На чем работают самолеты

Всё про авиационное топливо

Расход топлива – важнейшая составляющая летно-технических характеристик самолета. Чем он ниже, тем эффективнее эксплуатация машины и меньше финансовые затраты на ее обслуживание. Также большое значение имеет то, каким топливом заправляется конкретная модель и как именно осуществляется процедура. Вопрос с горючим намного сложнее, чем могло бы показаться, на первый взгляд.

Требования к горючему для авиации

Выбирая топливо для самолета, нужно учитывать выдвигаемые к нему требования. Их нарушение может привести к ускоренному износу или повреждению двигателей, а также повышает риск авиакатастрофы. Основные положения о характеристиках горючего закреплены законодательно, но многие самолеты имеют особенности, из-за которых выбирать топливо нужно тщательнее.

Базовые требования к топливу:

Горючее, используемое на авиации для полетов над территориями с очень холодным климатом, должно вырабатываться с температурой плавления кристаллов ниже 600 °C. Этот параметр определяется индивидуально с учетом среднестатистических погодных условий в регионе.

Виды авиатоплива

То, на каком топливе летает самолет, зависит от его характеристик. Всего применяется два вида: авиакеросин или авиационный бензин. В большинстве случаев используется керосин, называющийся также реактивным топливом.

Авиакеросин

Самолеты заправляют специальным керосином, представляющим собой жидкие фракции, полученные путем перегонки из малосернистых и сернистых видов нефти. В составе допускается присутствие некоторого объема бензиновых элементов.

Российский авиационный керосин бывает нескольких видов. Для дозвуковых пассажирских лайнеров применяется Т-1, ТС-1 или Т-2. Более технически продвинутые сверхзвуковые самолеты требуют тяжелого топлива. К таким относятся: Т-6 и Т-8В. Также существует горючее РТ, применяющееся для Су-27, Ту-22 и некоторых других самолетов.

Авиационный бензин

Второе топливо для самолетов – авиационный бензин. Его применяют для высоконагруженных поршневых моторов внутреннего сгорания. При производстве он получается из прямой перегонки нефти с добавкой высококачественных компонентов и присадок или без нее. Главными качествами бензина выступают: детонационная стойкость, фракционный состав и химическая стабильность.

Последними используемыми в России были Б-91/115 и Б-95/130. Сейчас от них отказались, отдав предпочтение автомобильному бензину АИ-95. Его используют для легкомоторной авиации. Изредка также применяется Б-70, но только в качестве растворителя при проведении техобслуживания.

Спецприсадки для авиационного топлива

Улучшить свойства авиационного топлива можно с помощью специальных присадок. Они могут исключить негативное влияние внешних условий, стабилизировать работу двигателя и повысить срок службы самолета.

Возможность использования топлива с присадками зависит от конкретной модели самолета и двигателя, установленного в ней. В отдельных случаях предпочтительно применять стандартные варианты горючего без добавок.

Сколько стоит авиатопливо и одна заправка самолета

Популярное высококачественное топливо, изготавливаемое в России, называется ТС-1. Оно часто используется для заправки пассажирских самолетов. Средняя цена составляет около 50000 рублей за тонну. Некоторые регионы продают его дороже. Например, на Камчатке приобрести тонну удастся только за 80000 рублей.

Стоимость одной заправки самолета зависит от дальности следования и объема топливных баков. При перелете Boeing 737 из Москвы в Санкт-Петербург затраты на горючее составят около 150000 рублей. Советский Як-40 выполнит тот же рейс при затратах около 450000 рублей, так как потребляет намного больше.

Расход топлива

Определить, сколько топлива расходуют самолеты, бывает затруднительно. Для этого следует учитывать множество внешних факторов. Само же потребление может выражаться удельным или часовым расходом.

От чего зависит расход топлива

Существует большое количество факторов, влияющих на то, сколько тратит топлива самолет во время полета. Поэтому при создании проекта будущей машины учитываются многие элементы и вероятные затраты горючего, связанные с ними.

Также повлиять на уровень расхода могут некоторые условия полета и использование дополнительного оборудования. Последнее особенно актуально для эксплуатации военной авиации с продвинутыми электронными системами.

Удельный и часовой расход топлива

Под удельным расходом топлива понимают количество использованного самолетом горючего на единицу времени или расстояния относительно мощности либо тяги двигателя, установленного на машине. Такой тип исчисления используется чаще всего. При этом учитывается несколько параметров, из которых будет происходить расчет.

