Глава 18

Топливные системы самолетов

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ТОПЛИВА ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

ТОПЛИВА ДЛЯ ГТД

МУТНОСТЬ ТОПЛИВА

ПРИСАДКИ ДЛЯ РЕАКТИВНОГО ТОПЛИВА

СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В ТОПЛИВЕ

ВОЩЕНИЕ

КИПЕНИЕ

ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОГО ВЕСА

ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ

ИЗМЕРЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТОПЛИВА

НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ

ПРОСТАЯ КОЛИЧЕСТВЕННАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ

ПРИБОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ

ЗАПРАВКА САМОЛЕТА

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПЕРЕД ЗАПРАВКОЙ

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ВО ВРЕМЯ ЗАПРАВКИ

РАБОТА НА САМОЛЕТЕ ВО ВРЕМЯ ЗАПРАВКИ

ДОЗАПРАВКА С ПАССАЖИРАМИ НА БОРТУ. JAR-OPS 1.305

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУКЦИИ ДЛЯ ШИРОКОФЮЗЕЛЯЖНЫХ САМОЛЕТОВ С АВТОМАТИЧЕСКИМИ НАДУВНЫМИ ТРАПАМИ

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУКЦИИ ДЛЯ САМОЛЕТОВ БЕЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ НАДУВНЫХ ТРАПОВ

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПОСЛЕ ЗАПРАВКИ

ОСОБЫЕ РИСКИ

МАРКИРОВКА ЗАПРАВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Спецификация идеального топлива для газотурбинного или поршневого двигателя будет включать следующие требования:

1. Легкая текучесть во всех эксплуатационных условиях;

2. Полное сгорание во всех условиях;

3. Высокая теплотворность;

4. Коррозионная стойкость;

5. Не повреждать двигатель продуктами сгорания;

6. Низкая пожароопасность;

7. Легкий запуск двигателя;

8. Смазывающая способность.

Данные требования могут быть удовлетворены, метод будет рассмотрен далее. Но на практике стоимость соответствия всем требованиям непомерно высока, поэтому необходимо идти на компромиссы.

ТОПЛИВА ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для поршневых авиационных двигателей используются бензиновые топлива, сгруппированные под названием AVGAS (aviation gasoline – авиационный бензин). Т.к. авиационный бензин должен соответствовать указанным выше требованиям, он производится с точной «спецификацией», которая издана управлением НИОКР двигателей (Directorate of Engine Research and Development – D.E.R.D.). Номер стандарта для бензина D.E.R.D.2485. Октановое число топлива определяется по его марке, например у бензина AVGAS 100 октановое число 100. Высокооктановые топлива используются для высокопроизводительных двигателей с высокими степенями повышения давления.

В таблице перечислены самые распространенные на сегодняшний день марки AVGAS.

Примечание: Хотя AVGAS 100 и AVGASLL имеют одинаковое октановое число 100/130, их легко отличить по цвету.

AVGAS 100 имеет зеленый цвет, а AVGASLL – голубой.

MOGAS (motor gasoline – моторный бензин) может иногда применяться в определенных комбинациях планера и двигателя, но только в условиях, определенных в Примечаниях к Нормам Летной Годности № 98 и 98а, т.к. имеет низкое октановое число.

Из-за высокой испаряемости для данного бензина характерно обледенение карбюратора и паровые пробки. Информацию об использовании MOGAS можно найти в Брошюре по Определению Безопасности САА №4а.

ТОПЛИВА ДЛЯ ГТД

Для самолетов с ГДТ применяются керосиновые топлива. В современной гражданской авиации распространено использование двух основных типов топлива для ГТД. Эти топлива и их свойства перечислены ниже.

AVTUR (Aviation turbine fuel – реактивное топливо)

1. JET A1. Керосиновое топливо с удельным весом 0,8 при 15°C.

2. JET A. Похожее топливо с точкой вощения -40°C. Данное топливо обычно применяется только в США.

AVTAG (Aviation turbine gasoline – реактивный бензин)

JET B. Это широко распространенная смесь бензина и керосина с номинальным удельным весом 0,77 при 15°C. Оно имеет низкую точку воспламенения, более широкий предел кипения, чем JET A1, и точку вощения -60°C.

JET B может использоваться в качестве альтернативы JET A1, но у него более широкий диапазон воспламеняемости, и JET B не имеет общего применения в гражданской авиации.

ЦВЕТ ТОПЛИВА

Реактивные топлива не подкрашиваются для идентификации и имеют естественный цвет, который может меняться от соломенно-желтого до полностью бесцветного.

МУТНОСТЬ ТОПЛИВА

Если проба топлива непрозрачная или мутная, это может быть вызвано несколькими причинами. Если мутность резко увеличивается по направлению к верхней части пробы, в топливе присутствует воздух. Если мутность медленно оседает вниз, в топливе присутствует вода. Мутность топлива чаще всего является следствием наличия в нем воды.

