4. Реактивные топлива (авиационные керосины)

Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) в настоящее время являются основой гражданской и военной авиации. Эти двигатели работают на жидком углеводородном топливе, и носят название реактивные или авиационные. Российская нефтепереработка по отечественным стандартам может производить 4 марки для дозвуковой авиации (Т-1, ТС-1, Т-2 и РТ) и одну для сверхзвуковой (Т-6). Требования к качеству определяются ГОСТами и техническими условиями (см. табл.)

Таблица

Требования к качеству реактивных топлив

Показатель	Т-1		ТС-1	Т-2			РТ		Т-6
Плотность при 20 °С, кг/м3, не менее	800		775	755			775		840
Фракционный состав, температура, °С:
начало кипения, не выше	150		150	—			—		—
начало кипения, не ниже	—		—	60			135		195
10 %, не выше	175		165	145			175		220
50 %. не выше	225		195	195			225		255
90 %, не выше	270		230	250			270		290
98 %, не выше	280		250	280			280		315
Вязкость кинематическая, м2/c:
при 20 °С, не менее	1,5		1,25	1,05			1,25		4,5
при -40 °С, не более	16		8	6			16		60
Теплота сгорания низшая, не менее
кДж/кг	42900	42900		43100			43100		42900
ккал/кг	10250	10250		10300			10300		10250
Высота некоптящего пламени, мм, не менее	16	25		25			25		20
Кислотность, мг КОН/100 мл, не более	0,7	0,7		0,7			0,7		0,5
Температура начала кристаллизации, °С, не выше	-60	-60		-60 (-55)			-60		-60
Иодное число, г I2/100 мл, не более	2	3,5		3,5			0,5		1
Содержание:
аренов, %, не более	20	22			22	18,5			10
фактических смол, мг/100 мл, не более	6	5			5	4			6
меркаптановой серы, %, не более	—	0,005			0,005	0,001		0
сероводорода, %, не более	О т с у т с т в и е
Испытание на медной пластинке	В ы д е р ж и в а е т
Содержание водорастворимых кислот, щелочей, механических примесей и воды	О т с у т с т в и е
Зольность, %, не более	0,003	0,003			0,003	0,003		0,003
Содержание мыл нафтеновых кислот	О т с у т с т в и е
Содержание нафталиновых углеводородов, %, не более	2,5	1,5			1	1		1
Термическая стабильность в статических условиях при 150 °С, мг/100 мл, не более:
в течение 4 ч	18	10			10	—		—
в течение 5 ч	—	—			—	6		6
Термическая стабильность в динамических условиях при 150-180 °С: перепад давления на фильтре
за 5 ч, МПа, не более	0,083	0,083			—	0,01		0,01
отложения на подогревателе, баллы, не более	2	2			—	2		0
Люминометрическое число, не менее	50	55			55	55		45
Температура вспышки
в закрытом тигле, °С, не менее	30	28			—	28		60

Топливо Т-1 — это прямогонная керосиновая фракция (150-280 °С) малосернистых нефтей. Вы­пускают его в очень малых количествах. Т-2 — топливо широкого фракционного состава (60-280 °С), признано резервным и в настоящее время не вырабатывается. Наиболее массовыми топливами для дозву­ковой авиации являются ТС-1 и РТ. Топливо ТС-1 — прямогонная фракция 150-250 °С сернистых нефтей. Отличается от Т-1 более легким фракционным составом. Топливо РТ разработано взамен Т-1 и ТС-1. В процессе его производства прямогонные дистилляты (135-280 °С) под­вергают гидроочистке. Для улучшения эксплуатационных свойств в топли­во РТ вводят присадки противоизносные марки П (0,002-0,004 % масс.), антиокислительную (ионол 0,003-0,004 % масс.), антистатические и антиво-докристаллизирующие типа тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФ).

Реактивное топливо для сверхзвуковой авиации Т-6 представляет собой глубокогидроочищенную утяжеленную керосино-газойлевую фракцию (195-315 °С) прямой перегонки нефти. У топлива низкое содержание смол, серы, ароматических углеводородов. Отечественные реактивные топлива по качеству не уступают зарубежным маркам Джета (А-1) и УР-5, а по некоторым показателям превосходят их.

