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航空煤油科普

2022-10-14 19:21 中国航空新闻网

一、航空煤油

(一)什么是航空煤油

航空煤油,别名无臭煤油,是根据飞机发动机的性能和飞机的安全特别研制的航空燃料,具有密度适宜、热值高、燃烧性能好、清洁度高、硫含量少、对机件腐蚀小的特点,能够迅速、稳定、完全燃烧,可满足寒冷地区和高空飞行对油品流动性的要求。

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图1 航空煤油

(二)航空煤油的主要成分

航空煤油由不同馏分的烷烃、芳香烃和烯烃类的碳氢化合物组成,按照GB 6537,3号航空煤油的组成如下,允许的添加剂包括抗静电剂、抗氧剂、抗磨剂、防冰剂、金属钝化剂。添加剂成分不包含汽油抗震添加剂四乙基铅,四乙基铅在燃烧时会产生固体一氧化铅和铅,在发动机内迅速积聚会损害零件。

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图2 GB 6537《3号喷气燃料》

(三)航空发动机用什么燃料

航空发动机使用的航空燃料分为两大类,航空汽油和航空煤油。

航空汽油,用于电火花点火发动机。航空汽油的成分包含烷烃和异烷烃(50%~60%),环烷烃(20%~30%),少量的芳烃(<10%),本质上没有烯烃。和车用汽油相比,烷烃、异烷烃和环烷烃的含量较小,还有烯烃和环烯烃的存在,而芳烃的比例(20%~50%)较高。一些轻型运动型飞机可直接使用不含乙醇和铅的95号汽油。

航空煤油,用于涡轴和喷气发动机。航空煤油的组成一般有下列规定:芳香烃含量在20%以下(其中双环芳烃含量不超过3%),烯烃含量在2%~3%以下,正构烷烃含量用燃油结晶点不高于-50°C~-60°C。航空发动机通常使用3号航空煤油和5号航空煤油。

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图3 中国航发网上商城油料采购专区

(四)航空煤油和民用煤油有什么区别

航空煤油和民用煤油在成分上差别很小,一般分子式都是CH3(CH2)nCH3(n为8~16)。而航空煤油的纯度更高,杂质含量微乎其微,从而使其的发热值更高、密度适宜、低温性能更好。

(五)航空发动机燃烧的过程是怎样的

航空燃油在燃烧过程中,分两个阶段:雾化蒸发阶段和燃烧放热阶段。雾化燃烧阶段是利用喷嘴将航空煤油雾化成细小的液珠,在燃烧室内和高压空气混合,蒸发为煤油蒸气形成可燃混合物,以保证燃料的充分燃烧。燃烧放热阶段,航空煤油的分子链被打断,形成游离的碳氢基团、氢原子和碳原子,并与空气中的氧气发生化学反应释放出热量。其最终的燃烧产物主要有二氧化碳、水等,同时也包含未燃尽(部分燃尽)的碳氢化合物、氮氧化物(NOx)、一氧化碳等。

(六)航空发动机的废气有什么危害

《涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物规定》(CCAR-34)对民用航空涡轮发动机和配装涡轮发动机的飞机的燃油排泄及烟雾、氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等气态排出物提出了要求。

航空发动机试车过程中产生的排气污染物和汽车尾气的废气成分相似,航空煤油经过充分燃烧后,产生的碳氢化合物(主要检测指标为非甲烷总烃)等大气污染物均满足国家和地方排放限值要求,达标排放,不会造成环境污染。

部分客机由于降落重量的要求,还会空中进行放油以减轻重量,由于航空煤油的挥发性好,经雾化后,会变成许多非常细小的油滴并在更大范围内流动、稀释,对环境造成负面影响可以说是微乎其微。

二、航空发动机出厂试车

(一)什么是航空发动机试车

航空发动机试车台是对航空发动机综合技术分析的重要设施,一般由进气塔、试车间、引射筒、排气筒、排气塔、消音塔组成。按照执行的任务不同,分为生产试车台和科研试车台。

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图4 航空发动机试车台

生产试车台用于成型发动机批量生产的出厂检验试车,用于检验发动机的装配质量、性能指标、各系统功能和附件的匹配。科研试车台主要用于新型航空发动机的研发,新技术、新材料的验证。

(二)试车的过程是什么

航空发动机的试车过程一般包括:冷运转→慢车→起飞状态→最大连续功率状态→慢车→停车→冷却。根据试车目的不同,一次试车时间在20分钟到8小时不等。

责任编辑:王兰