Одной из основных причин, по которой обычные марки авиационного газа по-прежнему полны 3-плюмба-3,3-диэтилпентана, является несовместимость многих авиационных топливных систем с оксигенатами (в первую очередь этанолом , с некоторым количеством ЭТБЭ ), используемыми в качестве октановых добавок в могазе, как уже упоминалось. (например) здесь :
[...] 87UL/E0 (похожие виды топлива называются 82UL или 85UL) — это строго определенная форма автомобильного бензина (могаза) — без этанола или оксигенатов, поскольку многие топливные системы самолетов несовместимы с этанолом - который используется в авиационных поршневых двигателях с низкой степенью сжатия, установленных на планерах, сертифицированных или сертифицированных STC для работы на автомобильном бензине. [...]
Жирный шрифт в оригинале; добавлен выделенный курсив.
Но автомобильная промышленность столкнулась с точно такой же проблемой и, тем не менее, легко адаптировалась к появлению спиртового неэтилированного бензина (а именно, путем замены несовместимых топливопроводов, уплотнений и прочего на те, которые не растворяются в этаноле ) . Так почему же оксигенаты являются камнем преткновения для топливных систем и двигателей самолетов?
Требуемые модификации просто экономически нецелесообразны.
Основной проблемой является паровая пробка, потому что этанол имеет более низкое давление паров (т.е. более вероятно, что он испарится), чем бензин. Хуже того, уровни содержания этанола в могасе варьируются для достижения идеального давления паров при различных температурах. Это хорошо для автомобилей, которые заправляют бак бензином каждую неделю или две при относительно небольшом диапазоне температур, но серьезная проблема для самолетов, где бензин может стоять месяцами, а затем испытывать широкий диапазон температур на разных высотах за один раз. полет.
Давление паров имеет значение, потому что топливные насосы с приводом от двигателя, которые являются нормой для самолетов, прокачивают топливо через топливопроводы. Особенно в сочетании с низкорасположенными баками этанол может испаряться в трубопроводах и блокировать дальнейший поток топлива, что является гораздо более серьезной проблемой для самолета, чем для автомобиля. Чистый бензин имеет достаточно высокое давление паров, чего не бывает. Когда этанол впервые был добавлен в могас, автопроизводители решили эту проблему, переместив топливные насосы в бак, чтобы вместо этого топливо выталкивалось .через топливопроводы и, следовательно, не будет испаряться независимо от давления паров, а при нормальной текучести флота это было нормой в течение нескольких лет. У некоторых самолетов есть подкачивающие насосы, как у автомобилей, но они обычно не предназначены для постоянной работы; Для производства этанола потребуются подкачивающие насосы резервуаров, которые могут работать постоянно, что означает либо замену существующих, либо добавление новых.
Этанол также более агрессивен, чем бензин. Регулярное использование этанола может означать замену топливных насосов (как двигателя, так и, если применимо, бака), топливопроводов, уплотнений, форсунок или карбюраторов и т. д. Для внесения таких изменений вам потребуется STC для каждого из них. Разработка STC стоит дорого, а рынок довольно ограничен, поэтому компаниям, продающим их, приходится взимать большую плату, чтобы окупить свои затраты, помимо высокой стоимости самих деталей, которые имеют те же проблемы. Кроме того, несмотря на то, что многие двигатели были задним числом рассчитаны на работу с газом (даже с этанолом в некоторых случаях), вам по-прежнему нужен дорогой STC, чтобы заменить старые таблички, требующие использования газа.
Кроме того, хотя он и не имеет прямого отношения к этанолу, могас не содержит свинца. Старые авиационные двигатели по-прежнему иногда требуют бака с этилированным бензином для смазки седел клапанов и направляющих. Обычно это можно исправить, заменив определенные детали новыми, изготовленными из новых материалов, но это тоже недешево и обычно лучше отложить до следующего капитального ремонта. До тех пор вы не можете использовать могас на постоянной основе, независимо от содержания этанола.