К реактивным топливам предъявляются повышенные требования по качеству в силу специфики их применения.

К топливу для ВРД предъявляются следующие основные требования:

— оно должно полностью испаряться, легко воспламеняться и быстро сгорать в двигателе без срыва и проскока пламени, не образуя паровых пробок в системе питания, нагара и других отло­жений в двигателе;

— объемная теплота сгорания его должна быть возможно высокой;

— оно должно легко прокачиваться по системе питания при любой и экстремальной температуре его эксплуатации;

— топливо и продукты его сгорания не должны вызывать коррозии деталей двигателя;

— оно должно быть стабильным и менее пожароопасным при хра­нении и применении.

Испаряемость — одно из важнейших эксплуатационных свойств реактивных топлив. Она характеризует скорость образования горючей смеси топлива и воздуха и тем самым влияет на полноту и стабильность сгорания и связанные с этим особенности работы ВРД: легкость запус­ка, нагарообразование, дымление, теплонапряженность камеры сгора­ния, а также надежность работы топливной системы.

Испаряемость реактивных топлив, как и автобензинов, оценивают фракционным составом и давлением насыщенных паров. Для реактив­ных топлив нормируются температура начала кипения, 10-, 50-, 90- и 98-процентного выкипания фракции.

В ВРД нашли применение три типа различающихся по фракционному составу топлив. Первый тип реактивных топлив, который наиболее распространен, — это керосины с пределами выкипания 135-150 и 250-280 °С (отечественные топлива Т-1, ТС-1 и РТ, зарубежное — JR-5). Второй тип — топливо широкого фракционного состава (60-280 °С), являющееся смесью бензиновой и керосиновой фракций (отечественное топливо Т-2, зарубежное —JR-4). Третий тип — реактивное топливо для сверхзвуковых самолетов: утяжеленная керосино-газойлевая фракция с пределами выкипания 195-315 °С (отечественное топливо Т-6, зарубежное JR-6).

Горючесть оценивается, прежде всего, удельной теплотой сгорания.

Удельная массовая теплота сгорания реактивного топлива колеблется в небольших пределах (10250-10300 ккал/кг), а удельная объем­ная - существенно зависит от плотности топлива (которая изменяется в пределах от 755 для Т-2 до 840 кг/м³ для Т-6) Плотность топлива - весьма важный показатель, определяющий дальность поле­та, поэтому предпринимаются попытки получения топлив с максималь­но высокой плотностью.

Высота некоптящего пламени - косвенный показатель склонности топлива к нагарообразованию. Она зависит от содержания ароматиче­ских углеводородов и фракционного состава

Люминометрическое число характеризует интенсивность теплового излучения пламени при сгорании топлива; т. е. радиацию пламени является также косвенным показателем склонности топлива к нагарообразованию.

Склонность топлива к нагарообразованию в сильной степени зави­сит от содержания ароматических углеводородов. Нормируется для реактивных топлив следующее содержание ароматических углеводоро­дов: Т-6 —≤10, Т-1 — ≤ 20, ТС-1, Т-2 — ≤ 22 и РТ — ≤ 18,5 % масс.

Воспламеняемость реактивных топлив обычно характеризуется концентрационными и температурными пределами воспламенения, самовоспламенения и температурой вспышки в закрытом тигле и др.

Прокачиваемость реактивных топлив оценивают следующими показателями: кинематической вязкостью, температурой начала кристаллизации, содержанием мыл нафтеновых смол и содержанием воды и механических примесей.

К важнейшим показателям качества реактивных топлив относятся также химическая и термоокислительная стабильность, коррозионная активность.

4.Смазочные масла

Различают нефтяные (минеральные) и синтетические смазочные масла, используемые в качестве, смазочных материалов. Нефтяные масла представляют собой жидкие смеси высококипящих углеводородов

(tкип. 300-600 °С). Получают дистилляцией нефти или удалением нежелательных компонентов из гудронов. На основе нефтяных масел получают пластичные и технологические смазки, смазочно-охлаждающие и гидравлические жидкости и пр.

