Letecký benzín, (letecký benzín) - uhlovodíkové palivo pro pístové letecké motory (motory), vyrobené z vysokooktanových složek ( alkylát , izomerizát , katalytický reformovací benzín , toluen nebo jiné složky s vysokou chemickou stabilitou) s přídavkem kapalného ethylu , antioxidant a barvivo [1] . V anglicky mluvících zemích je letecký benzín známý jako AvGas, což je zkratka pro Aviation Gasoline.
V polovině 20. století byly hlavním druhem motorového paliva používaného v letectví letecké benziny, poté byly postupně nahrazovány proudovými palivy na bázi petroleje .
Letecké benziny mají v 21. století nadále omezené použití v lehkých letadlech po celém světě. Vzhledem k prudkému snížení spotřeby olovnatého leteckého benzinu se jeho produkce nyní zachovala pouze v USA a Ruské federaci, zbytek zemí využívajících lehká letadla raději kryje své potřeby dovozem.
Letecké a automobilové benziny se od sebe liší technologií výroby, frakčním složením, chemickou stabilitou a řadou dalších parametrů. Letecký a automobilový benzín nejsou zaměnitelné a kromě toho je letecký benzín mnohem dražší než automobilový benzín. V některých případech se však motorový benzín používá v leteckých motorech s určitými omezeními nebo se do benzínu přidávají aditiva pro zlepšení výkonu.
Důvody, proč se automobilové a letecké benziny liší, spočívají v různých provozních podmínkách motorů. V autě motor málokdy běží na plný výkon a maximální otáčky, zatímco v letadle běží motor na plný nebo téměř celý výkon téměř celý let.
Letecké benziny jsou hořlavou kapalinou, jejíž výbušná koncentrace par ve směsi se vzduchem je 6 %. Teplota samovznícení leteckého benzinu je od 380 °C do 475 °C, bod vzplanutí od minus 34 °C do minus 38 °C.
Rozdělení leteckých benzinů podle značek se provádí podle oktanového čísla, stanoveného motorickou metodou. U řady leteckých benzinů je navíc stupeň na bohaté směsi uveden v označení.
U leteckého benzínu jsou hlavními ukazateli kvality:
Od roku 2019 jsou v Ruské federaci vydávány:
Antidetonační přísada :
Antidetonační směs musí obsahovat alespoň 61 % tetraethylolova a dibromethanu v množství dostatečném k poskytnutí obsahu dvou atomů bromu na atom olova.
Přísady proti námraze :
Antioxidační přísady :
Antistatická přísada
Antikorozní přísada
Rovnoběžný bezolovnatý nízkooktanový benzín s hustotou nepřesahující 0,7 g/cm3. Zpočátku (v polovině 20. století) se v čisté podobě používal jako palivo pro nízkotlaké pístové motory (letadla ANT-9 , TB-3 , R-5 , Po-2 , MBR-2 , Jak- 6 , Jak-12 , Jak-18 , An-14 , vrtulník Ka-15 atd.; sněžné skútry , kluzáky atd.) a jako základ pro různé palivové směsi vysokooktanového paliva pro výkonnější motory, dále jako palivo u některých proudových motorů (náporové motory některých střel , turbostartéry některých proudových motorů atd.), v n.v. používá se především jako rozpouštědlo a odmašťovadlo. Je to bezbarvá průhledná málo toxická hořlavá kapalina (teplota samovznícení 270°C)
Letecký benzín B-91/115 je palivová směs, která se získává přímou destilací ropy pomocí katalytického reformování. Je to hořlavá průhledná kapalina zelené barvy s charakteristickým zápachem. Benzín B-91/115 zůstal ve výrobě velmi dlouho, protože na něm běží motor ASh-62 IR letounu An-2 , hlavního typu u místních leteckých společností v SSSR.
Byl vyvinut v Ruské federaci na počátku 90. let jako jednomotorové palivo pro letecké pístové motory. Benzín se sníženým obsahem TPP. Vyrobeno podle TU38.401-58-47-92, poté podle GOST 1012-2013.
Je to hořlavá průhledná kapalina zelené barvy s charakteristickým zápachem.
Vysokooktanový olovnatý letecký benzín s odolností motoru proti klepání minimálně 99,6. Je to hořlavá čirá modrá kapalina s charakteristickým zápachem. Obsah olova je 0,56 g/l.
Určeno pro použití v letadlech s pístovými leteckými motory se zážehovým zážehem, např. pro vrtulníky Robinson R-22 a R-44, dále letouny Cessna-172/182, Extra EA300 atd.