Если сложить все эти затраты, переоборудование большинства самолетов АОН для работы на этаноле может легко оказаться дороже, чем они стоят.
Основная проблема, которая запрещает использование топлива с этанольной смесью в соответствии с STC для автомобильного топлива, заключается в воздействии этанола на резиновые компоненты в топливной системе. Этанол также вызывает мягкую коррозию алюминия, но далеко не так сильно, как метанол, который растворяет топливный бак за несколько дней (гоночные автомобили, работающие на метаноле, участвуют в гонках, а затем сразу же очищают свои топливные системы).
10% этанола в топливном баке обычно не повредит. Если вы установите шланги и уплотнения, совместимые с этанолом (особенно поплавковое уплотнение карбюратора), вы можете использовать смесь топлива с этанолом, и самолету все равно, несмотря на другие проблемы, такие как склонность к поглощению воды. Это вариант для самодельных автомобилей, которые не ограничены в материалах, используемых в топливной системе, и может быть хорошей мерой безопасности против случайного добавления мога с этанолом.
Существует быстрый тест на обнаружение этанола в газе. Добавьте топливо в пробирку, похожую на контейнер, добавьте немного воды, которая опустится на дно, отметьте линию воды, затем встряхните пробирку. После того, как смесь осядет, если количество воды волшебным образом увеличилось, это будет смесь воды и этанола. Я провожу этот тест, если использую могу из неподтвержденного источника.
Линейка двигателей Rotax разработана для использования автомобильного бензина премиум-класса с 10% этанола. Их двигатели также могут использовать AVgas, но это имеет тенденцию загружать масло свинцом и требует более частой замены масла на Rotax. Rotax является крупным игроком в авиации, особенно в области легких самолетов и LSA.
Когда вы слышите, что мога с этанолом — плохая новость или не может работать из-за паровой пробки или из-за того, что он гидрофильный, просто поймите, что это в основном устаревшая информация. Однако верно то, что проверенные временем двигатели Lycoming и Continental рассчитаны на работу на низких оборотах и на использование 100 бензинов с низким содержанием свинца. С учетом сказанного, я знаю парней, которые без каких-либо проблем используют премиум-мога с этанолом (и часто в смеси с AVgas) в своих двигателях Lycoming 8,5: 1 ... до сих пор. :)
Не только большие близнецы имеют «высокую степень сжатия» или используют турбины. Многие четырех- и шестиместные двигатели имеют двигатели с более высокой степенью сжатия и без турбонаддува. У моего Lycoming O-360-A1F6D нет турбонаддува. имеет цилиндры со степенью сжатия 8,5: 1 и требует 100LL для предотвращения ранней детонации.
Серия О-360-А
Сертификат типа FAA ...................................... 286
Номинальная мощность ................................................ 180
Номинальная скорость, об/мин................................................... 2700
Отверстие, дюймы................................................... ..... 5,125
Ход, дюймы................................................... ... 4,375
Рабочий объем, дюйм куб................................. 361,0
Степень сжатия ...................................... 8,5:1
(-A1F6D указывает на такие вещи, как полый вал для давления масла для привода гребного винта постоянной скорости через регулятор, противовесы на картере для балансировки цилиндров, двойное магнето против 2 отдельных магнето).
