Nhiên liệu máy bay phản lực – Wikipedia

Posted on by lordneo

"JP-1" chuyển hướng ở đây. Đối với các mục đích sử dụng khác, xem JP1.
Chuyển hướng "JP-3" tại đây. Không nên nhầm lẫn với JP3.

Nhiên liệu phản lực nhiên liệu tuabin hàng không ( ATF ), hoặc avtur là một loại nhiên liệu hàng không được thiết kế để sử dụng trong máy bay chạy bằng động cơ tua-bin khí. Nó là không màu để màu rơm xuất hiện. Nhiên liệu được sử dụng phổ biến nhất cho hàng không thương mại là Jet A và Jet A-1, được sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế tiêu chuẩn. Nhiên liệu máy bay phản lực duy nhất khác thường được sử dụng trong hàng không chạy bằng động cơ tuabin dân dụng là Jet B, được sử dụng để tăng cường hiệu suất thời tiết lạnh.

Nhiên liệu phản lực là hỗn hợp của một số lượng lớn các hydrocacbon khác nhau. Do thành phần chính xác của nhiên liệu máy bay rất khác nhau dựa trên nguồn dầu mỏ, nên không thể định nghĩa nhiên liệu máy bay là tỷ lệ của các hydrocacbon cụ thể. Do đó, nhiên liệu phản lực được định nghĩa là một đặc điểm kỹ thuật hiệu suất chứ không phải là một hợp chất hóa học. [1] Ngoài ra, phạm vi khối lượng phân tử giữa các hydrocacbon (hoặc số lượng carbon khác nhau) được xác định bởi các yêu cầu cho sản phẩm, như điểm đóng băng hoặc điểm khói . Nhiên liệu phản lực loại dầu hỏa (bao gồm Jet A và Jet A-1) có phân bố số lượng carbon trong khoảng 8 đến 16 (nguyên tử carbon trên mỗi phân tử); nhiên liệu máy bay phản lực cắt ngang hoặc naphtha (bao gồm cả Jet B), trong khoảng từ 5 đến 15. [2]

Lịch sử [ chỉnh sửa ]

Nhiên liệu cho máy bay chạy bằng động cơ piston (thường là một xăng có chỉ số octan cao được gọi là avgas) có độ bay hơi cao để cải thiện các đặc tính chế hòa khí và nhiệt độ tự động cao để ngăn chặn sự xâm nhập trong động cơ máy bay nén cao. Động cơ tua-bin (như động cơ diesel) có thể hoạt động với nhiều loại nhiên liệu vì nhiên liệu được đưa vào buồng đốt nóng. Động cơ máy bay phản lực và tuabin khí (tuabin, máy bay trực thăng) thường sử dụng nhiên liệu chi phí thấp hơn với điểm chớp cháy cao hơn, ít bắt lửa hơn và do đó an toàn hơn khi vận chuyển và xử lý.

Động cơ phản lực máy nén trục đầu tiên trong dịch vụ sản xuất và chiến đấu rộng rãi, Junkers Jumo 004 sử dụng trên máy bay chiến đấu Messerschmitt Me 262A và máy bay ném bom phản lực Arado Ar 234B, đốt cháy nhiên liệu diesel "J2" tổng hợp đặc biệt. Xăng là một lựa chọn thứ ba nhưng không hấp dẫn do mức tiêu thụ nhiên liệu cao. [3] Các loại nhiên liệu khác được sử dụng là dầu hỏa hoặc dầu hỏa và hỗn hợp xăng.

Tiêu chuẩn [ chỉnh sửa ]

Hầu hết nhiên liệu máy bay được sử dụng kể từ khi kết thúc Thế chiến II đều dựa trên dầu hỏa. Cả hai tiêu chuẩn của Anh và Mỹ cho nhiên liệu máy bay phản lực lần đầu tiên được thiết lập vào cuối Thế chiến II. Các tiêu chuẩn của Anh bắt nguồn từ các tiêu chuẩn cho việc sử dụng dầu hỏa cho đèn đèn được gọi là parafin ở Vương quốc Anh trong khi các tiêu chuẩn của Mỹ có nguồn gốc từ thực hành xăng dầu hàng không. Trong những năm tiếp theo, chi tiết về thông số kỹ thuật đã được điều chỉnh, chẳng hạn như điểm đóng băng tối thiểu, để cân bằng các yêu cầu về hiệu suất và tính sẵn có của nhiên liệu. Điểm đóng băng nhiệt độ rất thấp làm giảm khả năng có sẵn của nhiên liệu. Các sản phẩm điểm chớp cháy cao hơn cần thiết để sử dụng cho các hàng không mẫu hạm đắt hơn để sản xuất. [4] Tại Hoa Kỳ, ASTM International sản xuất các tiêu chuẩn cho các loại nhiên liệu dân sự và Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ sản xuất các tiêu chuẩn cho sử dụng quân sự. Bộ Quốc phòng Anh thiết lập các tiêu chuẩn cho cả nhiên liệu máy bay dân sự và quân sự. [4] Vì lý do khả năng liên vận hành, các tiêu chuẩn quân sự của Anh và Hoa Kỳ được hài hòa ở một mức độ. Ở Nga và các nước thuộc Liên Xô cũ, các loại nhiên liệu máy bay được bao phủ bởi số Tiêu chuẩn Nhà nước (GOST) hoặc số Điều kiện Kỹ thuật, với cấp chính có sẵn ở Nga và các thành viên của CIS là TS-1.

