Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нефти и газа
Кафедра топливообеспечения и горюче-смазочных материалов
РЕФЕРАТ
По дисциплине: Химмотология
Тема: «Ассортимент топлив для реактивных двигателей. Взаимозаменяемость отечественных и зарубежных топлив»
Преподаватель ___________ И.В.Надейкин
подпись. дата
Студент НБ13-06 081311982 ___________ А.В.Зюбин
подпись, дата
Красноярск 2015
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Характеристика авиационных топлив 4
2 Марки реактивных топлив США 6
3 Реактивные топлива России 8
4 Взаимозаменяемость отечественных и зарубежных топлив 12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 14
ВВЕДЕНИЕ
В данной работе нам предстоит ознакомиться с различными марками реактивных топлив для реактивных двигателей самолетов, и взаимозаменяемость отечественных топлив зарубежными.
Реактивные топлива предназначены для реактивных двигателей самолетов, вертолетов и ракет. Мировое производство реактивного топлива составляет в среднем 5% от объема перерабатываемой нефти (примерно 2% - в Европе и развивающихся странах и 7% - в Северной Америке). В мирное время военные потребляют около 10% от общих ресурсов реактивных топлив.
Для справки: масса топлива составляет от 30 до 60% от взлетной массы самолета, что делает особо важной роль топлива.
Топлива эти однокомпонентные (т.е. смешение их не допускается), с жестко оговоренной технологией получения.
Они должны обеспечивать:
- надежный запуск двигателя в любых условиях;
- устойчивое горение в быстро движущемся потоке воздуха и при больших коэффициентах избытка воздуха (более 2);
- полное сгорание без дыма и нагара;
- высокую скорость и дальность полета и безаварийность.
Характеристика авиационных топлив
Требования к качеству топлив таковы, чтобы применяемые продукты обеспечивали надежную, экономичную эксплуатацию двигателей, топочных агрегатов и других тепловых машин. Но в зависимости от вида топлив к ним предъявляются специальные требования.
Реактивные топлива должны иметь:
− хорошую испаряемость для обеспечения высокой полноты сгорания;
− хорошие низкотемпературные свойства для надежной прокачиваемости топлива при отрицательной температуре;
− низкую склонность к образованию отложений в топливных системах, высокую химическую и термоокислительную стабильность;
− хорошую совместимость с металлическими и неметаллическими материалами топливных систем двигателя, оборудования для хранения и транспортировки топлива;
− хорошие противоизносные свойства, не допускающие повышенного износа деталей топливных агрегатов;
− электропроводимость, обеспечивающую безопасность при накоплении топливом баков и емкостей.
В связи с введением Федерального закона «О техническом регулировании» был разработан и введен в действие Постановлением Правительства Российской Федерации №118 от 27 февраля 2008 г. «Технический регламент о требованиях к автомобильному и авиацион-ному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».
Таблица 1 - Требования, предъявляемые к реактивному топливу
Марки реактивных топлив США
Реактивные топлива в США разрабатывались начиная с 40-х годов ХХ века.
JP-1. Введено в апреле 1944 г. (первое реактивное топливо). В первые годы его выработка составляла 60 тыс. gal(US)/сут, что удовлетворяло потребности в нем в период войн, поэтому начались поиски топлива более доступных спецификаций.
JP-2. Введено в 1945 г. Оно было более широкого фракционного состава, поэтому ресурсы его были больше. Использовано как экспериментальное и сейчас не используется.
JP-3. Разработано в 1947 г. как смесь бензина и керосина с широким фракционным составом. Его ресурсы (выход около 45% на нефть) вполне обеспечивали потребности, но обнаружились значительные потери топлива на больших высотах (из-за высокого ДНП). Поэтому использовано только как экспериментальное.
JP-4. Введено в 1951 г. как вариант JP-3 с низким ДНП. Оно представляло собой смесь нафты с керосином. Нормы его показателей пересматривались в 1953 и 1955 годах. Выпускается до настоящего времени и числится как топливо Jet-B в гражданской авиации и как F-40 в номенклатуре НАТО.
JP-5. Введено в 1952 г. в качестве топлива для самолетов на авианосцах (как менее опасное, чем JP-4). Имеет низкую летучесть и высокую температуру вспышки (+60°С). Используется также для президентских самолетов и для полетов в Арктику. Выпускается до настоящего времени, но узкий фракционный состав ограничивает его ресурсы в сравнении с JP-4.
JP-6. Экспериментальный керосин высокой термостабильности. Применения не нашел и поэтому не используется.
JP-7. Керосин исключительно высокой термостабильности для сверхзвуковых самолетов SR-71 и «Blackbird».
JP-8. Введено в 1968 г. По свойствам идентично коммерческому топливу гражданской авиации Jet A-1 с высокой температурой вспышки (40°С) и поэтому было выбрано на замену JP-4. У него один недостаток – высокая температура кристаллизации (-15°С), что делает его неприемлемым для использования в управляемых баллистических ракетах.
JP-9. Топливо очень высокой плотности (смесь синтетических компонентов). Используется как стартовое топливо крылатых ракет и для прямоточных ВРД.
JP-10. Подобно JP-9.
JP-TS. Смесь на основе высококачественного керосина высокой термостабильности для самолетов U-2.
