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[科普中国]-喷射机燃油

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喷射机燃油是一种航空燃料,设计用于由燃气涡轮发动机驱动的飞机。它的外观为无色至稻草色。商用航空最常用的燃料是Jet A和Jet A-1,它们按照标准化的国际规范生产。民用涡轮发动机动力航空中常用的其他喷射机燃油是Jet B,它用于增强寒冷天气下的性能。

喷射机燃油是大量不同碳氢化合物的混合物。它们的尺寸范围(分子量或碳数)由产品要求定义,例如冷冻或烟点。 煤油型喷射机燃油(包括Jet A和Jet A-1)的碳数分布在约8-16之间(每分子碳原子数); 宽切或汽油型喷射机燃油(包括喷射B),约5至15之间。

历史用于活塞发动机驱动的飞机(通常称为高辛烷值汽油,称为航空汽油)的燃料具有低闪点以改善其点火特性。涡轮发动机可以使用多种燃料运行,喷气式飞机发动机通常使用具有更高闪点的燃料,这些燃料不易燃,因此运输和处理更安全。

广泛生产和作战服务的第一台轴流式压缩机喷气发动机,用于Messerschmitt Me 262A战斗机的Junkers Jumo 004和Arado Ar 234B喷气式重型轰炸机,燃烧了一种特殊的合成“J2”燃料或柴油燃料。 汽油是第三种选择,但由于高油耗而没有吸引力。使用的其他燃料是煤油或煤油和汽油混合物。

标准自第二次世界大战结束以来使用的大多数喷气燃料都是以煤油为基础的。英国和美国的喷气燃料标准最初都是在第二次世界大战结束时建立的。英国标准源于煤油用于煤油的标准,在英国称为石蜡,而美国标准来自航空汽油实践。在随后的几年中,调整了规格的细节,例如最小冰点,以平衡性能要求和燃料的可用性。极低温度的冰点会降低燃料的可用性。在航空母舰上使用所需的更高闪点产品的生产成本更高。在美国,ASTM国际生产民用燃料类型标准,美国国防部制定军用标准。英国国防部制定了民用和军用喷气燃料的标准。出于互操作能力的原因,英国和美国的军事标准在一定程度上是协调一致的。在俄罗斯和前苏联国家,喷气燃料的等级由国家标准(GOST)编号或技术条件编号涵盖,俄罗斯的主要等级和独联体成员为TS-1。

类型Jet AJet A规格燃料自20世纪50年代以来一直在美国使用,通常不在美国境外和加拿大的一些机场如多伦多和温哥华,而Jet A-1是标准规格的燃料在前苏联国家以外的世界其他国家使用,其中TS-1是最常见的标准。Jet A和Jet A-1的闪点均高于38°C(100°F),自燃温度为210°C(410°F)。

Jet A和Jet A-1之间的差异主要区别是A-1的凝固点较低:

Jet A的温度为-40°C(-40°F)

Jet A-1的温度为-47°C(-53°F)

另一个区别是在Jet A-1中强制添加抗静电添加剂。

喷气式飞机携带喷气机A的卡车,储罐和管道标有黑色标签,上面印有“Jet A”白色,与另一条黑色条纹相邻。

Jet A和Jet A-1的典型物理特性Jet A-1燃料必须满足:

DEF STAN 91-91(Jet A-1),

ASTM规范D1655(Jet A-1),和

IATA指导材料(煤油型),北约代码F-35。

Jet A燃料必须达到ASTM规范D1655(Jet A)

Jet BJET B在汽油煤油区域,用于增强性能的燃料的冷天气。 然而,Jet B更轻的成分使其处理起来更危险。[7出于这个原因,它很少使用,除非在非常寒冷的气候下。 约30%煤油和70%汽油的混合物,它被称为宽切燃料。 它的凝固点非常低,为-60°C(-76°F),闪点也很低。 它主要用于一些军用飞机。 它也用于加拿大北部,阿拉斯加,有时是俄罗斯,因为它的凝固点低。1

添加剂DEF斯坦91-91(英国)和ASTM d1655(国际)规格允许某些添加剂添加于喷气燃料,包括:

抗氧化剂为了防止涂胶通常,基于烷基化酚类化合物,如AO-30、AO-31,或AO-37;

抗静电剂,消散静电防止火花;Stadis 450,与dinonylnaphthylsulfonic酸(DINNSA)的一个组成部分,是一个例子

腐蚀抑制剂,例如,dci-4a用于民用和军用燃料,和dci-6a用于军用燃料;

燃料系统结冰抑制剂(FSII)剂,如,帝乙二醇甲醚;FSII通常在销售点混合,因此使用加热燃料管线的用户不必支付额外费用。

杀生物剂用于修复飞机燃料系统中存在的微生物(即细菌和真菌)生长。目前,大多数飞机和涡轮发动机原始设备制造商(OEM)批准使用两种生物杀灭剂; Kathon FP1.5杀微生物剂和Biobor JF。

金属钝化剂可以添加修复对燃料的热稳定性对痕量金属的有害影响。一个允许的添加剂N,N’-二亚水杨基1,2-丙二胺。

随着航空工业的喷气煤油需求增加到所有来自原油的精炼产品的5%以上,炼油厂必须通过改变工艺技术来优化高价值产品喷气煤油的产量。新工艺使得原油选择具有灵活性,使用煤焦油砂作为分子来源和合成混合原料的制造。由于所用方法的数量和严重程度,使用添加剂通常是必要的,有时是强制性的。这些添加剂可以例如防止有害化学物质的形成或改善燃料的性质以防止发动机进一步磨损。2