Jet A [ chỉnh sửa ]

Jet Một nhiên liệu đặc điểm kỹ thuật đã được sử dụng ở Hoa Kỳ từ những năm 1950 và thường không có sẵn bên ngoài Hoa Kỳ [5] và một số ít Canada các sân bay như Toronto và Vancouver, [6] trong khi Jet A-1 là nhiên liệu đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn được sử dụng ở phần còn lại của thế giới ngoài các quốc gia thuộc Liên Xô cũ, nơi TS-1 là tiêu chuẩn phổ biến nhất. Cả Jet A và Jet A-1 đều có điểm chớp cháy cao hơn 38 ° C (100 ° F), với nhiệt độ tự động là 210 ° C (410 ° F). [7]

Sự khác biệt giữa Jet A và Jet A-1 [19659007] [ chỉnh sửa ]

Sự khác biệt chính là điểm đóng băng thấp hơn của A-1: ​​[5]

  • Jet A's là −40 ° C (−40 ° F)
  • Jet A-1 là −47 ° C (53 ° F)

Sự khác biệt khác là bổ sung bắt buộc của phụ gia chống tĩnh điện cho Jet A-1.

Xe tải Jet A, xe tăng lưu trữ và hệ thống ống nước mang Jet A được đánh dấu bằng nhãn dán màu đen có chữ "Jet A" in màu trắng trên đó, liền kề với một dải màu đen khác.

Tính chất vật lý điển hình cho Jet A và Jet A-1 [ chỉnh sửa ]

Nhiên liệu Jet A-1 phải đáp ứng:

  • DEF STAN 91-91 (Jet A-1),
  • Thông số kỹ thuật của ASTM D1655 (Jet A-1) và
  • Tài liệu hướng dẫn IATA (Loại Kerosene), Mã NATO F-35.

Jet Một nhiên liệu phải đạt tiêu chuẩn ASTM D1655 (Jet A) [8]

Tính chất vật lý điển hình cho Jet A / Jet A-1 [9]

Jet B [ chỉnh sửa ]

Jet B là nhiên liệu ở vùng naphtha-dầu hỏa được sử dụng để tăng cường hiệu suất thời tiết lạnh. Tuy nhiên, thành phần nhẹ hơn của Jet B khiến nó nguy hiểm hơn khi xử lý. [8] Vì lý do này, nó hiếm khi được sử dụng, ngoại trừ ở vùng khí hậu rất lạnh. Một hỗn hợp của khoảng 30% dầu hỏa và 70% xăng, nó được gọi là nhiên liệu cắt rộng. Nó có điểm đóng băng rất thấp −60 ° C (−76 ° F) và cũng có điểm chớp cháy thấp. Nó chủ yếu được sử dụng trong một số máy bay quân sự. Nó cũng được sử dụng ở Bắc Canada, Alaska và đôi khi là Nga vì điểm đóng băng thấp.

Phụ gia [ chỉnh sửa ]

Thông số kỹ thuật DEF STAN 91-91 (Anh) và ASTM D1655 (quốc tế) cho phép thêm một số chất phụ gia vào nhiên liệu máy bay phản lực, bao gồm: [14] [15]

  • Chất chống oxy hóa để ngăn chặn gumming, thường dựa trên phenol kiềm hóa, ví dụ, AO-30, AO-31 hoặc AO-37; , để tiêu tan tĩnh điện và ngăn chặn tia lửa; Stadis 450, với thành phần là axit dinonylnaphthylsulfonic (DINNSA), là một ví dụ
  • Chất ức chế ăn mòn, ví dụ, DCI-4A được sử dụng cho nhiên liệu dân sự và quân sự, và DCI-6A được sử dụng cho nhiên liệu quân sự;
  • (FSII) đại lý, ví dụ, Di-EGME; FSII thường được pha trộn tại điểm bán để người dùng có dòng nhiên liệu được đốt nóng không phải trả thêm chi phí.
  • Chất diệt khuẩn phải khắc phục sự phát triển của vi khuẩn (tức là vi khuẩn và nấm) trong hệ thống nhiên liệu máy bay. Hiện nay, hai chất diệt khuẩn được chấp thuận sử dụng bởi hầu hết các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM); Kathon FP1.5 Microbiocide và Biobor JF. [16]
  • Có thể thêm chất khử kim loại để khắc phục các tác động xấu của kim loại vi lượng đối với sự ổn định nhiệt của nhiên liệu. Một chất phụ gia được phép là N, N hè-disalicylidene 1,2-propanediamine.

Khi ngành hàng không, nhu cầu phản lực dầu lửa đã tăng lên hơn 5% trong số tất cả các sản phẩm tinh chế có nguồn gốc từ dầu thô, nhà máy lọc cần thiết để tối ưu hóa năng suất của dầu hỏa, một sản phẩm có giá trị cao, bằng các kỹ thuật quy trình khác nhau. Các quy trình mới đã cho phép linh hoạt trong việc lựa chọn các loại bột, sử dụng cát than đá làm nguồn phân tử và sản xuất cổ phiếu pha trộn tổng hợp. Do số lượng và mức độ nghiêm trọng của các quy trình được sử dụng, nó thường là cần thiết và đôi khi bắt buộc phải sử dụng phụ gia. Những chất phụ gia này có thể, ví dụ, ngăn chặn sự hình thành các loài hóa học có hại hoặc cải thiện tính chất của nhiên liệu để tránh hao mòn động cơ hơn nữa.

Nước trong nhiên liệu máy bay [ chỉnh sửa ]

Điều rất quan trọng là nhiên liệu máy bay không bị nhiễm bẩn nước. Trong quá trình bay, nhiệt độ của nhiên liệu trong các thùng giảm xuống, do nhiệt độ thấp trong bầu khí quyển phía trên. Điều này gây ra sự kết tủa của nước hòa tan từ nhiên liệu. Nước tách ra sau đó rơi xuống đáy bể, vì nó đậm đặc hơn nhiên liệu. Vì nước không còn trong dung dịch, nó có thể tạo thành các giọt có thể siêu lạnh xuống dưới 0 ° C. Nếu những giọt siêu lạnh này va chạm với một bề mặt, chúng có thể đóng băng và có thể dẫn đến các ống dẫn nhiên liệu bị chặn. [17] Đây là nguyên nhân của vụ tai nạn Chuyến bay 38 của British Airways. Loại bỏ tất cả nước từ nhiên liệu là không thực tế; do đó, máy sưởi nhiên liệu thường được sử dụng trên máy bay thương mại để ngăn nước trong nhiên liệu bị đóng băng.

