The Future of General Aviation Fuels
Currently the two principal types of fuel used in Aviation are Avgas 100LL and Jet a-1; Jet a-1 for turbine engines and Avgas for spark ignition piston engines. Se você é um piloto de aviação geral, o que você provavelmente está mais familiarizado com é Avgas e é nisso que vamos nos concentrar aqui.
como deve saber, a Avgas contém Tetra Ethyl Lead (TEL) – o aditivo que foi recentemente proibido nos combustíveis para veículos automóveis na União Europeia por razões ambientais. Embora o volume total de combustível utilizado na aviação seja inferior a 0,5% do utilizado no sector automóvel na Europa, existe uma pressão considerável por parte dos Representantes de interesses ambientais para remover ou substituir o TEL na Avgas e produzir uma qualidade sem chumbo.
para compreender o que está envolvido, primeiro precisamos olhar para quais benefícios TEL tem. Como você pode saber dos problemas com os combustíveis automotivos, compostos de chumbo a partir de TEL formam uma camada de proteção no assento da válvula e impede que as válvulas suaves assentos de erodir. Sem TEL, pequenas áreas de um assento de válvula de metal macio fundem-se à válvula e são “arrancadas” da face do banco.Uma vez ligados à válvula, formam uma superfície abrasiva que danifica ainda mais o assento da válvula. Esta combinação de ações é conhecida como recessão Do Assento Da Válvula (VSR) como o assento da válvula é desgastado e recessado na cabeça do cilindro. As soluções para isso são usar um aditivo VSR ou ajustar assentos de válvula endurecida que são resistentes a esta ação.
os aditivos VSR são actualmente frequentemente utilizados na gasolina de substituição do chumbo em instalações para veículos automóveis, no entanto, por várias razões, ainda não foram aprovados para utilização em motores de aviação. Isto significa que o único método actual de prevenção da recessão dos assentos das válvulas para os motores de aviação que utilizam combustíveis sem chumbo seria a instalação de assentos de válvulas endurecidas. Isto é comum na nova fabricação de motores Avco Lycoming e Teledyne Continental, mas alguns motores mais antigos precisariam de modificação.
o outro problema mais significativo com os combustíveis sem chumbo é o do Índice de octanas.
octano é uma medida de quão resistente um combustível é à detonação ou” pinking”; quanto maior o Índice de octanas, mais a mistura combustível / ar pode ser comprimido sem detonação acontecer. Para deixar isso claro, o índice de octanas não é uma medida da quantidade de energia no combustível, mas uma medida de sua resistência à detonação.
a vantagem ou mais altos combustíveis octanos é que uma maior razão de compressão ou supercharging rácio pode ser usado, o que, em seguida, leva a uma maior eficiência do ciclo do motor, o que, por sua vez, significa mais potência de saída para uma dada queima de combustível. No entanto, para confundir as coisas ainda mais, há quatro maneiras principais de medir a classificação de octanas, RON, MON, mistura magra e classificações ricas de misturas.
os combustíveis rodoviários tendem a ser medidos numa escala RON, para os quais os combustíveis sem chumbo tendem a ser 95-98 RON mas são apenas 85-87 MON. Avgas é medida em mistura magra (semelhante ao MON), mas também tem uma rica mistura de octanas.
Magra Mistura classificação é de 100 octanas (15% de octanagem superior ao mesmo 85 MON sem chumbo Mogas), mas Avgas também tem uma Rica Mistura classificação de 130 que permite maior supercharger aumentar as pressões para ser usado sem a ocorrência de detonação. Isto é particularmente um problema quando se usa configurações de alta potência a baixa altitude, por exemplo durante a descolagem.
como você pode ver TEL em Avgas faz uma diferença significativa para o índice de octanas e sem ele Índice de octanas seria de volta para 80-85 mistura magra-o nível para combustíveis rodoviários-em vez de 100 / 130. Este não é um problema para a maioria das típicas normalmente aspirado de mecanismos como os seus rácios de compressão são bastante modestos e detonação não seria um problema com 80 – 85 Magra Mistura Octanagem do combustível.No entanto, para os aviões com motores sobrealimentados ou turbocomprimidos, a utilização de combustíveis sem chumbo com baixo índice de octanas não seria adequada. A única maneira de operar estes motores turbo nos actuais combustíveis de tecnologia sem chumbo seria reduzir significativamente a pressão de impulso do supercharging e descarte massivamente os motores. Esta desclassificação seria tão grave que muitos dos motores deixariam de ser suficientemente potentes para o avião em questão.Actualmente, estão a ser desenvolvidos combustíveis modernos sem chumbo para a aviação, como o 82UL nos Estados Unidos. Trata-se de um combustível de 82 misturas de octano magras e é aprovado para uso em motores modernos não turbo Avco Lycomings, entre outros. No entanto, ainda não está disponível na Europa, mas também nem todos podem usá – lo-o seu fabricante de aeronaves deve levantar um documento de modificação da aeronave para aprovar a sua utilização.
algumas novas Cessnas são aprovadas para usar 82UL, mas a maioria dos tipos de aeronaves atualmente não têm aprovação do fabricante. Estima-se que a quantidade potencial de aeronaves Avgas com motor de pistão em todo o mundo que poderiam usar este grau seja de cerca de 60%, embora alguns deles provavelmente precisariam de modificações do sistema de combustível antes da aprovação.
até à data não existem aditivos disponíveis para substituir TEL que aumentam a classificação de octanas – os aditivos utilizados nos combustíveis de substituição de chumbo para automóveis apenas abordam o problema da recessão do assento das válvulas e não afectam a classificação de octanas do combustível. Portanto, se Avgas 100LL desaparecesse, a única outra opção atualmente disponível para os proprietários com motores turbo ou supercharged seria para o fabricante da aeronave levantar uma modificação para substituir seu motor com um turbopropulsor ou motor diesel.
isto leva-nos ao outro avanço recente em motores de aviação geral; o desenvolvimento por vários fabricantes de motores de tecnologia de motores diesel. Shell está envolvida com todos os principais futuros fabricantes de motores diesel de aviação e está trabalhando de perto nestes projetos. Estes motores potencialmente oferecem várias vantagens significativas sobre os motores Avgas.
eles retornam até 30% melhor economia de combustível, usam jato a-1 ao invés de Avgas, e têm o potencial de ser adaptado para muitas aeronaves leves, substituindo seus motores atuais Avgas. O lado negativo será o custo da substituição do motor e da modificação da aeronave e, embora algumas aplicações possam ser capazes de tirar partido desta tecnologia, esta não será uma solução para todos.
assim, em resumo, os motores de Aviação apresentam muitos desafios únicos para o desenvolvimento da Avgas e, como tal, ainda não há uma data firme para substituir a Avgas 100LL, mas pode haver poucas dúvidas de que eventualmente a Avgas com chumbo será retirada do uso. No entanto, tal não parece provável enquanto não estiverem disponíveis alternativas adequadas totalmente desenvolvidas.; uma situação que, provavelmente, terá vários anos no futuro.