеров эта информация обычно доступна публично, в то время как данные о расходе топлива военных самолетов часто остаются под грифом «секретно» или не всегда точны.
Большинство современных пассажирских и грузовых самолетов, построенных в последние годы, используют авиационный керосин, который идеально подходит для межконтинентальных перелетов благодаря специальным добавкам, улучшающим его эксплуатационные свойства. Ниже представлена информация о потреблении топлива на час полета для некоторых из наиболее известных гражданских самолетов.
Модель | Потребление топлива, кг/ч
• Ил-96-400М: 7977
• Ту-214: 3700
• Boeing 737-900: 2650
• Boeing 777-300ER: 7800
• Boeing 787-10: 5700
• Airbus A320-200: 2500
• Airbus A380: 13000
• SSJ100: 1700
По военным воздушным судам информация о расходе топлива менее доступна и может быть недостоверной. Тем не менее представлены данные о потреблении топлива из открытых источников для некоторых военных моделей.
Модель | Расход топлива, кг/кгс-ч
• B-1: 0,562
• B-2: 2,13
• F-35: 2,0
• Ил-76: 0,599
• Су-25: 1,28
• Су-35: 1,78
• МиГ-29: 0,77
• Ту-160: 1,23
Эти данные показывают значительные различия в эффективности использования топлива среди разных моделей самолетов, отражая их разнообразные конструкции и назначения.

Существует несколько методов подачи топлива в баки самолетов. Один из вариантов – прокладка трубопровода непосредственно к месту базирования самолетов. Альтернативный вариант – на территории аэропорта размещают специальные емкости, откуда топливо перекачивается в самолеты с помощью специального оборудования. Для малых воздушных судов также применяется метод заправки непосредственно из топливозаправщика, подобно работе стандартной заправочной станции.
Дополнительно существует техника дозаправки самолетов прямо в полете, что чаще относится к военной авиации. Определить точное количество топлива, необходимое для полной заправки самолета, представляется крайне сложной задачей. Расчет потребления топлива зависит от множества переменных, включая дистанцию полета, общий вес самолета с пассажирами и багажом, а также от дополнительных факторов: направление, скорость ветра.
Сложность в получении точных данных о потреблении топлива также усугубляется тем, что информация о ёмкости топливных баков самолетов является конфиденциальной. Доступ к такой информации имеется лишь у специалистов и не распространяется на широкую публику, за исключением устаревших моделей, экспонируемых в музеях.
Тем не менее даже при наличии всех конструктивных деталей каждой модели самолета, точный расчет топливного расхода остается сложной задачей из-за постоянных улучшений в составе авиационного топлива и повышения его энергоэффективности.

Выбор неподходящего типа топлива может привести к ускоренному износу авиационного оборудования и увеличить вероятность аварийных ситуаций в воздухе. Для каждой модели воздушного судна требуется определенный вид топлива, выбор которого основывается на следующих общих критериях:
• совместимость с требованиями двигателя;
• отсутствие добавок и примесей, ухудшающих качество топлива;
• высокая стойкость к термическому окислению в соответствии с установленными стандартами;
• присутствие допустимых присадок в строго регламентированных количествах;
• октановое число должно находиться в пределах от 91 до 115 для обеспечения оптимальной работы двигателя;
• для полетов в условиях экстремально низких температур применяется топливо, способное сохранять жидкое состояние при температуре кристаллизации ниже 60 °С.
Тщательный подбор топлива является важным условием для обеспечения безопасности и долговечности авиационной техники. Соблюдение этих рекомендаций помогает минимизировать риски и повышает надежность полетов.