Có một số phương pháp để phát hiện nước trong nhiên liệu máy bay. Kiểm tra trực quan có thể phát hiện nồng độ cao của nước lơ lửng, vì điều này sẽ khiến nhiên liệu trở nên mơ hồ. Một thử nghiệm hóa học tiêu chuẩn công nghiệp để phát hiện nước tự do trong nhiên liệu máy bay sử dụng miếng lọc nhạy cảm với nước chuyển sang màu xanh lá cây nếu nhiên liệu vượt quá giới hạn thông số kỹ thuật là 30 ppm (phần triệu) nước miễn phí. [18] Một thử nghiệm quan trọng để đánh giá khả năng của nhiên liệu máy bay để giải phóng nước nhũ hóa khi đi qua các bộ lọc kết hợp là Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn D3948 theo tiêu chuẩn ASTM để xác định đặc tính tách nước của nhiên liệu tuabin hàng không bằng máy tách khí cầm tay.

Nhiên liệu máy bay phản lực quân sự [ chỉnh sửa ]

Một thủy thủ kiểm tra một mẫu nhiên liệu máy bay phản lực JP-5 trên tàu vận tải đổ bộ.

Các tổ chức quân sự trên thế giới sử dụng một loại khác hệ thống phân loại của số JP (cho "Jet Propellant"). Một số gần giống với các đối tác dân sự của họ và chỉ khác nhau bởi số lượng của một vài chất phụ gia; Jet A-1 tương tự như JP-8, Jet B tương tự như JP-4. [19] Các nhiên liệu quân sự khác là các sản phẩm chuyên dụng cao và được phát triển cho các ứng dụng rất cụ thể.

Nhiên liệu phản lực đôi khi được phân loại là dầu hỏa hoặc naphtha. [4] Nhiên liệu loại dầu hỏa bao gồm Jet A, Jet A-1, JP-5 và JP-8. Nhiên liệu máy bay phản lực loại Naphtha, đôi khi được gọi là nhiên liệu máy bay "cắt rộng", bao gồm Jet B và JP-4. [4]

