viitorul combustibililor pentru aviație generală
în prezent, cele două tipuri principale de combustibil utilizate în aviație sunt Avgas 100ll și Jet A-1; Jet a-1 pentru motoarele cu turbină și Avgas pentru motoarele cu piston cu aprindere prin scânteie. Dacă sunteți un pilot de aviație generală, cel pe care sunt, probabil, mai familiarizați cu este Avgas și este acest lucru pe care ne vom concentra aici.
după cum probabil știți, Avgas conține Tetra etil plumb (TEL) – aditivul care a fost recent interzis în combustibilii auto din Uniunea Europeană din motive de mediu. Deși volumul total de combustibil utilizat în aviație este mai mic de 0,5% din cel utilizat în sectorul auto din Europa, există o presiune considerabilă din partea Lobbyiștilor de mediu pentru a elimina sau înlocui TEL în Avgas și a produce o calitate fără plumb.
pentru a înțelege ce este implicat, trebuie mai întâi să ne uităm la ce beneficii are TEL. După cum probabil știți din problemele cu combustibilii auto, compușii de plumb de la TEL formează un strat protector pe scaunul supapei și împiedică erodarea scaunelor moi ale supapei. Fără TEL zone mici de un scaun de supapă de metal moale va fuziona la supapa și să fie’ smuls ‘ de pe fața scaunului.
odată atașate la supapă, ele formează o suprafață abrazivă care deteriorează și mai mult scaunul supapei. Această combinație de acțiuni este cunoscută sub numele de recesiune a scaunului supapei (VSR), deoarece scaunul supapei este uzat și se adâncește în chiulasă. Soluțiile pentru aceasta sunt fie utilizarea unui aditiv VSR, fie montarea scaunelor de supapă întărite care sunt rezistente la această acțiune.
aditivii VSR sunt acum utilizați în mod obișnuit în benzina de înlocuire a plumbului pe curțile auto, cu toate acestea, din mai multe motive, nu sunt încă aprobați pentru utilizarea în motoarele de aviație. Aceasta înseamnă că singura metodă actuală de prevenire a recesiunii scaunelor supapelor pentru motoarele de aviație care utilizează combustibili fără plumb ar fi montarea scaunelor supapelor întărite. Acest lucru este obișnuit în motoarele noi Avco Lycoming și Teledyne Continental, dar unele motoare mai vechi ar avea nevoie de modificări.
cealaltă problemă mai semnificativă cu combustibilii fără plumb este cea a cifrei octanice.
cifra octanică este o măsură a rezistenței unui combustibil la detonare sau „pinking”; cu cât este mai mare cifra octanică, cu atât amestecul combustibil / aer poate fi comprimat fără ca detonarea să se întâmple. Pentru a clarifica acest lucru, cifra octanică nu este o măsură a cantității de energie din combustibil, ci este o măsură a rezistenței sale la detonare.
avantajul sau combustibilii octanici mai mari este că se poate utiliza un raport de compresie sau un raport de supraalimentare mai mare, ceea ce duce apoi la o eficiență mai mare a ciclului motorului, ceea ce înseamnă la rândul său mai multă putere pentru o anumită ardere a combustibilului. Cu toate acestea, pentru a confunda lucrurile în continuare, există patru modalități principale de a măsura ratingul octanic, RON, MON, amestec slab și amestec bogat.
combustibilii rutieri tind să fie măsurați pe o scară RON, pentru care combustibilii fără plumb tind să fie 95 – 98 RON, dar sunt doar 85 – 87 MON. Avgas se măsoară pe amestec slab (similar cu MON), dar are și un amestec bogat octanic.
ratingul amestecului slab este de 100 octan (cu 15 octan mai mare decât 85 MON comparabil pentru Mogas fără plumb), dar Avgas are, de asemenea, un rating bogat de amestec de 130, ceea ce permite utilizarea presiunilor de supraalimentare mai mari fără a se produce detonarea. Aceasta este în special o problemă atunci când utilizați setări de putere mare la altitudine mică, de exemplu în timpul decolării.