Из них получается определенная величина. Обычно за основу берется кг/кгс-ч или г/л.с.-ч. Для пассажирских авиаперевозок зачастую применяется другой расчет, в который входит вес использованного топлива на один километр с количеством пассажиров на борту. Он обозначается как г/пасс.-км. Рассчитать затраты на 100 км можно, умножив итоговое значение на 100. Такой показатель полезен для определения топливной эффективности, так как помогает найти выгодный самолет для перевозки заданного числа пассажиров с минимальными затратами на топливо.

Вторым типом исчисления трат горючего считается часовой расход. Под ним подразумевают количество использованного топлива за час полета. Для расчета берется величина, получаемая при движении самолета на крейсерской скорости и предельной коммерческой нагрузке. Иные условия недопустимы и считаются недостоверными. При таком исчислении обозначением параметра выступает кг/ч. Его среднее значение для большинства авиации варьируется от 1 до 15 тыс. кг/ч.

Под крейсерской скоростью, используемой при этом расчете, понимают базовую скорость, при которой производятся все перевозки пассажиров на конкретной модели самолета. Обычно она составляет около 80% от максимальной и ограничена с целью повышения безопасности полета или увеличения допустимой коммерческой нагрузки. Последняя подразумевает количество пассажиров, а также их общий вес, включая багаж, ручную кладь и прочие вещи.

При просчете грузовых или пассажирских рейсов второй тип исчисления считается более логичным, так как их целью становится доставка груза на нужное расстояние при минимальных затратах топлива. Удельный расход полезен только для расчета максимального количества времени, которое может провести в воздухе самолет. Тем не менее закрепился в технических характеристиках именно он.

Как рассчитывают количество топлива на полет

Перед отправлением самолета в рейс производится подсчет количества топлива, которым нужно наполнить баки. С этой целью применяются специальные формулы, доступные определенному кругу лиц, работающих на авиакомпанию. Для каждого самолета они могут быть разными. Поэтому универсального способа определить будущие затраты нет.

Примерная таблица расчета количества топлива на полет

Несмотря на недоступность формул для общественности, посчитать примерный расход все же можно. Для этого потребуется учесть несколько важных факторов:

Сложив все эти значения, можно узнать, сколько горючего нужно для самолета. Правильно просчитать это получится только при знании точных летно-технических характеристик модели, расстояний и расположения дополнительных аэродромов. Поэтому полученные значения могут быть только приблизительными.

Расход топлива у разных самолетов

Узнать, какой расход топлива у самолетов, можно с помощью сведений, предоставленных публике компаниями-производителями. Для гражданской авиации дают информации намного больше, поэтому выяснить все о ней проще.

Популярные гражданские самолеты

Почти все самолеты гражданской авиации, разработанные в последние десятилетия, летают на авиакеросине. Он обеспечивает необходимые обороты двигателю, чтобы выполнить рейс на дальние расстояния. Авиакеросин для пассажирских самолетов может разбавляться присадками, что повышает эффективность его использования. Затраты горючего во всех случаях приблизительно идентичны и варьируются с минимальными отклонениями.

Таблица с расходом топлива на популярных гражданских самолетах:

Популярные военные самолеты

Чем габаритнее машина, тем выше расход горючего. Поэтому использование крупных авиалайнеров, предназначенных для большого числа пассажиров, на малопопулярных маршрутах нерентабельно.

Узнать расход топлива на популярных военных самолетах трудно. Большинство стран стараются засекретить подобную информацию или предоставляют заведомо ложные сведения, чтобы оградить себя от проблем во время военных действий. Но в некоторых случаях технические характеристики все же удается выяснить, и они предстают перед публикой.

Таблица расхода топлива на военной авиации:

Где у самолета находятся баки

Информации о расходе топлива будущего Су-57, пользующегося популярностью во всем мире, пока что нет. Предполагается, что он будет тратить около 2 кг/кгс-ч, как российский Су-35 или американский F-35. Нет сведений и по разрабатываемому стратегическому бомбардировщику ПАК ДА, который представят до 2025 года.

Все новые самолеты имеют кессон-баки, представляющие собой герметичную полость. Изготавливают их из резиновых материалов, что предотвращает повреждение поверхности при ударе или перегрузке. Чаще всего такие баки располагаются в крыльях, киле или стабилизаторе. Иногда в самолете используются специальные отсеки, внутрь которых устанавливают кессон-баки, повышая безопасность. Все модели имеют систему аварийного сброса горючего в воздухе, что может потребоваться при срочной посадке.