JP-1
là nhiên liệu máy bay phản lực sớm [20] được chỉ định vào năm 1944 bởi Hoa Kỳ chính phủ (AN-F-32). Đó là nhiên liệu dầu hỏa nguyên chất với điểm chớp cháy cao (so với xăng hàng không) và điểm đóng băng −60 ° C (−76 ° F). Yêu cầu điểm đóng băng thấp hạn chế khả năng sẵn có của nhiên liệu và nó đã sớm bị thay thế bởi các nhiên liệu phản lực "cắt rộng" khác là hỗn hợp dầu hỏa-naphtha hoặc dầu hỏa. Nó còn được gọi là avtur .
JP-2
một loại lỗi thời được phát triển trong Thế chiến II. JP-2 được dự định là dễ sản xuất hơn JP-1 vì nó có điểm đóng băng cao hơn, nhưng không bao giờ được sử dụng rộng rãi. [21]
JP-3
là một nỗ lực để cải thiện khả năng sẵn có của nhiên liệu so với JP-1 bằng cách mở rộng dung sai cắt và nới lỏng các tạp chất để đảm bảo cung cấp sẵn sàng. Trong cuốn sách của ông Đánh lửa! Một lịch sử không chính thức về chất phóng xạ tên lửa lỏng John D. Clark đã mô tả đặc điểm kỹ thuật này là "tự do đáng chú ý, với một mức cắt rộng (phạm vi nhiệt độ chưng cất) và với các giới hạn cho phép đối với olefin và chất thơm mà bất kỳ nhà máy tinh chế nào vượt quá mức Nồi moonshiner của Kentucky vẫn có thể chuyển đổi ít nhất một nửa số dầu thô thành nhiên liệu máy bay ". [22] Nó thậm chí còn dễ bay hơi hơn JP-2 và có tổn thất bay hơi cao trong dịch vụ. [23]
JP -4
là hỗn hợp xăng dầu 50-50. Nó có điểm chớp cháy thấp hơn JP-1, nhưng được ưa thích vì tính sẵn có cao hơn. Nó là nhiên liệu máy bay phản lực chính của Không quân Hoa Kỳ từ năm 1951 đến năm 1995. Mã NATO của nó là F-40 . Nó còn được gọi là avtag .
JP-5
là nhiên liệu máy bay phản lực dựa trên dầu hỏa màu vàng được phát triển vào năm 1952 để sử dụng cho các máy bay đóng trên tàu sân bay, trong đó nguy cơ từ hỏa hoạn là rất lớn . JP-5 là một hỗn hợp phức tạp của hydrocarbon, có chứa ankan, naphten và hydrocarbon thơm nặng 6,8 pound mỗi gallon Mỹ (0,81 kg / l) và có điểm chớp cháy cao (tối thiểu 60 ° C hoặc 140 ° F). 19659075] Bởi vì một số trạm không quân của hải quân Hoa Kỳ, trạm không quân của Thủy quân lục chiến và trạm không quân của Lực lượng bảo vệ bờ biển có cả máy bay hải quân trên biển và trên bờ (ví dụ: "trên bộ"), những thiết bị này cũng sẽ cung cấp nhiên liệu cho máy bay trên bờ của họ Do đó, JP-5 không cần phải duy trì các cơ sở nhiên liệu riêng biệt cho nhiên liệu JP-5 và không phải JP-5. Ngoài ra, JP-5 có thể đã được các quốc gia khác sử dụng cho máy bay quân sự của họ. Điểm đóng băng của nó là −46 ° C (−51 ° F). Nó không chứa chất chống tĩnh điện. JP-5 còn được gọi là NCI-C54784. Mã NATO của JP-5 là F-44 . Nó cũng được gọi là AVCAT nhiên liệu cho Av iation Ca rrier T nhiên liệu urbine. [25]
JP-4 và JP-5 nhiên liệu, được bảo vệ bởi MIL-DTL-5624 và đáp ứng Thông số kỹ thuật của Anh DEF STAN 91-86 AVCAT / FSII (trước đây là DERD 2452), [26] được sử dụng cho động cơ tua-bin máy bay. Những nhiên liệu này đòi hỏi các chất phụ gia độc đáo của quân đội, cần thiết trong các hệ thống, động cơ và nhiệm vụ vũ khí quân sự.
JP-6
Đây là một loại nhiên liệu máy bay được phát triển cho động cơ phản lực General Electric YJ93 của XB-70 Valkyrie máy bay siêu thanh. JP-6 là lý tưởng cho máy bay ném bom tầm cao, tương tự như JP-5 nhưng có điểm đóng băng thấp hơn và độ ổn định oxy hóa nhiệt được cải thiện. Khi chương trình XB-70 bị hủy, đặc điểm kỹ thuật JP-6, MIL-J-25656, cũng đã bị hủy. [28]
JP-7
đã được phát triển cho song sinh Pratt & Động cơ phản lực / ramjet Whitney J58 của SR-71 Blackbird và có điểm chớp cháy cao để đối phó tốt hơn với sức nóng và căng thẳng của chuyến bay siêu thanh tốc độ cao.
JP-8
là nhiên liệu máy bay phản lực, được chỉ định và sử dụng rộng rãi của quân đội Hoa Kỳ. Nó được quy định bởi MIL-DTL-83133 và Tiêu chuẩn quốc phòng 91-87 của Anh. JP-8 là nhiên liệu dựa trên dầu hỏa, dự kiến ​​sẽ được sử dụng ít nhất cho đến năm 2025. Nó được giới thiệu lần đầu tiên tại các căn cứ của NATO vào năm 1978. Mã NATO của nó là F-34 .
JP-9
là nhiên liệu tuabin khí cho tên lửa, cụ thể là Tomahawk chứa TH-dimer TetraHydroDiMethylCycloPentadiene được sản xuất bằng hydro hóa xúc tác của methylpentadiene dimer.
JP-10
19659088] Nó chứa hỗn hợp (theo thứ tự giảm dần) endo-tetrahydrodicyclopentadiene, exo-tetrahydrodicyclopentadiene và adamantane. Nó được sản xuất bởi quá trình hydro hóa xúc tác của dicyclopentadiene. Nó thay thế nhiên liệu JP-9, đạt giới hạn dịch vụ nhiệt độ thấp thấp hơn −65 ° F (−54 ° C). [29]
JPTS
được phát triển vào năm 1956 cho máy bay do thám Lockheed U-2.
Zip Fuel
chỉ định một loạt "nhiên liệu năng lượng cao" chứa boron thử nghiệm dành cho máy bay tầm xa. Độc tính và dư lượng không mong muốn của nhiên liệu khiến nó khó sử dụng. Sự phát triển của tên lửa đạn đạo đã loại bỏ ứng dụng chính của nhiên liệu zip.
Synt Fuel
đã hợp tác với USAF để phát triển hỗn hợp nhiên liệu máy bay phản lực tổng hợp giúp họ giảm sự phụ thuộc vào xăng dầu nhập khẩu. USAF, nơi sử dụng nhiên liệu lớn nhất của quân đội Hoa Kỳ, đã bắt đầu khám phá các nguồn nhiên liệu thay thế vào năm 1999. Vào ngày 15 tháng 12 năm 2006, một chiếc B-52 đã cất cánh từ Căn cứ Không quân Edwards lần đầu tiên được cung cấp bởi 50-50 sự pha trộn giữa nhiên liệu FT của JP-8 và Synt Fuel. Cuộc thử nghiệm kéo dài bảy giờ được coi là thành công. Mục tiêu của chương trình thử nghiệm chuyến bay là để đủ điều kiện pha trộn nhiên liệu cho việc sử dụng phi đội trên các máy bay B-52 của dịch vụ, sau đó thử nghiệm và đủ điều kiện bay trên các máy bay khác.

Sử dụng động cơ Piston [ ]

Nhiên liệu phản lực rất giống với nhiên liệu diesel và trong một số trường hợp, có thể bị đốt cháy trong động cơ diesel. Khả năng luật pháp về môi trường cấm sử dụng ava chì, và việc thiếu nhiên liệu thay thế có hiệu suất tương tự, đã khiến các nhà thiết kế máy bay và các tổ chức phi công tìm kiếm động cơ thay thế để sử dụng trong máy bay nhỏ. [30] các nhà sản xuất động cơ, đặc biệt là Thielert và Austro Engine, đã bắt đầu cung cấp động cơ diesel máy bay chạy bằng nhiên liệu máy bay. Công nghệ này có tiềm năng đơn giản hóa hậu cần sân bay bằng cách giảm số lượng các loại nhiên liệu cần thiết. Nhiên liệu máy bay phản lực có sẵn ở hầu hết các nơi trên thế giới, trong khi avgas chỉ có sẵn rộng rãi ở một số quốc gia có số lượng lớn máy bay nói chung. Một động cơ diesel cũng có khả năng thân thiện với môi trường và tiết kiệm nhiên liệu hơn động cơ avgas. Tuy nhiên, rất ít động cơ máy bay diesel đã được chứng nhận bởi các cơ quan hàng không. Động cơ máy bay diesel ngày nay không phổ biến, mặc dù các động cơ diesel hàng không đối nghịch như gia đình Junkers Jumo 205 đã được sử dụng trong Thế chiến thứ hai.