军用喷射机燃油世界各地的军事组织使用不同的JP分类系统(“喷气推进剂”)数。有些几乎与民用产品相同,只是少量添加剂的数量不同;Jet A-1类似于JP-8,Jet B类似于JP-4。其他军用燃料是高度专业化的产品,是为特定应用而开发的。

喷射机燃油有时被分类为煤油或汽油型。煤油型喷射机燃油包括Jet A,Jet A-1,JP-5和JP-8。汽油型喷射机燃油,有时被称为“宽切”喷射机燃油,包括Jet B和JP-4。

JP-1

是1944年美国政府(AN-F-32)规定的早期喷气燃料。它是一种纯闪亮的煤油燃料,具有高闪点(相对于航空汽油),凝固点为-60°C(-76°F)。低凝固点要求限制燃料的可用性,并且很快被其他“宽切”喷气燃料取代,这些燃料是煤油 --汽油或煤油 --汽油混合物。它也被称为发动机。

JP-2

第二次世界大战期间开发的一种过时类型。 JP-2的目的是比JP-1更容易生产,因为它具有更高的凝固点,但从未被广泛使用过。

JP-3

与JP-1相比,通过扩大杂质的切割和松动公差以确保准备供应,试图提高燃料的可用性。约翰·D·克拉克将该规范描述为“非常宽松,具有宽切(蒸馏温度范围),并且对烯烃和芳烃具有如此宽容的限制,任何炼油厂都高于肯塔基州moonshiner锅的水平仍然可以将至少一半的原油换成喷气燃料“。它比JP-2更不稳定,并且在使用中蒸发损失很高。

JP-4

是50-50煤油 - 汽油混合物。它的闪点低于JP-1,但由于其更高的可用性,因此更受青睐。它是1951年至1995年间美国空军的主要喷气燃料。它的北约代码是F-40。它也被称为航空涡轮用汽油。

JP-5

是一种黄色煤油基喷气燃料,于1952年开发,用于航空母舰上的飞机,火灾风险特别大。 JP-5是一种复杂的碳氢化合物混合物,含有烷烃,环烷烃和芳烃,重量为6.8磅/美制加仑(0.81千克/升),闪点高(最低60°C或140°F)。由于一些美国海军航空站,海军陆战队的空中站和海岸警卫队的空中站都有海基和岸基(例如“陆基”)海军飞机,这些装置通常还会为他们的岸基飞机提供JP-5,因此,无需为JP-5和非JP-5燃料维持单独的燃料设施。此外,JP-5很可能已被其他国家用于其军用飞机。其凝固点为-46°C(-51°F)。它不含抗静电剂。 JP-5也称为NCI-C54784。 JP-5的北约代码是F-44。它也被称为航空母舰燃料的AVCAT燃料。

由MIL-DTL-5624和符合英国规范DEF STAN 91-86 AVCAT / FSII(原DERD 2452)所涵盖的JP-4和JP-5燃料旨在用于飞机涡轮发动机。这些燃料需要军用武器系统,发动机和任务中必需的军用独特添加剂。

JP-6

这是为XB-70 Valkyrie超音速飞机的通用电气YJ93喷气发动机开发的一种喷气燃料。 JP-6是高空轰炸机的理想选择,类似于JP-5,但具有较低的冰点和较高的热氧化稳定性。当XB-70程序被取消时,JP-6规范MIL-J-25656也被取消了。

JP-7

是为SR-71 Blackbird的双Pratt&Whitney J58涡轮喷气发动机/冲压式喷气发动机开发的,具有高闪点,可更好地应对高速超音速飞行的热量和应力。

JP-8

是一种喷气燃料,由美国军方指定和使用。它由MIL-DTL-83133和英国国防标准91-87规定。 JP-8是一种基于煤油的燃料,预计至少在2025年之前仍在使用。它于1978年首次在北约基地引入。其北约代码为F-34。

JP-9

是用于导弹的燃气轮机燃料,特别是含有通过甲基戊二烯二聚体的催化氢化产生的TH-二聚体四氢二甲基环戊二烯的战斧。

JP-10

是用于导弹的燃气轮机燃料,特别是ALCM。[28]它含有(按降序排列)内 - 四氢二环戊二烯,外 - 四氢双环戊二烯和金刚烷的混合物。它通过二环戊二烯的催化氢化制备。它取代了jp-9燃料,达到使用极限下低温−65°F(−54°C)。

JPTS

用于1956的开发洛克希德U-2侦察机间谍飞机。

高能燃料

指用于远程飞机的一系列实验性含硼“高能燃料”。燃料的毒性和不希望的残留物使其难以使用。弹道导弹的研制取消了高能燃料的主要应用。

合成油公司

一直与美国空军研制合成喷气燃料混合,将帮助他们减少对进口石油的依赖。美国空军是美国军方最大的燃料用户,于1999年开始探索替代燃料。2006年12月15日,B-52首次从爱德华兹空军基地起飞,50-50 混合了JP-8和Syntroleum的FT燃料。 七小时的飞行测试被认为是成功的。 飞行测试计划的目标是使燃料混合物符合服务B-52上的车队使用资格,然后对其他飞机进行飞行测试和鉴定。

全球喷射机燃油消耗自1980年以来,全球对喷射机燃油的需求一直在稳步增长。消费量在30年内增长了两倍多,从1980年的1,837,000桶增加到2010年的5,220,000桶。[61] 全球约有30%的航空燃料消耗在美国(2012年为1,398,130桶/日)。

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学