după cum puteți vedea TEL în Avgas face o diferență semnificativă față de ratingul octanic și fără aceasta, evaluările octanice ar reveni la 80 – 85 amestec slab – nivelul combustibililor rutieri – în loc de 100 / 130. Aceasta nu este o problemă pentru majoritatea motoarelor moderne tipice aspirate în mod normal, deoarece rapoartele lor de compresie sunt destul de modeste, iar detonarea nu ar fi o problemă cu combustibilul octanic cu amestec slab de 80-85.
cu toate acestea, pentru avioanele cu motoare supraalimentate sau turbocompresoare, utilizarea combustibililor fără plumb cu cifră octanică redusă nu ar fi adecvată. Singura modalitate de a opera aceste motoare turbo pe combustibilii actuali ai tehnologiei fără plumb ar fi reducerea semnificativă a presiunii de supraalimentare și reducerea masivă a motoarelor. Această dezactivare ar fi atât de severă încât multe dintre motoare nu ar mai fi suficient de puternice pentru avionul în cauză.
combustibilii moderni fără plumb pentru aviație sunt în prezent în curs de dezvoltare, cum ar fi 82ul în Statele Unite. Acesta este un combustibil cu o cifră octanică de 82 și este aprobat pentru utilizare în motoarele moderne non turbo Avco, printre altele. Cu toate acestea, nu este încă disponibil în Europa, dar, de asemenea, nu toată lumea îl poate folosi – producătorul aeronavei dvs. trebuie să ridice un document de modificare a aeronavei pentru a aproba utilizarea acestuia.
unele Cessnas noi sunt aprobate pentru a utiliza 82UL, dar majoritatea tipurilor de aeronave nu au în prezent aprobarea producătorului. Cantitatea potențială de aeronave Avgas cu motor cu piston la nivel mondial care ar putea utiliza acest grad este estimată la aproximativ 60%, deși unele dintre acestea ar avea nevoie probabil de modificări ale sistemului de combustibil înainte de aprobare.
până în prezent, nu există aditivi disponibili pentru a înlocui TEL care să crească cifra octanică – aditivii utilizați în combustibilii de înlocuire a plumbului auto abordează doar problema recesiunii scaunului supapei și nu afectează cifra octanică a combustibilului. Prin urmare, dacă Avgas 100ll ar dispărea, singura altă opțiune disponibilă în prezent proprietarilor cu motoare turbo sau supraalimentate ar fi ca producătorul de aeronave să ridice o modificare pentru a-și înlocui motorul fie cu un turbopropulsor, fie cu un motor diesel.
acest lucru ne aduce la alte avans recent în motoarele de aviație generală; dezvoltarea de mai mulți producători de motoare de tehnologie Motor diesel. Shell este implicat cu toți principalii potențiali producători de motoare diesel de aviație și lucrează îndeaproape la aceste proiecte. Aceste motoare oferă potențial mai multe avantaje semnificative față de motoarele Avgas.
se întorc cu până la 30% mai bine economia de combustibil, utilizați Jet A-1 mai degrabă decât Avga-uri și au potențialul de a fi modernizate la multe aeronave ușoare, înlocuind motoarele lor actuale de tip Avga. Dezavantajul va fi costul de înlocuire a motorului și modificarea aeronavei și în timp ce unele aplicații pot fi în măsură să profite de această tehnologie, acest lucru nu va fi o soluție pentru toată lumea.
deci, în rezumat, motoarele de aviație prezintă multe provocări unice pentru dezvoltarea Avga-urilor și, ca atare, nu există încă o dată fermă pentru a înlocui Avga-urile 100ll, dar nu există nicio îndoială că Avga-urile cu plumb vor fi retrase din Utilizare. Cu toate acestea, acest lucru nu pare probabil până când nu sunt disponibile alternative adecvate pe deplin dezvoltate; o situație care este probabil să fie de mai mulți ani în viitor.