Nhiên liệu máy bay phản lực thường được sử dụng trong các phương tiện hỗ trợ mặt đất tại các sân bay, thay vì diesel. Quân đội Hoa Kỳ sử dụng rất nhiều JP-8, ví dụ. Tuy nhiên, nhiên liệu máy bay phản lực có xu hướng có khả năng bôi trơn kém so với động cơ diesel, do đó làm tăng sự hao mòn đối với máy bơm nhiên liệu và các bộ phận động cơ khác có liên quan. [ cần trích dẫn ] Xe dân dụng có xu hướng không cho phép sử dụng hoặc yêu cầu một chất phụ gia được trộn với nhiên liệu máy bay để khôi phục độ bôi trơn của nó. Nhiên liệu máy bay phản lực đắt hơn nhiên liệu diesel nhưng lợi thế về hậu cần của việc sử dụng một loại nhiên liệu có thể bù đắp chi phí sử dụng thêm trong một số trường hợp.

Nhiên liệu phản lực chứa nhiều lưu huỳnh hơn, lên tới 1.000 ppm, điều đó có nghĩa là nó có tính bôi trơn cao hơn và hiện không cần phụ gia bôi trơn như tất cả các nhiên liệu diesel đường ống yêu cầu. Sự ra đời của Ultra Low Sulfur Diesel hoặc ULSD mang đến sự cần thiết cho các bộ điều chỉnh bôi trơn. Đường ống dẫn dầu trước khi ULSD có thể chứa tới 500 ppm lưu huỳnh và được gọi là Diesel có hàm lượng lưu huỳnh thấp hoặc LSD. Tại Hoa Kỳ, LSD hiện chỉ dành cho các công trình xây dựng ngoài đường, đầu máy và thị trường hàng hải. Khi nhiều quy định của EPA được đưa ra, nhiều nhà máy lọc dầu đang điều chỉnh quá trình sản xuất nhiên liệu máy bay của họ, do đó hạn chế khả năng bôi trơn của nhiên liệu máy bay, như được xác định theo tiêu chuẩn D445 của ASTM.

Nhiên liệu máy bay phản lực tổng hợp [ chỉnh sửa ]

Fischer tổng Tropsch (FT) Tổng hợp nhiên liệu tổng hợp Paraffinic Kerosene (SPK) được chứng nhận để sử dụng tại các đội tàu hàng không quốc tế và Hoa Kỳ % pha trộn với nhiên liệu máy bay thông thường. [31] Tính đến cuối năm 2017, bốn con đường khác đến SPK được chứng nhận, với chỉ định và tỷ lệ pha trộn tối đa trong các dấu ngoặc: Este đã qua xử lý và Axit béo (HEFA SPK, 50%); tổng hợp iso-parafin từ đường lên men thủy điện (SIP, 10%); dầu hỏa tổng hợp parafin cộng với chất thơm (SPK / A, 50%); SPK cồn-máy bay phản lực (ATJ-SPK, 30%). Cả SPK dựa trên FT và HEFA được pha trộn với JP-8 được chỉ định trong MIL-DTL-83133H.

Một số nhiên liệu máy bay phản lực tổng hợp cho thấy giảm các chất gây ô nhiễm như SOx, NOx, chất hạt và đôi khi là khí thải carbon. [32][33][34][35][36] Người ta dự tính rằng việc sử dụng nhiên liệu máy bay tổng hợp sẽ làm tăng chất lượng không khí xung quanh các sân bay sẽ đặc biệt thuận lợi tại sân bay nội thành. [37]

  • Qatar Airlines trở thành hãng hàng không đầu tiên khai thác chuyến bay thương mại trên hỗn hợp 50:50 của nhiên liệu phản lực tổng hợp Gas sang Liquid (GTL) và nhiên liệu máy bay thông thường. Dầu hỏa tổng hợp có nguồn gốc từ khí tự nhiên cho chuyến bay kéo dài sáu giờ từ London đến Doha đến từ nhà máy GTL của Shell ở Bintulu, Malaysia. [38]
  • Chuyến bay máy bay chở khách đầu tiên trên thế giới chỉ sử dụng nhiên liệu phản lực tổng hợp là từ sân bay quốc tế Lanseria đến sân bay quốc tế Cape Town vào ngày 22 tháng 9 năm 2010. Nhiên liệu được phát triển bởi Sasol. [39]

Nhà hóa học Heather Willauer đang lãnh đạo một nhóm các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ người đang phát triển một quy trình sản xuất nhiên liệu máy bay từ nước biển. Công nghệ đòi hỏi đầu vào của năng lượng điện để tách khí Oxy (O 2 ) và Hydrogen (H 2 ) từ nước biển bằng chất xúc tác sắt, sau đó là bước oligome hóa trong đó cacbon monoxide (CO) và hydro được tái hợp thành hydrocarbon chuỗi dài, sử dụng zeolite làm chất xúc tác. Công nghệ này dự kiến ​​sẽ được các tàu chiến của Hải quân Hoa Kỳ triển khai vào những năm 2020, đặc biệt là các tàu sân bay chạy bằng năng lượng hạt nhân. [40][41][42][43][44][45]

Các thử nghiệm nhiên liệu tổng hợp của USAF [ chỉnh sửa ]

Vào ngày 8 tháng 8 năm 2007, Bộ trưởng Không quân Michael Wynne đã chứng nhận B-52H là được chấp thuận hoàn toàn để sử dụng hỗn hợp FT, đánh dấu kết luận chính thức của chương trình thử nghiệm.

C-17 Globemaster III của USAF được chế tạo để thực hiện thử nghiệm phát triển.