По происхождению или исходному сырью различают такие смазочные материалы:

- минеральные, или нефтяные, являются основной группой выпускаемых смазочных масел (более 90 %). Их получают при соответствующей переработке нефти. По способу получения такие материалы классифицируются на дистиллятные, остаточные, компаундированные или смешанные;

- растительные и животные, имеющие органическое происхождение. Растительные масла получают путем переработки семян определенных растений. Наиболее широко в технике применяются касторовое масло.

- животные масла вырабатывают из животных жиров (баранье и говяжье сало, технический рыбий жир, костное и спермацетовые масла и др.).

- органические, масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами и более низкой термической устойчивостью. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными;

- синтетические, получаемые из различного исходного сырья многими методами (каталитическая полимеризация жидких или газообразных углеводородов нефтяного и ненефтяного сырья; синтез кремнийорганических соединений - полисиликонов; получение фтороуглеродных масел). Синтетические масла обладают всеми необходимыми свойствами, однако, из-за высокой стоимости их производства применяются только в самых ответственных узлах трения. По внешнему состоянию смазочные материалы делятся на:

- жидкие смазочные масла, которые в обычных условиях являются жидкостями, обладающими текучестью (нефтяные и растительные масла);

- пластичные, или консистентные, смазки, которые в обычных условиях находятся в мазеобразном состоянии (технический вазелин, солидолы, консталины, жиры и др.). Они подразделяются на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и др.;

- твердые смазочные материалы, которые не изменяют своего состояния под действием температуры, давления и т. п. (графит, слюда, тальк и др.). Их обычно применяют в смеси с жидкими или пластичными смазочными материалами.

По назначению смазочные материалы делятся на масла:

- моторные, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания (бензиновых, дизельных, авиационных);

- трансмиссионные, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов, самоходных и других машин;

Эти два типа масел иногда объединяют термином «транспортные масла».

- индустриальные, предназначенные главным образом для станков;

- гидравлические для гидравлических систем различных машин;

Также выделяют компрессорные, приборные, цилиндровые, электроизоляционные, вакуумные и др. масла.

Международную классификацию смазочных материалов, индустриальных масел и родственных продуктов устанавливает ГОСТ 28549.0-90 (ИСО 6743/0-81) (см.табл.)

Таблица

Международная классификация смазочных материалов, индустриальных масел и родственных продуктов

Группа	Область применения	Обозначение стандарта
A	Открытые системы, смазки	ГОСТ 28549.1
B	Смазывание литейных форм
C	Зубчатые передачи
D	Компрессоры (включая холодильные машины и вакуумные насосы)	ГОСТ 28549.4 и ГОСТ 28549.3
E	Двигатели внутреннего сгорания
F	Шпиндели, подшипники и сопряженные с ними соединения	ГОСТ 28549.2
G	Направляющие скольжения
H	Гидравлические системы	ГОСТ 28549.5
M	Механическая обработка металлов	ГОСТ 28459.7
N	Электроизоляция
P	Пневматические инструменты
Q	Системы терморегулирования
R	Временная защита от коррозии	ГОСТ 28549.8
T	Турбины	ГОСТ 28549.6
U	Термическая обработка
X	Области, требующие применения пластических смазок	ГОСТ 28549.9
Y	Прочие области применения
Z	Цилиндры паровых машин

Общепринята следующая классификация масел.

В первую очередь – это моторные масла. Особая группа масел, относящихся к моторным маслам - авиационные масла. Помимо авиационных, из моторных масел выделяют автомобильные масла и дизельные масла. То есть, совокупность авиационных, автомобильных и дизельных масел и есть моторные масла.

Следующая группа масел – трансмиссионные масла. Иногда трансмиссионные и моторные масла объединяют под термином «транспортные масла». Индустриальные, гидравлические и компрессорные масла и все другие масла объединяются под термином «прочие масла». Таблица

Классификация смазочных масел по назначению (ГОСТ 4.24.)

Группы	Подгруппы
Моторные	Универсальные
	Для бензиновых двигателей
	Для дизельных двигателей
Турбинные	Газотурбинные
	Турбины общего назначения
Трансмиссионные	Для механических передач
	Гидромеханических передач
	Гидростатических передач
Индустриальные	Индустриальные общего назначения
Масла различного назначения	Компрессорные
	Цилиндрические
	Изоляционные