Historicky prvními leteckými benziny v SSSR byly benziny z přímého provozu získávané z ložisek v oblastech Groznyj a Baku.
Pole Groznyj produkovala téměř homogenní ropu. Z destilátu získaného vyvařením ropy při teplotě 130 °C vznikl právě letecký benzin Groznensky .
Naleziště Baku produkovala ropu různého složení, která se při výrobě benzínu v určitých poměrech míchala. Benzínová frakce byla destilována při teplotě 175 °C, výsledný destilát byl nazýván letecký benzín Baku „30“ (do roku 1935 se jmenoval: Baku benzín 2. stupně export).
Letecký benzín Groznyj měl měrnou hmotnost 0,700÷0,720 (při +15°C), letecký benzín Baku - 0,748÷0,754; oktanové číslo prvního je 58-60, druhého je 70-72. Sudy s leteckým benzínem Groznyj byly označeny modrou barvou, sudy s Baku - bílou barvou.
Těžší frakce ropy, vyvařující se při teplotách do 200 °C, tvořily benziny 1. a 2. třídy a nebyly používány jako palivo v letectví.
Při přímé destilaci ropy je výtěžnost lehkého paliva v průměru 10-15%.
Letecký benzín Groznyj ve své čisté formě byl používán v nízkovýkonných motorech jako M-2 , M-5 , M-11 , M-26. Letecký benzín Baku byl použit v motorech M-17 , M-22
S příchodem výkonnějších motorů s vyšším kompresním poměrem v letectví začali do těchto benzínů přidávat benzen (a tzv. pyrobenzen) jako antidetonační činidlo: letní letecký benzen třídy „L“ oleje a zimní letectví benzen oleje třídy „A“ . Chemicky byl letecký benzen směsí benzenu , toluenu a xylenu . Takže v letním leteckém benzenu bylo množství benzenu 75 %, toluenu 18 % a xylenu 7 %. Toto palivo (ve své čisté formě) mrzne při -10°C. Zimní letecký benzen měl následující složení: benzen 50 %, toluen 35 % a xylen 15 %; bod mrazu -28°С. Oktanové číslo leteckého benzenu je minimálně 100, pyrolýzního benzenu - 92. Vzhledem k tomu, že benzen je těžší než benzín (měrná hmotnost 0,884), při použití směsí benzín-benzen nebo čistého leteckého benzenu je nutné přepočítat zatížení letadla a jeho let rozsah. Při provozu na benzen navíc klesá výkon motoru, protože výhřevnost chemicky čistého benzenu je 9300 cal/kg (benzín má 10400 cal/kg). V praxi se pro tankování letadel nepoužíval čistý benzen, používaly se směsi s benzínem, ve kterých může množství benzenu dosahovat až 75 %.
Poté byly do motorového paliva přidány antidetonační přísady na bázi tetraethylolova (C 2 H 5 ) 4 Pb (TES). V SSSR byla první takovou přísadou ethylová kapalina (vyráběná podle průmyslové normy OST č. 40033), skládající se z tepelných elektráren, sloučenin chloridů a bromu v poměru 1/1 a červeného barviva. Poté byly vyvinuty přísady:
Aditivum bylo přidáno objemově od 1 do 4 cm3. kapalin na 1 litr motorového paliva.
Vzhledem k tomu, že tetraetylolovo je extrémně jedovatá kapalina, začal se v zemi vyrábět tzv. olovnatý benzín pro přípravu olovnatého benzínu. míchání základů . Vzhledem k velkému rozsahu provozovaných motorů však SSSR pokračoval v přípravě palivových směsí přímo v provozních organizacích, tedy na letištích.
Ethyl liquid je silný jed, proto je skladován pod dozorem a přepravován s doprovodem. Veškeré práce s ethyl liquidem je nutné provádět v pogumované kombinéze, gumových holínkách, gumových rukavicích a plynové masce [2] .
V SSSR se nějakou dobu v letectví používaly tzv. ternární směsi : alkohol-benzin-benzen, ve kterých je obsah benzínu pouhých 20 %, zbytek tvoří benzen (pyrobenzen) a 96 % etylalkohol. Praxe provozování takových směsí ukázala značnou složitost přípravy paliva a také určité dosti specifické operace v palivovém systému letadla při přechodu z benzínu na ternární směsi.