Chương trình này là một phần của Sáng kiến ​​Bảo đảm Nhiên liệu của Bộ Quốc phòng, một nỗ lực nhằm phát triển các nguồn trong nước an toàn cho nhu cầu năng lượng của quân đội. Lầu Năm Góc hy vọng sẽ giảm việc sử dụng dầu thô từ các nhà sản xuất nước ngoài và thu được khoảng một nửa nhiên liệu hàng không từ các nguồn thay thế vào năm 2016. Với B-52 hiện đã được phê duyệt sử dụng hỗn hợp FT, USAF sẽ sử dụng các giao thức thử nghiệm được phát triển trong chương trình chứng nhận C-17 Globemaster III và sau đó là B-1B để sử dụng nhiên liệu. Để thử nghiệm hai máy bay này, USAF đã đặt hàng 281.000 US gal (1.060.000 l) nhiên liệu FT. USAF dự định sẽ thử nghiệm và chứng nhận mọi khung máy bay trong kho của mình để sử dụng nhiên liệu vào năm 2011. Họ cũng sẽ cung cấp hơn 9.000 gal Mỹ (34.000 l; 7.500 imp gal) cho NASA để thử nghiệm trên nhiều máy bay và động cơ khác nhau. [[19659117] cần cập nhật ]

USAF đã chứng nhận B-1B, B-52H, C-17, C-130J, F-4 (là máy bay không người lái mục tiêu QF-4), F-15 , F-22 và T-38 để sử dụng hỗn hợp nhiên liệu tổng hợp. [46]

C-17 Globemaster III, F-16 và F-15 của Không quân Hoa Kỳ được chứng nhận sử dụng Nhiên liệu máy bay tái tạo được hydrotreated. [47][48] USAF có kế hoạch chứng nhận hơn 40 mô hình cho nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu thải và thực vật vào năm 2013. [48] Quân đội Hoa Kỳ được coi là một trong số ít khách hàng của nhiên liệu sinh học đủ lớn để có thể mang nhiên liệu sinh học lên sản xuất khối lượng cần thiết để giảm chi phí. [48] Hải quân Hoa Kỳ cũng đã điều khiển một chiếc Super Fet Boeing F / A-18E / F được mệnh danh là "Green Hornet" với tốc độ gấp 1,7 lần âm thanh khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu sinh học. [19659124] Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) đã tài trợ cho một dự án trị giá 6,7 triệu đô la với Honeywell UOP để phát triển các công nghệ tạo ra nhiên liệu máy bay từ nhiên liệu sinh học để sử dụng cho quân đội Hoa Kỳ và NATO. [49]

chỉnh sửa ]

Ngành vận tải hàng không chịu trách nhiệm cho 2-3% lượng khí carbon dioxide nhân tạo phát ra. [50] Boeing ước tính rằng nhiên liệu sinh học có thể giảm phát thải khí nhà kính liên quan đến chuyến bay từ 60 đến 80%. Một giải pháp khả thi đã nhận được nhiều phương tiện truyền thông hơn các phương tiện khác là trộn nhiên liệu tổng hợp có nguồn gốc từ tảo với nhiên liệu máy bay hiện có: [51]

  • Green Flight International trở thành hãng hàng không đầu tiên bay máy bay phản lực trên 100% nhiên liệu sinh học. Chuyến bay từ sân bay Reno Stead ở Stead, Nevada nằm trong chiếc máy bay Aero L-29 Delfín do Carol Sugars và Douglas Rodante lái. [52]
  • Boeing và Air New Zealand đang hợp tác với Tecbio [53] Aquaflow Bionomic và các nhà phát triển nhiên liệu sinh học phản lực khác trên khắp thế giới.
  • Virgin Atlantic đã thử nghiệm thành công hỗn hợp nhiên liệu sinh học bao gồm 20% hạt babassu và dừa và 80% nhiên liệu máy bay thông thường, được đưa vào một động cơ trên chuyến bay 747 từ London Heathrow đến Amsterdam Schiphol. [54]
  • Một tập đoàn bao gồm Boeing, Trung tâm nghiên cứu Glenn của NASA, MTU Aero Engines (Đức) và Phòng thí nghiệm nghiên cứu của Không quân Hoa Kỳ đang nghiên cứu phát triển hỗn hợp nhiên liệu máy bay một tỷ lệ đáng kể nhiên liệu sinh học. [55]
  • British Airways và Velocys đã hợp tác ở Anh để thiết kế một loạt các nhà máy chuyển đổi chất thải gia đình thành nhiên liệu máy bay. [56]
  • 24 chuyến bay nhiên liệu sinh học thương mại và quân sự đã được thực hiện bằng cách sử dụng nhiên liệu phản lực xanh Honeywell, bao gồm cả Hải quân F / A-18 Hornet. [57]
  • Năm 2011 , United Continental Holdings là hãng hàng không đầu tiên của Hoa Kỳ chở hành khách trên một chuyến bay thương mại sử dụng hỗn hợp nhiên liệu sinh học tiên tiến, bền vững và nhiên liệu máy bay truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ. Solazyme đã phát triển dầu tảo, được tinh chế bằng cách sử dụng công nghệ xử lý UOP của Honeywell, thành nhiên liệu máy bay để cung cấp năng lượng cho chuyến bay thương mại. , cho cả ứng dụng thương mại và quân sự. [59]

    Giá dầu tăng khoảng năm lần từ năm 2003 đến 2008, làm dấy lên lo ngại rằng sản xuất xăng dầu thế giới đang không thể theo kịp nhu cầu. Thực tế là có rất ít lựa chọn thay thế cho dầu mỏ cho nhiên liệu hàng không làm tăng thêm tính cấp bách cho việc tìm kiếm các lựa chọn thay thế. Hai mươi lăm hãng hàng không đã bị phá sản hoặc ngừng hoạt động trong sáu tháng đầu năm 2008, phần lớn là do chi phí nhiên liệu. [60]

    Năm 2015, ASTM đã phê duyệt một sửa đổi cho Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn D1655 cho Nhiên liệu tuabin hàng không cho phép lên tới 50 ppm (50 mg / kg) FAME (metyl este của axit béo) trong nhiên liệu máy bay để cho phép ô nhiễm chéo cao hơn từ sản xuất nhiên liệu sinh học. [61]

    Tiêu thụ nhiên liệu máy bay trên toàn thế giới [ chỉnh sửa ]

    Nhu cầu nhiên liệu máy bay trên toàn thế giới đã tăng đều đặn kể từ năm 1980. Tiêu thụ nhiều hơn gấp ba lần trong 30 năm từ 1.837.000 thùng / ngày vào năm 1980, đến 5.220.000 trong năm 2010 [62] Khoảng 30% lượng tiêu thụ máy bay trên toàn thế giới nhiên liệu ở Mỹ (1.398.130 thùng / ngày trong năm 2012).

