12.2.10. Загрязнение реактивных топлив

Надежная топливная система современных самолетов должна предотвращать загрязнение топлив механическими микрочастицами, величина которых не превышает 30 мкм, что в дальнейшем будет именоваться микрозагрязнением.

Микрозагрязнения реактивных топлив в условиях эксплуатации могут:

• засорять и заклинивать прецизионные пары топливо-регулирующей аппаратуры;

• забивать топливные фильтры и форсунки;

• способствовать увеличению отложений в агрегатах топливных систем;

• повышать абразивный износ деталей топливных агрегатов;

• интенсифицировать коррозию топливного оборудования;

• оказывать каталитическое воздействия на окисление топлива в зонах с повышенными температурами;

• способствовать накоплению статического электричества при перекачке топлива.

Топливо в баках самолетов подвергается сильному загрязнению, особенно на аэродромах жаркой климатической зоны в летний период, и доходит до 4,8-29 г/т, а крупность частиц – 20-30 мкм, тогда как на аэродромах умеренной климатической зоны оно составляет 1,5-5,8 г/т при тех же размерах частиц.

Увеличение загрязненности топлив в баках самолетов происходит вследствие того, что заправка самолетов часто ведется открытым способом, а топливные баки у некоторых из них иногда даже во время полета поддавливаются запыленным воздухом, который отбирается от одной из ступеней воздушного компрессора. В условиях полета топливо в баках взбалтывается, что приводит к обогащению его загрязнениями; топливо также загрязняется в условиях взлета и посадки через дренажные устройства.

Сравнение загрязненности топлива в фюзеляжных баках и крыльевых топливных отсеках показало, что в последних количество микрозагрязнений в топливе выше, видимо, потому, что накапливающиеся в них остатки удаляются труднее, чем из фюзеляжных баков.

На основании обобщения данных по загрязненности реактивных топлив был составлен баланс распределения микрозагрязнений от железнодорожной цистерны до топливо-регулирующей аппаратуры реактивных двигателей для умеренной и жаркой климатических зон (рис. 12.6).

Загрязнения в реактивных топливах не только накапливаются в результате попадания извне, но и образуются в самом топливе в баках самолетов в результате укрупнения микрозагрязнений или химико-биологических реакций.

Микрочастицы, входящие в сложную смесь реактивных топлив, составляют пять самостоятельных видов:

• капельки воды;

• смолистые продукты;

• растительные остатки;

• продукты коррозии железа;

• минеральные примеси, содержащие соединения Si, Ca, Mg, Al, Na.

Рис. 12.6. Распределение микрозагрязнений в топливах Т-1 и ТС-1 на аэродромных складах в различных климатических зонах: а – в умеренной, б – в жаркой

(I – аэродромный склад горючего; II – самолет; 1 – железнодорожные цистерны; 2 – задержано фильтрами грубой очистки (2мм и 65мкм); 3 – складские загрязнения; 4 – задержано фильтрами тонкой очистки (ФТО) первой ступени; 5 – задержано ФТО второй ступени; 6 – поступает с аэродромного склада в самолет; 7 – самолетные загрязнения; 8 – задержано самолетными ФТО; 9 – поступает в топливорегулирующую аппаратуру двигателя)

Защитить топливо от атмосферной пыли в значительной степени можно установкой эффективных воздушных фильтров на дыхательных клапанах. Сложнее защитить топливо от атмосферной влаги. Обезвоживание топлива методом отстаивания с последующим удалением отстоя, как это следует из графика, приведенного рис. 12.7., малоэффективны. Для целей осушки топлива непосредственно в резервуарах разработано специальное устройство, функциональная схема которого дана на рис. 12.8. Воздух из надтопливного пространства через холодильную камеру 2 компрессором 8 барботируется с помощью устройств 9 через топливо. Вода, насыщающая этот воздух, конденсируется на стенках морозильной камеры холодильника, стекает в поддон 6 и выводится из системы. Используя нейтральный газ для осушки по данной схеме, можно создать резервуар для хранения топлива, не связанный с атмосферой. Такое решение дает возможность значительно повысить чистоту топлива, так как при этом резко снижается интенсивность окислительных процессов. Динамика поступления и удаления загрязнений при транспортировке, заправке и применении реактивного топлива приведена на рис. 12.9.

Рис. 12.7. Зависимость времени осаждения капель воды в топливе

от их размеров

Рис. 12.8. Функциональная система устройства для

обезвоживания топлива в резервуарах:

1 – резервуар; 2 – холодильная камера; 3 – холодильник;

4, 8 – компрессоры; 5 – охладитель; 6 – поддон; 7 – система отвода конденсата; 9 – барботирующее устройство

Рис. 12.9.