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塞斯纳庞巴迪

航空煤油

喷气式飞机飞行速度快、续航里程远,这就要求燃料有较高的发热值和较大的密度。同时,喷气式飞机的飞行高度在一万米以上,这时高空气温低达-55℃~60℃,这就要求燃料此时不能凝固。所以,喷气发动机使用的主要是石油烃燃料,它根据沸点的不同分为三类:宽馏分型(沸点范围60℃~280℃),煤油型(沸点范围150℃~280℃),重馏分型(沸点范围190℃~315℃)。通常使用的是航空煤油。     

  航空煤油密度适宜,热值高,燃烧性能好,能迅速、稳定、连续、完全燃烧,且燃烧区域小,积炭量很少,不易结焦;低温流动性好,能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求;热安定性和抗氧化安定性好;洁净度高,对机械腐蚀小。航空煤油适用于燃气涡轮发动机和冲压发动机使用,用于超音速飞行器没有低饱和蒸气压与良好的热安定性。此外,因为煤油不易蒸发、燃点较高,燃气涡轮发动机起动时多用汽油,航空燃油中也加有多种添加剂,以改善燃油的某些使用性能。 

  航空煤油多采用一次通过部分转化的工艺,加工过程中采用共凝胶型催化剂,催化剂量装填多,分子筛含量少,芳烃饱和能力强,油品具有密度大、烟点高、热值高、芳烃低的特点。 除航空煤油外,各国还在研究合成烃燃料和其他高能燃料,但尚未获得广泛使用。

使用航空煤油的涡轮类发动机使用航空煤油的涡轮类发动机

  目前,航空燃料根据航空器动力的不同,分两大类。一类是针对活塞式发动机的燃料,主要是汽油。另一类是针对喷气式(涡喷、涡扇、涡桨、涡轴等燃气轮机)航空发动机的,学名喷气燃料,英文名称Jet fuel,一般通称航空煤油,是石油产品。

  对航空涡轮发动机来说,汽油不安全,容易挥发,太容易燃烧;柴油黏度太大,在燃气轮机里不适合,因为是靠很细的喷嘴把燃料喷成云雾状跟高压高温空气充分混合,产生猛烈燃烧。喷气燃料分很多种,一般分1、2、3、4号,其中3号是比较常用。3号喷气燃料由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体,主要由不同馏分的烃类化合物组成的。3号喷气燃料密度适宜,热值高,燃烧性能好,能迅速、稳定、连续、完全燃烧,且燃烧区域小,积炭量少,不易结焦;低温流动性好,能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求;热安定性和抗氧化安定性好,可以满足超音速高空飞行的需要;洁净度高,无机械杂质及水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小。

  除此而外,还有一些特殊的喷气燃料,大比重喷气燃料、高闪点喷气燃料、海军多用途燃料等。还有一些特制的就比较有意思,比如美国SR-71用的燃料你用明火是点不着的。1号适用于寒冷地区, 2号、3号适用于一般地区, 其中3号用途最广, 供出口和过境飞机加油。 4号馏分较宽, 轻馏分较多, 有利于启动点火,但不宜于炎热地区。 高闪点喷气燃料用于舰载飞机和直升机。“3号喷气燃料”是石油产品之一。英文名称Jet fuel No.3,别名航空煤油。是由直馏馏分、加氢裂化和加氢精制等组分及必要的添加剂调和而成的一种透明液体。主要由不同馏分的烃类化合物组成。

  3号喷气燃料密度适宜,热值高,燃烧性能好,能迅速、稳定、连续、完全燃烧,且燃烧区域小,积碳量少,不易结焦;低温流动性好,能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求;热安定性和抗氧化安定性好,可以满足超音速高空飞行的需要;洁净度高,无机械杂质及水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小。

  航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料。汽油不安全,容易挥发,太容易燃烧,但是活塞发动机还在用。柴油黏度太大,在涡轮发动机里不适合,因为是要靠很细小的喷嘴把燃料喷成雾状的,才能跟高压高温空气充分混合,产生猛烈燃烧。

航空煤油

  • 闪点: 38℃
  • 自燃温度: 超过 425℃
  • 凝固点: -47℃(-40℃for JET A)
  • 露天燃烧温度: 260-315 ℃
  • 最大燃烧温度: 980 ℃
  •  

现代航空煤油

  现行最常用的航空煤油,是以煤油为基础的JET A-1,并根据国际标准规格生产。在美国,另有一种型号的JET A-1煤油,称为JET A。另一种常用的民用航空煤油是JET B,这是一种以石脑油与煤油混合配方制成的航空煤油,主要是为改善寒冷天气下的性能而制的。不过,JET B航空煤油的重量较低,处理时的危险性较大,因此只有在寒冷天气而有绝对需要时才会使用。两种航空煤油都具有一些添加剂:

  • 四乙基铅 (TEL, Tetra-ethyl lead),以提高燃油的闪点;
  • 抗氧化剂,用来防止起胶,通常为碱性酚,如 AO-30、AO-31或AO-37;
  • 防静电剂,以消减静电并防止发生火花;其中一个例子是Stadis 450,含有 dinonylnaphthylsulfonic acid (DINNSA)作为有效成分;
  • 腐蚀抑制剂,例如用于民用与军用燃料的DCI-4A,以及军用燃料专用的DCI-6A;
  • 燃料系统结冰抑制剂 (FSII),例如 二乙烯甘油单甲基醚,一般在使用前才混合,这样,具有燃料加热管道的飞机,就不需要额外支付此类添加剂的费用;
  • 杀灭生物的添加剂。

  世界各地的军队,使用的航空煤油具有另外一套称为JP系列的编号。部分类型与民用燃油几乎相同,只是部分的添加剂含量稍有不同:JET A-1与JP-8类同,而JET B与JP-4相似。其他的军用燃料属于高度专门化的制品,为特定的用途而设。JP-5燃油颇为常见,最初用于航空母舰,以减少船上火警的危机。其他的燃油就针对某一种飞机而开发:JP-6专为XB-70战神侍婢式轰炸机而制,而JP-7就是SR-71黑鸟式侦察机的特定燃油。两者都经过特别调配,具有很高的闪点以应付高超音速飞机遇上的高热与应力。另外一种为美国空军所使用的单一型号飞机专用燃油是JPTS;此燃油于1956年开发,专为洛克希德U-2间谍飞机而设。有时候,喷气发动机燃料被分类为“煤油型”与“石脑油型”。煤油型燃料包括Jet A、Jet A1、JP-5与JP-8,而Jet B与JP-4,就属于石脑油型燃料。

JP-8军标航空煤油JP-8军标航空煤油

Jet A航空煤油

  Jet A航空煤油自一九五零年代就成为美国的标准航空煤油类型。目前,只有美国才有供应Jet A航空煤油。Jet A与Jet A-1相似,但凝固点为-40 °C,比Jet A-1的-47 °C为高。与Jet A-1一样,Jet A的闪点也在最少38°C,而自燃温度则为超过425°C. Jet A的标准燃油编码为1863,在运油车与储存设施也会注明。Jet A专用的运油车、油库与管道,均会以黑底贴纸写上白色“JET A”字样,以及下面的另一条黑线作为识别。由于水比Jet A燃油重,水会在油箱的下面沉积,故此,储存Jet A的油箱,需要定期排空,以检查燃油是否混了水分。水份子可能会悬浮在Jet A燃油之中,这可以透过“明净测试”检出。若燃油呈混浊状态,即表示含水量超出30ppm(百万分之三十)的可接受水平。美国法规并不要求商用燃料需要加上防静电添加剂,故此Jet A燃油一般不含防静电添加剂。

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