ПРИСАДКИ ДЛЯ РЕАКТИВНОГО ТОПЛИВА

В топливо можно добавлять большое количество присадок, как на нефтеперерабатывающем заводе, так и в аэропорту, для улучшения его эксплуатационных свойств. Ниже перечислены самые распространенные присадки.

1. FSII (Fuel System Icing Inhibitor – ингибитор образования льда в топливной системе). В любом топливе присутствует некоторое количество воды. FSII содержит ингибиторы льда и грибков для борьбы со следующими проблемами:

9. Образование льда. По мере набора высоты самолетом топливо охлаждается и количество растворенной воды, которое оно может содержать, уменьшается. Образуются капли воды, и при дальнейшем понижении температуры они превращаются в кристаллы льда, которые могут блокировать компоненты топливной системы.

2. Развитие грибков и коррозия. Микробиологическое загрязнение топлива вызывает грибок Cladasporium Resinae, присутствующий во всех реактивных топливах. Эти грибки быстро развиваются в присутствии воды и образуют зеленые нити, которые могут заблокировать компоненты системы. Продукты жизнедеятельности грибков обладают высокой коррозионной активностью, особенно для уплотнительных материалов топливных баков. Добавление FSII в топливо поможет преодолеть эти проблемы.

2. HITEC (смазывающий агент). Смазывающий агент добавляется в топливо для уменьшения износа компонентов топливной системы (насосов, регуляторов и т.п.).

3. Добавление Статического рассеивателя частично устраняет риск накопления статического электричества от перемещения топлива по современным системам перекачки с высоким расходом, а также во время заправки и слива.

4. Ингибиторы коррозии защищают от коррозии железосодержащие металлы в системах обслуживания топлива, таких как трубопроводы, баки хранения. Некоторые из коррозионных ингибиторов улучшают смазывающие свойства реактивных видов топлива.

5. Дезактиваторы металла подавляют каталитический эффект, который оказывают некоторые металлы, особенно медь, на окисление топлива.

СОДЕРЖАНИЕ ВОДЫ В ТОПЛИВЕ

В топливе всегда присутствует вода, а ее количество будет меняться в соответствии с эффективностью контроля качества производителя и превентивных мер при хранении и транспортировке. Для минимизации увеличения содержания воды, когда топливо было закачано в баки самолета, можно предпринять следующие меры:

1. Дренаж воды. Если топливу дать отстояться после заправки, капли воды, будучи тяжелее топлива, будут оседать на дно бака. Их можно слить с помощью водяного дренажного клапана.

2. Подогрев топлива. В топливных системах самолетов с ГТД устанавливаются топливные подогреватели для предотвращения замерзания воды и блокировки фильтров.

В системах ГТД топливо проходит через теплообменник, использующий горячий воздух с выхода компрессора, для удаления любых кристаллов льда, которые могли образоваться из-за воздействия на топливо очень низких температур на больших высотах. В некоторых системах используются топливно-масляные теплообменники, где горячее масло двигателя нагревает топливо, а само, в свою очередь, охлаждается.

3. Изоляция влияния атмосферы. Когда топливо находится в баках самолета, основным источником загрязнения водой является атмосфера в баках. Если баки заправлены полностью, влияние атмосферы и содержащейся в ней влаги устраняется, вероятность загрязнения топлива водой минимизируется. Следует соблюдать осторожность, при полном заполнении баков могут возникнуть проблемы на следующий день: если температура возрастет, объем топлива от расширения увеличится, возникнет опасность утечки топлива через вентиляционную систему. Полное заполнение баков может также ухудшить производительность, т.к. самолет может быть слишком тяжелым для взлета с полной загрузкой и потребуется сброс некоторого количества топлива.

ВОЩЕНИЕ

Вощение – это отложение тяжелых углеводородов из топлива при низких температурах. Отложения имеют форму восковых кристаллов, которые могут засорять топливные фильтры и ухудшать работу топливного регулятора. Эффект от вощения может быть минимизирован следующими способами:

1. Поддержание нефтеперерабатывающим заводом низкого уровня тяжелых углеводородов в топливе;

2. Включение подогревателя топлива в топливную систему.

КИПЕНИЕ

Температура закипания топлива будет меняться в зависимости от давления на его поверхность. При наборе высоты самолетом давление на поверхность топлива уменьшается, при этом увеличивается вероятность закипания топлива и образования пара в трубопроводах. Образование паровых пробок вызывает прекращение подачи топлива в двигатель и его необратимый останов.

Установив в баках подкачивающие насосы, можно преодолеть эту проблему с помощью повышения давления топлива в трубопроводах от бака к двигателю, нагнетания топлива в двигатель вместо засасывания его туда насосом с приводом от двигателя.

ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОГО ВЕСА

Удельный вес топлива меняется обратно пропорционально его температуре. У современных самолетов это часть создает небольшую разницу, если не требуется полная заправка баков, т.к. рассчитывается массовая загрузка топлива. Система измерения количества топлива компенсирует разницу в удельном весе, однако регулятор максимальной частоты вращения, установленный на некоторые ГТД, чувствителен к изменениям в удельном весе, поэтому потребуется регулировка, если было заправлено топливо с другим удельным весом.

ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