    Xem thêm [ chỉnh sửa ]

    Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

    1. ^ Tiêu chuẩn quốc phòng. "Tiêu chuẩn của Bộ Quốc phòng 91-91: Nhiên liệu tuabin, Loại dầu hỏa, Máy bay phản lực A-1" (PDF) . tr. 1.
    2. ^ Tập đoàn sản phẩm Chevron. "Đánh giá kỹ thuật nhiên liệu hàng không" (PDF) .
    3. ^ "Tóm tắt về cuộc phỏng vấn của phi công Đức Hans Fey" (PDF) . Zenos 'Warbird Video Drive-In.
    4. ^ a b c ] d Salvatore J. Rand, (chủ biên), Ý nghĩa của các thử nghiệm đối với các sản phẩm dầu mỏ (Phiên bản thứ 8) ASTM International, 2010, ISBN 976-1-61583-673- 4 trang 88
    5. ^ a b Cấp nhiên liệu phản lực dân dụng trên toàn thế giới
    6. ^ Bổ sung chuyến bay Canada. Có hiệu lực từ 0901Z ngày 8 tháng 11 năm 2018 đến 0901Z ngày 3 tháng 1 năm 2019.
    7. ^ a b [1]
    8. ^ a b "Nhiên liệu hàng không – Thông tin nhiên liệu máy bay phản lực". Csgnetwork.com. 2004-01-05 . Truy xuất 2010-11-28 .
    9. ^ "Sổ tay sản phẩm" (PDF) . Không khí HA. Được lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 2011-06-08.
    10. ^ "NHIỀU DỮ LIỆU DÀNH CHO COMBUSTION VỚI AIR" (PDF) . Isidoro Martínez Giáo sư Nhiệt động lực học, Đại học Ciudad. 2014 . Truy xuất 2014-05-09 .
    11. ^ "Hiệu suất của nhiên liệu hợp nhất JP-8 trong động cơ Diesel phun gián tiếp khoan nhỏ cho các ứng dụng APU". SAE quốc tế. Tháng 1 năm 2012 . Truy xuất 2014-05-09 .
    12. ^ "Hướng dẫn tài nguyên về chữa cháy và cứu hộ máy bay". Nhóm tư vấn an toàn hàng không của Arizona, Inc. 2014. Được lưu trữ từ bản gốc vào ngày 2014-05-12 . Truy xuất 2014-05-09 .
    13. ^ Đặc điểm của các sản phẩm dầu mỏ được lưu trữ và phân phối (PDF) Bộ phận sản phẩm dầu mỏ – GN, p . 132, được lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 16 tháng 1 năm 2017 lấy ra 15 tháng 1 2017
    14. ^ Nhiên liệu tuabin, Loại dầu hỏa, Hàng không Máy bay phản lực A-1 Lưu trữ 2010-08-14 tại Lưu trữ web của chính phủ Anh. Tiêu chuẩn 91-91 của Bộ Quốc phòng (Anh), Số 6, 2008-08-25.
    15. ^ Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho nhiên liệu tuabin hàng không ASTM D1655-09a (2010). ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania, Hoa Kỳ.
    16. ^ Ngành Oliver, David A., "Đánh giá chất lượng nhiên liệu đòi hỏi sự cảnh giác của phi công" Lưu trữ 2011-04-30 tại Máy Wayback. Tin tức quốc tế hàng không tháng 7 năm 2005.
    17. ^ Murray, B.J.; et al. (2011). "Siêu lạnh các giọt nước trong nhiên liệu hàng không phản lực". Nhiên liệu . 90 : 433 Lâu435. doi: 10.1016 / j.fuel.2010.08.018.
    18. ^ Máy dò nước Shell được lưu trữ 2012/02/19 tại Máy Wayback
    19. ^ "Nhiên liệu hàng không Shell" (PDF ) . shell.com . Công ty dầu Shell. tr. 4. Lưu trữ từ bản gốc (PDF) vào ngày 19 tháng 12 năm 2014 . Truy xuất 27 tháng 11 2014 .
    20. ^ Nhiên liệu hàng không được lưu trữ 2012-04-20 tại Máy Wayback – Ủy ban hàng trăm năm của Hoa Kỳ, Truy cập ngày 3 tháng 1 năm 2012
    21. ^ [19659165] Larry Reithmaier, Mach 1 và xa hơn: Hướng dẫn minh họa cho chuyến bay tốc độ cao (McGraw-Hill Professional, 1994), ISBN 0070520216, trang 104
    22. ^ Clark, John D (1972). Đánh lửa! Một lịch sử không chính thức về chất phóng tên lửa lỏng . New Brunswick, New Jersey: Nhà xuất bản Đại học Rutgers. tr. 33. ISBN 0-8135-0725-1.
    23. ^ Larry Reithmaier, Mach 1 và Beyond: Hướng dẫn minh họa cho chuyến bay tốc độ cao (McGraw-Hill Professional, 1994), ISBN 0070520216, trang 104
    24. ^ Đặc điểm của nhiên liệu được lưu trữ 2007-01-26 tại Phân đội Trường học Thủy quân lục chiến Wayback – Ft. Leonard Wood
    25. ^ UK MOD DEF STAN 23-8 ISSUE 2 Archived 2005-05-17 at the Wayback Machine
    26. ^ Shell Fuels Technical Data Sheet – F-44
    27. ^ Taube, L.J. (April 1972). "Vol. III" (pdf). B-70 Aircraft Study Final Report. North American Rockwell. Retrieved 2008-10-31.
    28. ^ The History of Jet Fuel Archived October 18, 2012, at the Wayback Machine Air BP
    29. ^ a b Aviation Fuel Properties (PDF). Coordinating Research Council. 1983. p. 3. CRC Report Nº 530.
    30. ^ Planemakers challenged to find unleaded fuel option – The Wichita Eagle Archived June 6, 2009, at the Wayback Machine
    31. ^ "ASTM D7566 Standard specification for aviation turbine fuel containing synthesized hydrocarbons".
