2015-10-13
1376
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 200С, кг/м3, не менее | 775-840 | 775-840 |
| Фракционный состав: 10% отгоняется при температуре, 0С 98% отгоняется при температуре, 0С | ||
| Высота некоптящего пламени, мм, не менее | 20-25 | |
| Температура начала кристаллизации, 0С, не выше | -47 | -46 |
| Объёмная доля ароматических углеводородов, %, не более | ||
| 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 200С, кг/м3, не менее | 780(775) | ||||||
| Фракционный состав: Температура начала перегонки, 0С: Не ниже Не выше Отгоняется при температуре, 0С, Не выше: 10% 50% 90% 98% | - | - | - | - | - | - Не нормируется Не нормируется | |
| Кинематическая вязкость, м2/с При температуре 200С, не менее -400С, не более | 1,30(,1,25) | 1,50 | 1,50 | 1,05 | 1,25 | <4,5 | >1,5 |
| Низшая теплота сгорания, кДж/кг, не менее | 43120(42900) | ||||||
| Высота некоптящего пламени, мм, не менее | |||||||
| Кислотность, мг КОН/100см3 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 | -60 | -60 | -60 | - -60 | -55 | -60 | -50 |
| Содержание осадка, мг/100см3 топлива | |||||||
| Содержание растворимых смол, мг/100см3 топлива | - |