На крупногабаритных авиалайнерах имеется несколько топливных баков, чей объем может варьироваться. Между собой они соединяются специальными шлангами и оборудуются насосами. В процессе полета топливо распределяется между всеми емкостями и одним расходным баком. На военной авиации основного запаса горючего может быть недостаточно. Поэтому зачастую боевые самолеты оснащаются дополнительными подвесными баками.

Как заправляют самолеты

Заправка может осуществляться классическим методом на территории аэропорта после посадки либо в воздухе при полете. Оба варианта имеют свои особенности, которые следует учитывать.

Дозаправка в воздухе

Осуществление заправки в полете – сложная процедура, требующая большого опыта от пилота. Она была придумана более ста лет назад и используется для срочного наполнения бака в условиях, когда сесть не представляется возможным. В процессе самолеты сближаются на расстояние до 20 метров, что делает ее очень опасной. Соединяться между собой они могут с помощью шланга-конуса, штанги или по методу крыло-крыло.

На заправку истребителя требуется около шести минут. Крупногабаритные самолеты перекачивают топливо до 45 минут. Из российской авиации воспользоваться таким методом дозаправки могут: Су-24М, Су-27, МиГ-29, МиГ-31, Ту-95 и Ту-160.

Заправка в аэропортах

На территорию аэропорта топливо доставляется с помощью железной дороги в цистернах либо напрямую через трубопровод от нефтеперерабатывающего завода. После этого его разливают в специальные колонки или топливный заправщик. В первом случае самолет требуется подогнать к ней, во втором же к нему подъедет специальная машина.

Чтобы наполнить баки, к их горловине протягивается шланг. Из него под давлением начинается подача топлива, которое начнет распределяться между всеми баками. Скорость регламентируется по закону, так как ее превышение может привести к возгоранию или взрыву. Заправка одного среднеразмерного самолета занимает около 40 минут.

Уровень расхода топлива – важнейшая составляющая летно-технических характеристик летных машин. Он зависит от ряда внешних факторов и не бывает фиксированным. Поэтому важно просчитывать необходимый объем наполнения топливных баков заранее и с запасом, чтобы избежать вынужденной аварийной посадки или авиакатастрофы.

Учитывать нужно также вид используемого горючего и его качество. Вопросы, касающиеся топлива, рассматриваются авиастроительными компаниями с повышенным вниманием. Это еще раз доказывает их значимость для авиации и безопасности полетов.

Источник

На каком топливе летают самолеты

Стандарты качества

В нашей стране существуют особые требования к характеристикам авиационного топлива. Помимо строгого соблюдения стандартов экологичности по классификации «Евро», есть особый технический регламент, регулирующий требования именно для авиационных бензинов и дизельного реактивного топлива.

Например, в бензине, применяемом в авиации, должны отсутствовать ПАВ и химические вещества, или же присутствовать в минимальном количестве, не влияющем на эксплуатационные свойства. Он должен обладать высокой стабильностью к окислению. Допустимо в его составе содержание тетраэтилсвинца. А в бензин с показателями сортности не менее 130 допустимо добавлять голубой краситель.

В топливе для реактивных двигателей должны отсутствовать посторонние примеси, такие как вода, сера, смолистые вещества. Строго регламентируются температура кристаллизации и кинематическая вязкость, причем показатели могут различаться для двигателей летательных аппаратов с дозвуковой и сверхзвуковой скоростью.

Что касается сферы использования, то авиационный бензин применяется только в двигателях летательных аппаратах. Применение в любых других целях его строго запрещено.

Разновидности авиакеросина

Авиационный керосин имеет множество особенностей. Это и кислотность, и серность, и термостабильность. На данный момент в нашей стране применяется несколько его разновидностей:

В зимний период в топливо добавляют дополнительные присадки, которые не позволяют горючему менять свои физические свойства в процессе использования.

Производство авиабензина

Производство авиационного бензина – это сложный процесс, который заключается в следующих технологических операциях:

В нашей стране авиабензин не производится. Причина кроется в запрете на производство этила в РФ. Даже если недостающий компонент закупать за границей, производство горючего материала экономически невыгодно из-за малых объёмов его потребления. Готовое топливо для летательных аппаратов закупается за границей. Сложившаяся ситуация ставит авиационную промышленность в России в невыгодное положение, ведь производство отечественных летательных аппаратов зависит от закупочных цен на топливо из-за границы, а также объёма закупок.

Сколько стоит заправить самолет

Стоимость бака горючего для конкретного лайнера зависит от множества факторов. Влияет на это тип техники, вместимость топливной емкости, расход, дальность перелета, количество посадок и даже погодные условия. При определении объема в аэропортах обычно складывают авиакеросин, который потребуется для:

Посчитать точное количество горючего и цену самостоятельно вряд ли получится, числа можно представить лишь примерно. Чтобы залить бак «Боинга-737-300» «до краев» потребуется 23170 литров. С учетом средней в марте 2018 года цены на авиакеросин в России в 49390 рублей за тонну общая стоимость заправки лайнера составит примерно 835303 рубля.