3. Реактивные топлива России
Топлива России разрабатывались почти в те же годы, что и в США.
Т-1. Введено в 1948г. Представляет собой прямогонный керосин с содержанием серы не более 0,1%. Ориентировано на получение из нефтей Баку. Имеет широкий фракционный состав и относительно высокую норму по минимальной плотности. Фракционный состав (далее Фр. с.) 130-280°С.
ТС-1. Взаимозаменяемо с Т-1. Прямогонный керосин с содержанием серы не более 0,25% (впервые получено из нефтей междуречья Урал-Волга). Фракционный состав определяется нормами на другие показатели. Малая термостабильность. Вырабатывается и в настоящее время. Фр. с. – 130-240°С.
Т-2. Дистиллят широкого фракционного состава (100-280°С) из высокосернистых нефтей, имеющий высокую летучесть. Топливо введено в 1957 г. с целью расширения ресурсов авиатоплив. В настоящее время не выпускается и считается резервным.
Т-3. Специально вырабатывалось для ГДР (нормы не опубликованы).
Т-4. Введено в 1957 г. как временное и имеющее широкий фракционный состав и высокое содержание серы. Имело малую термостабильность и окислялось при хранении (вероятно, его получали из дистиллятов вторичного происхождения – крекинга и т.п.).
Т-5. Разработано как топливо для прямоточных ВРД. Спецификации опубликованы в 1959 г. Имеет малую термостабильность, высокую плотность и вязкость и широкий фракионный состав.
Т-6. Введено в 1966 г. для сверхзвуковой авиации (с числом М до 4). Фракция 195-315°С первичной перегонки нефти с последующим гидрированием или фракция 195-300°С газойля каталитического крекинга с последующей гидродеароматизацией. Обладает высокой плотностью (0,845 г/см3), высокой температурой вспышки, большой теплотой сгорания (36 МДж/л), малым содержанием серы (0,05%) и ароматических углеводородов (5-8%). Имеет высокую термостабильность.
Т-7. Вторичное гидроочищенное топливо. Введено в 1966 г. для сверхзвуковой авиации (с числом М более 1) с целью использования в гражданских самолетов (под индексом ТС-1г), но несомненно пригодно как топливо для военных самолетов. Вырабатывалось из малосернистых нефтей. Термостабильно.
Т-8В. Впервые введено в 1968 г. специально для первого отечественного сверхзвукового гражданского самолета ТУ-144 (до М=2,5). Прямогонная фракция 170-280°С с последующей каталитической гидродеароматизацией. Имеет хорошую термостабильность и малую испаряемость. Используется также для военной сверхзвуковой авиации и другой техники.
РТ. Впервые введено в 1970 г. для дозвуковых самолетов (но может использоваться до М=1,5). Фракция 135-280°С первичной перегонки нефти с последующей гидроочисткой. Содержит смазывающие присадки. Высокая термостабильность (подобно Т-7). Потенциально может использоваться, когда требуется повышенная выработка реактивных топлив ( в частности, для замены ТС-1).
Таблица 2 – Характеристика отечественных реактивных топлив
 
4. Взаимозаменяемость отечественных и зарубежных топлив
По данным исследований, проведенных в ЦИАМ по взаимозаменяемости топлив для реактивных двигателей сформулированы рекомендации, изложенные на рисунке 1.
Таблица 3 - Взаимозаменяемость реактивных топлив отечественного и зарубежного производства
В рекомендациях обращается внимание на то, что у некоторых зарубежных производителей возможны ряд эксплуатационных отличий от отечественных сортов топлива. А именно: возможна повышенная агрессивность к некоторым маркам уплотнительных резин и пониженные противоизносные свойства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе мы ознакомились с ассортиментом реактивных топлив США и России. Их основные характеристики и взаимозаменяемость отечественных реактивных топлив зарубежными.
За несколько десятков лет, было выпущено много марок реактивных топлив, с каждым разом превосходя в характеристиках и эксплуатационных свойствах предыдущее. В настоящее же время в России вырабатываются следующие реактивные топлива:
- дозвуковые Т-1 и ТС-1 по ГОСТ 10227;
- переходное РТ по тому же ГОСТ, которое может использоваться как для звуковых самолетов, так и для сверхзвуковых с числом М до 1,5;
- сверхзвуковые Т-6 по ГОСТ 12308 ТУ 38 101629, а также Т-8В по ТУ 38 101560;
- ракетные (марки определяются соответствующими ТУ).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Капустин, В. М. Нефтеперерабатывающая промышленность США и бывшего СССР : учеб. пособие / В. М. Капустин, С. Г. Кукес, Р. Г. Бертолусини. – Москва : Химия, 1995.
2. ГОСТ 10227-86. Топлива для реактивных двигателей. Технические условия. – Введ. 01.01.1987. – Государственный комитет по стандартам.
3. Коняев, Е.А. Химмотология реактивных топлив : учеб.пособие / Е.А. Коняев, М.Л.Немчиков, М.Г. Голубева. – Москва : Московский государственный технический университет гражданской авиации, 2009.
4. Тех. регламент О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту. Требования к характеристикам топлива для реактивных двигателей. – Введ. 27.02.2008. – Москва : Правительство РФ, 2008.
5. |
