11.4 Реактивное топливо

В связи с развитием гражданской и военной авиации, авиакосмической техники и систем вооружения различного типа, оснащенных реактивными двигателями, актуальна проблема разработки новых видов реактивных топлив.

В настоящее время авиация использует главным образом воздушно-реактивлые двигатели (ВРД). Принцип работы ВРД осно­ван на непрерывной подаче компрессором топлива в смеси с возду­хом в камеру сгорания, процесс горения протекает постоянно.

Газообразные продукты сгорания из камеры сгорания поступа­ют в турбину и осуществляют механическую работу, вращая коле­са турбины, от вала которого приводится в движение ротор комп­рессора и соответствующие насосы. Затем продукты сгорания топ­лива в виде газового потока проходят реактивное сопло и, расши­ряясь в нем, создают реактивную силу тяги, необходимую для полета самолета.

В ВРД топливо из баков самолета под небольшим давлением (0,02-0,03 МПа) подается подкачивающим насосом через систему фильтров тонкой очистки к основному топливному насосу-регуля­тору высокого давления (0,8-1,0 МПа).

Топливо, проходя через форсунки, оаспыляется в камерах сго­рания. Это обеспечивает увеличение поверхности испарения топ-.?1ива и равномерное распределение его паров по всему объему камеры сгорания двигателя. В турбореактивных двигателях топли­во, проходя через топливко-масляный радиатор, снижает темпера­туру смазочного масла и выполняет функцию охлаждающей сре­ды. Кроме того, топливо используют' для смазывания деталей топ­ливных насосов. Реактивные топлива должны обладать следующими свойствами:

-высокой летучестью для обеспечения полноты-сгорания;

-высокой теплотворной способностью, предопределяющей дальность полета самолета;

-минимальной нагарообразующей способностью;

-хорошей прокачиваемостью и низкотемпературными свойст-

-химической и термоокислительной'стабильностью;

-хорошей совместимостью с материалами — низкими коррозионными свойствами по отношению к металлам и отсут­ствием воздействия на резиновые технические изделия;

-противоизносньши свойствами, обусловливающими неболь­шое изнашивание деталей ВРД;

- антистатическими свойствами, препятствующими накопле­нию зарядов статического электричества, что снижает опасность воспламенения топлива при заправке летательных аппаратов.

Вполне понятно, что авиационные бензины, которые в основном используются в поршневых авиационных двигателях, для ма­лой авиации не подходят к ВРД. В табл.31 приведены данные по пределам температур кипения топлив для, различных летатель­ных аппаратов:

с увеличением скорости летательных аппаратов возрастает температурный интервал кипения топлив и снижается их испаряе­мость. Для сверхзвуковых аппаратов регламентируются более высокие температуры начала кипения.

Другое важное требование — высокие объемные теплоты сго­рания топлив. Объемные теплоты сгорания зависят от массовой теплоты сгорания и плотности. Наибольшая массовая теплота сго­рания у парафиновых углеводородов, наименьшая — у ароматиче­ских. При переходе к объемным теплотам ситуация противоположная, вследствие больших плотностей ароматических- углеводородов их объемная теплота сгорания больше чем у парафинов. С другой стороны, слишком большое количество ароматических соединений в топливе ведет к увеличению кагарообразования, что снижает лет­ные ресурсы двигателей. Основные характеристики современных отечественных и зарубежных реактивных топлив даны в табл. 32, 33,

Таблица 31. Основные типы реактивных топлив

Летательные аппараты	топлива	Интервал температур кипения топлива, ^0С
дозвуковые	ТС1,РТ,Т1 Т2(бензино-керосиновая фракция)	136-156, 250-280 60-280
сверхзвуковые	Т-8В Т-6	165-280 195-315

Таблица 32. Основные показатели качества зарубежных топлив

Показатели	ДжетА (А-1) ASTMD-1655	JP-5
Плотность при 20^0С, кг/м^3, не менее	775-840	775-840
Фракционный состав: 10% отгоняется при температуре, ^0С 98% отгоняется при температуре, ^0С	204 300	205 300
Высота некоптящего пламени, мм, не менее	20-25	10
Температура начала кристаллизации, ^0С, не выше	-47	-46
Объёмная доля ароматических углеводородов, %, не более	25	25
Массовая доля, %, не более: Общей серы Меркаптановой серы	0,3 0,003	0,4 0,001

Таблица 33. Основные показатели качества отечественных топлив

показатель	ТС-1	Т-1	Т-1С	Т-2	РТ	Т-6	Т-8В
Плотность при 20^0С, кг/м^3, не менее	780(775)	800	810	755	775	840	800
Фракционный состав: Температура начала перегонки, ^0С: Не ниже Не выше Отгоняется при температуре, ^0С, Не выше: 10% 50% 90% 98%	- 150 165 195 230 250	- 150 175 225 270 280	- 150 175 225 270 280	60 - 145 195 250 280	135 155 175 225 270 280	195 - 220 255 290 315	165 - 185 Не нормируется Не нормируется 280
Кинематическая вязкость, м^2/с При температуре 20^0С, не менее -40^0С, не более	1,30(,1,25) 8	1,50 16	1,50 16	1,05 6	1,25 16	<4,5 60	>1,5 16
Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее	43120(42900)	42900	42900	43100	43120	42900	42900
Высота некоптящего пламени, мм, не менее	25	20	20	25	25	20	20
Кислотность, мг КОН/100см^3 топлива	<0,7	<0,7	<0,7	<0,7	0,2-0,7	0,4-0,7	0,4-0,7
Иодное число, г I2/100г топлива, не более	2,5(3,5)	2,0	2,0	3,5	0,5	0,8	0,9
Температура, ^0С: Вспышки в закрытом тигле, не ниже Начала кристаллизации, не выше	28 -60	30 -60	30 -60	- -60	28 -55	62 -60	45 -50
Содержание осадка, мг/100см^3 топлива	18	35	6	18	6	6	6
Содержание растворимых смол, мг/100см^3 топлива			-		30	60