Авиационные бензины

Основная область применения авиационных бензинов — топливо высоконагруженных поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Основной способ добычи авиационных бензинов — прямая перегонка нефти, каталитического крекинга или риформинга без добавки или с добавкой высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

Для авиабензина основными показателями качества являются:

Классификация авиационных бензинов основывается на их антидетонационных свойствах, выраженных в октановых числах и в единицах сортности. Сорта советских авиационных бензинов ранее маркировались по системе: буква Б и через дефис – цифра, обозначающая октановое число. Как пример, в СССР середины 20-го века выпускались авиационные бензины — Б-59, Б-70, Б-74, Б-78б и Б-78г, причём два последних несколько различались по химическому составу, что обозначали литеры после цифры: б – это из бакинских месторождений нефти, а г – из грозненских.

В дальнейшем для повышения октанового числа в бензин вводилась антидетонационная присадка:

Присадка добавлялось по объёму от 1 до 4 куб. см. жидкости на 1 литр. Бензины с присадкой имели маркировку:

где цифра перед буквой Б означает объём количества присадки в см3 на литр бензина. В скобках число показывает итоговое октановое число смеси бензина с присадкой. Также готовились топливные смеси, с добавлением в бензин бензолов и изооктанов, с октановым числом 95:

С распространением турбореактивных двигателей производство авиационных бензинов было значительно сокращено. К концу 20-го века в производстве оставались этилированные бензины Б-91/115 и Б-95/130, которые маркируются по ГОСТ 1012-72 через дробь: в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси. [1] Затем производство этих бензинов на территории РФ было полностью прекращено, а парк легкомоторной авиации начал использовать автомобильный бензин АИ-95 или импортный бензин AVGAS 100LL (с осени 2016 года 100LL производится в РФ по ГОСТ Р 55493-2013).

Также осталось производство бензина Б-70, который долгое время применялся в качестве горючего для турбостартеров двигателей самолётов типа Ту-16, Ту-22, и ряда др. В настоящее время этот бензин в основном применяется при техническом обслуживании техники в качестве растворителя.

Материалы по теме

Интересные статьи

9 фактов о заправке воздушных судов

Несмотря на обилие технических особенностей, тема полна и увлекательными для обывателей фактами. Мы собрали малую часть из них – 9 самых, на наш взгляд, интересных.

Заправка самолетов – процесс сложный, но слаженный, продуманный до мелочей и интересный. Если представится возможность попасть в аэропорт на экскурсию и проследить за процессом, постарайтесь не упустить этот шанс. Хотя бы на земле посмотрите, как обеспечивается безопасность и контроль горючего на всех этапах, ведь за наполнением баков в воздухе получится наблюдать лишь на видеозаписях.

Вам понравилось?

Турбореактивный двигатель авиалайнеров

Для начала нужно иметь представление, за счет чего вообще самолет поднимается в воздух и преодолевает огромные расстояния. Это происходит благодаря реактивной тяге. Если не углубляться в законы физики, то это сила отдачи струи газа, которая обеспечивает движение двигателя и объектов, которые к нему прилагаются. В нашем случае этим объектом выступает самолет с пассажирами. Газовая струя вытекает из сопла турбореактивного двигателя. Она отталкивается от воздуха и задает самолету движение с определенной скоростью. Чем сильнее отдача газа, тем большую скорость набирает авиалайнер.

Турбореактивный двигатель имеет следующие основные части:

В реактивном сопле проходит процесс получения реактивной тяги, за счет чего самолет разгоняется. Остановимся детальнее на том, каким топливом заправляют самолеты.

Перевозка авиатоплива по железной дороге

Классификация марок и состав

Бензин для авиационных двигателей различается по показателям сортности. Именно этот критерий отвечает за мощность, развиваемую двигателем. Например, у Б-91/115 второе число как раз и является показателем сортности, а первое – это октановое число.

В отличие от автомобильного бензина, авиационный не разделяется на зимние и летние сорта. Ведь в полете всегда практически одна и та же температура, которая мало зависит от смены сезона. Зато к любому типу топлива в авиации добавляют больше тетраэтилсвинца и строго регулируют нормы содержания серы и смол. Чтобы гарантировать необходимые показатели теплоты сгорания и температуры кристаллизации, в состав также добавляют толуол, изомеризат, пиробензол и другие компоненты.