    32. ^ Fuel Property, Emission Test, and Operability Results from a Fleet of Class 6 Vehicles Operating on Gas-To-Liquid Fuel and Catalyzed Diesel Particle Filters Archived 2009-05-08 at the Wayback Machine
    33. ^ Lobo, Prem; Hagen, Donald E.; Whitefield, Philip D. (2011). "Comparison of PM Emissions from a Commercial Jet Engine Burning Conventional, Biomass, and Fischer–Tropsch Fuels". Environmental Science & Technology. 45 (24): 10744–10749. doi:10.1021/es201902e. PMID 22043875.
    34. ^ Elgowainy, A., et al. (2012). Life-cycle analysis of alternative aviation fuels in GREET, Argonne National Laboratory (ANL).
    35. ^ Corporan, E et al. (2010). Alternative Fuels Tests on a C-17 Aircraft: Emissions Characteristics, DTIC Document
    36. ^ Anderson, B. E.; et al. (February 2011). "Alternative Aviation Fuel Experiment (AAFEX)" (PDF). NASA Langley Research Centre.CS1 maint: Explicit use of et al. (link)
    37. ^ Best Synth Jet Fuel[dead link]
    38. ^ "Qatar Airways Becomes First to Operate Commercial Flight on GTL Jet Fuel Blend". Green Car Congress. 2009-10-12.
    39. ^ "Sasol takes to the skies with the world's first fully synthetic jet fuel". Sasol. 2010-09-22. Archived from the original on 2011-05-15.
    40. ^ Parry, Daniel (September 24, 2012). "Fueling the Fleet, Navy Looks to the Seas". Naval Research Laboratory News.
    41. ^ Palmer, Roxanne (December 17, 2013). "How The Navy Might Spin Seawater Into Jet Fuel". International Business Times.
    42. ^ Tozer, Jessica L. (April 11, 2014). "Energy Independence: Creating Fuel from Seawater". Armed with Science. U.S. Department of Defense.
    43. ^ Koren, Marina (December 13, 2013). "Guess What Could Fuel the Battleships of the Future?". National Journal.
    44. ^ Tucker, Patrick (April 10, 2014). "The Navy Just Turned Seawater Into Jet Fuel". Defense One.
    45. ^ Ernst, Douglas (April 10, 2014). "U.S. Navy to turn seawater into jet fuel". The Washington Times.
    46. ^ Sirak, Michael (2010-01-27). "B-2 Goes Synthetic". Air Force Magazine. Retrieved 7 July 2012.
    47. ^ Dowdell, Richelle (February 10, 2011). "Officials certify first aircraft for biofuel usage". The Official Website of the U.S. Air Force. Archived from the original on December 12, 2012. Retrieved March 7, 2012.
    48. ^ a b c d Morales, Alex; Louise Downing (October 18, 2011). "Fat Replaces Oil for F-16s as Biofuels Head to War: Commodities". BusinessWeek. Archived from the original on February 26, 2012. Retrieved March 7, 2012.
    49. ^ "UOP To Develop Technology to Produce Bio JP-8 for Military Jets". Green Car Congress. June 28, 2007. Retrieved March 7, 2012.
    50. ^ "Beginner's Guide to Aviation Biofuels" (PDF). Air Transport Action Group. May 2009. Retrieved 2009-09-20.[permanent dead link]
    51. ^ "A Promising Oil Alternative: Algae Energy". The Washington Post. 2008-01-06. Retrieved 2010-05-06.
    52. ^ "Gfi Home". Greenflightinternational.com. Archived from the original on 2011-01-25. Retrieved 2010-11-28.
    53. ^ "Tecbio". Tecbio. Archived from the original on 2011-01-23. Retrieved 2010-11-28.
    54. ^ "Crop this: Virgin takes off with nut-fuel – 26 Feb 2008 – NZ Herald: New Zealand Business, Markets, Currency and Personal Finance News". NZ Herald. 2008-02-26. Retrieved 2010-11-28.
    55. ^ "2008 Environment Report". Boeing. Retrieved 2010-11-28.
    56. ^ "Velocys press release, "Partnership formed, aimed at waste-to-jet-fuel plants in UK". September 18, 2017.
    57. ^ Koch, Wendy (November 7, 2011). "United flies first US passengers using fuel from algae". USA Today. Retrieved December 16, 2011.
    58. ^ "United Airlines Flies First U.S. Commercial Advanced Biofuel Flight". United Continental Holdings, Inc. Archived from the original on April 12, 2013. Retrieved November 7, 2011.
    59. ^ Price, Toby (November 10, 2011). "Solazyme completes first commercial flight on biofuel". Renewable Energy Magazine. Retrieved 13 February 2013.
    60. ^ "More airlines fold as fuel prices soar: IATA". News.asiaone.com. Archived from the original on 2011-07-03. Retrieved 2010-11-28.
    61. ^ http://www.astmnewsroom.org/default.aspx?pageid=3656
    62. ^ "Jet fuel consumption on Index Mundi". Retrieved 19 November 2014.

    External links[edit]