А если посмотреть на стр. pdf стр. 42 (обозначены цифрами 3-10), почти все двигатели О-360 нуждаются в более высокооктановом топливе:
ТОПЛИВО И МАСЛО *Авиационное топливо
Серия моделей Минимальный класс
О-360-Б, -Д 80/87
О-360-А1П, -С1Ф, -С4Ф; НО-360-С1А 91/96
О-360-С, -Ф; НО-360-А,-Б; ИО-360-Б, -Э; ХИО-360-Б 91/96 или 100/130
O-360-J2A 91/96 или 100/100LL
IO-360-L2A, -M1A, -M1B 91/96 или 100LL
HIO-360-G1A 91/96 или 100LL
О-360-А, -C1G, -C4P, -A1H6; TIO-360-C1A6D 100/100LL
IO-360-B1G6, -C1G6, -J, -K2A, -A1D6D, -A3B6, -A3D6D;
ХИО-360-А1Б 100/100ЛЛ
АИО-360-А,-Б; ИО-360-А, -С, -Д, -Ф 100/130
ХИО-360-А, -С, -Д, -Е, -Ф 100/130
ТИО-360-А 100/130
Версия с впрыском топлива, используемая в версии моего самолета с убирающимся шасси. IO-360Axxx имеет цилиндры с более высоким передаточным числом, 8,7: 1, и развивает на 15-20 лошадиных сил больше.
Вот еще немного информации об этилированном авиационном топливе с https://www.faa.gov/about/initiatives/avgas/ .
Главная страница FAA ▸ О FAA ▸ Программы и инициативы ▸ Авиационный бензин Авиационный бензин Об авиационном бензине Подписаться Распечатать Распечатать Федеральное авиационное управление (FAA) разделяет озабоченность Агентства по охране окружающей среды (EPA) по поводу выбросов свинца из малых самолетов. Владельцы и операторы более 167 000 самолетов с поршневыми двигателями, эксплуатируемых в Соединенных Штатах, полагаются на авиационный бензин (avgas) для питания своих самолетов. Авгаз — единственное оставшееся транспортное топливо, содержащее свинец. Свинец в авиационном газе предотвращает детонацию или детонацию двигателя, которые могут привести к внезапному отказу двигателя. Свинец является токсичным веществом, которое можно вдыхать или всасывать в кровоток, и FAA, EPA и промышленность сотрудничают, чтобы удалить его из авиационного газа.
Чтобы помочь «выйти вперед», FAA поддерживает исследования альтернативных видов топлива в нашем Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза в Атлантик-Сити. Мы работаем с производителями самолетов и двигателей, производителями топлива, Агентством по охране окружающей среды и отраслевыми ассоциациями, чтобы преодолеть технические и логистические проблемы, связанные с разработкой и внедрением нового неэтилированного топлива.
FAA продолжает работать с EPA, чтобы сделать этот переход плавным, обеспечить бесперебойную поставку авиационного бензина и возможность продолжать полеты всех самолетов.
В этой последующей статье есть дополнительная информация:
Катастрофа с неэтилированным топливом - что это значит для пилотов | Журнал Air Facts https://airfactsjournal.com/2018/11/the-unleaded-fuel-disaster-what-it-means-for-pilots/
Новая временная шкала сосредоточена на тестировании неэтилированного топлива, разрабатываемого Shell, которая теперь является единственным участником PAFI после отказа от топлива-кандидата Swift Fuels.
Еще одна статья из AOPA https://www.aopa.org/news-and-media/all-news/2018/october/03/faa-sees-mid-2020-completion-of-unleaded-avgas-project .
Прошлой весной FAA приостановило испытания, призвав Shell и Swift решить проблемы, возникшие в данных, собранных на ранних этапах испытаний. В августе, после встречи руководящей группы PAFI в штаб-квартире AOPA, AOPA сообщила о продолжающемся прогрессе PAFI и планах на будущее.
Перед возобновлением летных испытаний в рамках PAFI предварительная работа «будет включать проверку совместимости материалов, долговечности, детонации и проблем с характеристиками», заявили в FAA.
Касаясь продления испытаний до 2020 года, FAA вновь заявило, что «миссия PAFI остается неизменной», отметив, что «хотя для реализации этой цели потребуется дополнительное время, важно обеспечить в конечном итоге одобрение жизнеспособного, безопасного и экономичного топлива». ”
«AOPA воодушевлено видеть неизменную приверженность и усилия Shell по работе над проблемами и поиску решений по смягчению последствий», — сказал Дэвид Оорд, старший директор AOPA по вопросам регулирования. «Мы и другие члены руководящей группы PAFI были рады видеть, что первые результаты их усилий выглядят многообещающе».