О наличии особых добавок в составе свидетельствует и цвет авиационного топлива. Он, как правило, ярко-желтый, ярко-зеленый или оранжевый.

Реактивные топлива

Основная статья: Авиакеросин

Керосин — фракция нефти, выкипающая в основном в интервале температур 200—300°С
Реактивное топливо, топливо для авиационных реактивных двигателей — это как правило, керосиновые фракции, получаемые прямой перегонкой из малосернистых (например, Т-1) и сернистых (ТС-1) нефтей. В настоящее время прямоперегонного авиационного топлива мало, широко применяется гидроочистка и добавка присадок.

Керосин применяется для бытовых целей как печное и моторное топливо, растворитель лаков и красок. Реактивное топливо применяется в качестве горючего для газотурбинных двигателей самолётов и вертолётов гражданской и военной авиации, и кроме того, топливо на борту воздушного судна также может использоваться в качестве теплоносителя или хладагента (топливно-воздушные и топливно-масляные радиаторы), и в качестве рабочей жидкости гидросистем (например, управление сечением реактивного сопла двигателя). Также реактивные топлива широко применяются как растворитель при техническом обслуживании воздушных судов, при очистке от загрязнений ручным либо машинным способом (например, в ультразвуковой установке для очистки фильтров в качестве рабочей жидкости применяется авиакеросин). Авиационные реактивные топлива проходят в общей сложности до 8 ступеней контроля качества, а в Российской Федерации, кроме того, и приёмку военным представителем.

Для реактивных топлив основными показателями качества являются:

Реактивные топлива вырабатываются в основном из среднедистиллятных фракций нефти, выкипающих при температуре 140—280 С° (лигроино-керосиновых). Широкофракционные сорта реактивных топлив изготовляются с вовлечением в переработку бензиновых фракций нефти. Для получения некоторых сортов реактивных топлив (Т-8В, Т-6) в качестве сырья применяются вакуумный газойль и продукты вторичной переработки нефти.

Реактивные топлива на 96—99 % состоят из углеводородов, в составе которых различают три основные группы:

Кроме углеводородов в реактивных топливах в незначительных количествах присутствуют сернистые, кислородные, азотистые, металлорганические соединения и смолистые вещества. Их содержание в реактивных топливах Регламентируется стандартами.

В России и странах СНГ, эксплуатирующих советскую авиатехнику, используются следующие типы авиационного топлива:

— ТС-1 в РФ производится по ГОСТ 10227-86 с изм. 1-6. — прямогонная фракция 150—250 С°, либо смесь прямогонных и гидроочищенных фракций (основным ограничением является содержание общей серы и меркаптановой не более 0,2 % и 0,003 %). Самый массовый вид авиационного топлива на территории РФ и постсоветском пространстве, предназначенный для всех старых типов турбовинтовых и дозвуковых турбореактивных двигателей, также на нём эксплуатируются самолёты зарубежных производителей. По своим характеристикам и области применения примерно соответствует зарубежному керосину Jet-A. Является резервным по отношению к топливу РТ.

— РТ — высококачественное топливо, нефтяная фракция 135—280 С° с полной гидроочисткой. Содержание серы: общей — 0,1 %, меркаптановой — 0,001 %. В связи с гидрокрекингом топливо «сухое», то есть имеет низкие смазывающие свойства. В процессе производства в него вводятся антиокислительная и антиизносная присадки. Предназначено для турбореактивных дозвуковых и некоторых сверхзвуковых самолётов (Су-27, Ту-22М3 и др.), а также в качестве резерва топлива ТС-1. Зарубежных аналогов для данного топлива нет.

–Т-6 и Т-8В — термостойкое реактивное топливо для двигателей некоторых сверхзвуковых самолётов (например, ). Производятся по очень сложной технологии с гидроочисткой и введением присадок. Эти топлива производятся только для нужд Министерства обороны РФ.

Керосин для авиации и не только

Керосин относят к светлым видам нефтепродуктов. Производится он путем прямой перегонки или вторичной переработки нефти. Температура кипения этого продукта, в зависимости от состава, может варьироваться в пределах от 150 до 250 градусов.

Вот основные сферы применения керосина:

Требования к бензину для авиации

По сравнению с автомобильным горючим, к авиационному бензину гораздо жёстче. Его изготовление регламентировано числом технологических процессов. Горючую жидкость для летательных средств разрабатывают, учитывая все особенности конструкции топливных систем и моторов в самолётах.

Специальные требования к авиационным бензинам, которые используются в авиации:

Источник