Při koksování uhlí se uvolňují plyny obsahující uhlovodíky. Tyto plyny jsou zachyceny, ochlazeny, vyčištěny od pryskyřic, poté jsou oleje těmito plyny nasyceny. Nasycený olej jde do destilace, při které se získá benzen, toluen a xylen. Uhelné palivo obsahuje sloučeniny síry v lehce vroucí frakci, což negativně ovlivňuje životnost motorů. Výtěžnost hotových výrobků touto technologií je velmi nízká a činí 0,9 %.
Metodou hydrokrakování je možné výrazně zvýšit výtěžnost benzinu (viz níže).
Benzín lze získat z břidlice i polokoksovací metodou, přičemž výtěžnost břidlicového benzinu je od 1 do 4 procent.
Ve velmi zjednodušené podobě: syntetický benzín se získává z uhlí. Jemně mletá uhelná hmota se zahřívá na teplotu 500 °C při tlaku 100–200 atmosfér, za přítomnosti vodíku a katalyzátorů. Touto technologií lze z 1 tuny uhlí získat až 650 litrů kapalné hmoty, ze které lze později vytlačit až 200 litrů lehkého paliva.
Do syntetického leteckého benzínu se přidávají speciální přísady pro zlepšení odolnosti proti klepání. Například Němci používali kapalinu Motil na bázi pentakarbonylového železa .
Největších úspěchů dosáhlo Německo ve výrobě syntetického motorového paliva. V polovině 30. let činila produkce hydrokrakového benzinu 300 000 tun ročně.
Před válkou v Německu byl vyvinut proces získávání syntetického paliva pomocí několika technologií. Takže k 1. září 1939 bylo v Německu 7 závodů pracujících podle hydrogenační metody, 7 závodů pracujících podle Fischer-Tropschovy metody a několik dalších závodů pracujících pomocí metody výroby benzínu z uhelného dehtu zbývajícího po koksování uhlí. . Měsíční produkce syntetického paliva ve všech těchto závodech dosáhla 120 000 tun. Byly vyrobeny následující třídy leteckého benzínu:
V roce 1944 německé továrny vyrobily 5,7 milionu tun syntetického paliva (celkem všech typů a značek).
Před válkou byla v SSSR zavedena nová norma pro motorová paliva. V souladu s GOST 1012-41 byly vyráběny bezolovnaté letecké benziny: B-70, B-74, B-78b, ARB-70, dále startovací benzin Krasnodar PKB s oktanovým číslem 70 a startovací benziny PGB podle OST. -10812-40, PMB, PVB podle OST-10813-40.
Během druhé světové války se v SSSR vyráběly tyto letecké benziny: B-59, B-70, B-74, B-78b a B-78g.
Přidáním antidetonačního aditiva R-9 (nebo V-20) byla získána následující motorová paliva:
Kde číslo před písmenem „B“ znamená množství aditiva v cm³ na litr benzínu. Číslo v závorce udává konečné oktanové číslo směsi benzinu s aditivem.
Palivové směsi byly také připraveny na bázi benzinu B-70 s přídavkem benzenů a isooktanů do benzinu s oktanovým číslem 95:
Lend-lease ze Spojených států dostal benzín, který dostal sovětské označení B-95 a B-100. Jedná se o stejnosměrné benziny s isooktanem a isopentanem, s přídavkem antidetonačního aditiva TPP. Kromě těchto benzinů dodávaly Spojené státy pro výrobu motorových paliv tyto komponenty: isooktan, isopentan, neohexan, alkylbenzin a technickou směs isooktanu a isopentanu. Také Američané dodávali tepelné elektrárny do SSSR pod značkou „1-T“.
Americké benzíny byly používány jak na dovezených letadlech, tak na domácích. Konkrétně po přidání produktu R-9 (1 cm³ na litr paliva) do benzínu B-95 (1B-95) byl tankován do letadel s motory M-88 B a M-105.
Od roku 1975 byly v SSSR vyráběny následující třídy leteckého benzínu:
Dne 1. července 2003 vstoupil v platnost federální zákon ze dne 22. března 2003 č. 34-FZ „O zákazu výroby a obratu olovnatého automobilového benzinu v Ruské federaci“, v jehož důsledku výroba term. elektrárny v Ruské federaci byly ukončeny a s tím začala klesat výroba leteckého benzínu.
Od roku 2011 byla v Ruské federaci ukončena výroba leteckého benzinu všech jakostí, nicméně od podzimu 2016 byla výroba leteckého benzinu obnovena společností Gazprom a letecký benzin se sníženým obsahem TPP třídy 100LL v souladu s GOST R 55493-2013 se vyrábí také v Ruské federaci.