Оорд подтвердил постоянную поддержку усилий правительства и отрасли по выявлению, испытанию и разрешению использования неэтилированного бензина для замены авиагаза 100LL во всем парке авиации общего назначения, отметив давнюю позицию AOPA, согласно которой полученное топливо не должно требовать значительных изменений в двигателях, авиационных системах или системах подачи топлива. .
«В конечном счете, мы ищем лучшее топливо, независимо от того, является ли оно результатом PAFI или других средств. Цель одна и та же, независимо от того, каким путем мы ее достигнем».
Я помню, как видел (или некоторые) статьи во время закрытия правительства в феврале 2019 года, в которых говорилось, что испытания были приостановлены на неизвестное время, поэтому неэтилированное топливо какое-то время будет недоступно.
Двигатели большей мощности, такие как O-540 и IO-540, являются 6-цилиндровыми версиями моего 4-цилиндрового двигателя. Итак, если у моего 180 л.с./4 цилиндра, ~ 45 л.с./цилиндр, то O-540 генерирует ~ 6x45 = 270 л.с., а IO-540 ~ 50 л.с./цилиндр = 300 л.с. Их можно найти на 6-местных самолетах и больших близнецах. У всех нас одинаковая потребность в топливе 100LL. Мой родной аэропорт перестал перевозить 87 октавных мога, я полагаю, что спрос упал, и теперь он перевозит только 100 LL. Я даже не могу вспомнить последний аэропорт, в котором я был, где было 87 мога.
На самом деле на это влияет несколько разных вещей.
Использование авиационного бензина
Что касается авиационного бензина, то большая его часть используется высокопроизводительными двигателями с турбонаддувом. Примерами могут служить двухмоторные самолеты, используемые в линейных операциях. Они сделаны для более высокого октанового числа и не могут работать с более низким октановым числом. (Насколько мне известно, в настоящее время невозможно создать бензин с достаточно высоким октановым числом для этих двигателей без использования свинца, но я могу ошибаться).
Поскольку эти двигатели являются основными потребителями топлива и требуют высокооктанового топлива, вы обнаружите, что в «больших» аэропортах легко доступен Avgas 100LL. Большинство небольших самолетов сертифицированы для использования этого топлива, и, если оно доступно, они его используют. Некоторые аэропорты могут предлагать дополнительные варианты топлива, но не обязательно по более низким ценам.
Для работы на разных видах топлива нужен STC.
Для создания STC (дополнительного сертификата типа) потребуются деньги (иногда их оплачивает производитель самолета) и могут потребоваться дополнительные расходы для владельца самолета. Возможно, вам придется заменить некоторые детали в двигателе, топливопроводы, топливные баки и так далее. Во всем мире avgas или неэтилированное топливо не обязательно дешевле, чем 100LL, поэтому вы можете не окупить свои инвестиции.
Температура и высота над уровнем моря
Бензин представляет собой смесь нескольких различных компонентов. Авиационный бензин жестко рассчитан на работу при низких температурах и на больших высотах. Обычное бытовое топливо имеет менее строгие спецификации и может испаряться на большой высоте и/или замерзать при низких температурах. Смесь часто меняется между летом и зимой, чтобы снизить производственные затраты.
Путь вперед Конечно, со временем это может измениться. Иногда вы можете попросить поставщика авиационного топлива дополнить его одной из спецификаций неэтилированного топлива. Мы сделали это несколько лет назад на местном полигоне планеров, а также в местном муниципальном аэропорту (ESSB). В долгосрочной перспективе есть надежда перейти на электрические самолеты, но когда это произойдет, мы увидим.
фут