Havacılık yakıtı - Aviation fuel

Bir havacılık yakıt kamyonu
Bazı havalimanlarında yer altı yakıt boruları, tankerlere ihtiyaç duymadan yakıt ikmaline olanak tanır. Kamyonlar gerekli hortumları ve pompa ekipmanını taşır, ancak yakıt yoktur.

Havacılık yakıtları , uçaklara güç sağlamak için kullanılan petrol bazlı yakıtlar veya petrol ve sentetik yakıt karışımlarıdır . Isıtma ve karayolu taşımacılığı gibi yer kullanımı için kullanılan yakıtlardan daha katı gereksinimleri vardır ve yakıt performansı veya yol tutuşu için önemli olan özellikleri geliştirmek veya sürdürmek için katkı maddeleri içerirler. Gaz türbini ile çalışan uçaklar için kerosen bazlıdırlar ( JP-8 ve Jet A-1 ). Piston motorlu uçaklar benzin kullanır ve dizel motorlu uçaklar jet yakıtı (kerosen) kullanabilir. 2012 yılına kadar ABD Hava Kuvvetleri tarafından işletilen tüm uçakların , yakıt maliyetini dengelemenin bir yolu olarak kömür veya doğal gazdan elde edilen 50-50 kerosen ve sentetik yakıt karışımını kullanmaları onaylandı.

Spesifik enerji , bir uçak için yakıt seçiminde önemli bir kriterdir. Pillere kıyasla hidrokarbon yakıtların çok daha yüksek enerji depolama kapasitesi bugüne kadar engelledi elektrikli uçağını kullanarak elektrik pilleri ana tahrik enerji deposu hatta küçük kişisel uçaklar için geçerli hale olarak.

Havacılık yenilenebilir enerji çağına girerken, hidrojenle çalışan uçaklar ortak kullanıma girebilir. Bunlar CO2 için sıfır emisyondur ancak NOx için değildir. Kriyojenik hidrojen, 20 K'nin altındaki sıcaklıklarda sıvı olarak kullanılabilir. Gaz halindeki hidrojen, 250-350 bar'da basınçlı tanklar içerir. 2020'lerde mevcut olan malzemelerle, bu tür yüksek basınca dayanacak kadar güçlü tankların kütlesi, hidrojen yakıtının kendisinden büyük ölçüde ağır basacak ve hidrojen yakıtının hidrokarbon yakıtlara göre ağırlık/enerji avantajını büyük ölçüde ortadan kaldıracaktır. Hidrojen, hidrokarbon yakıtlara göre ciddi bir hacimsel dezavantaja sahiptir, ancak gelecekteki harmanlanmış kanat gövdeli uçak tasarımları, ıslak alanı büyük ölçüde genişletmeden bu ekstra hacmi barındırabilir .

Sonunda pratik olsa bile, endüstrinin hidrojeni benimseme zaman çizelgesi oldukça uzundur. Yakın vadede mevcut olan geleneksel havacılık yakıtına bir alternatif , bazen sürdürülebilir havacılık yakıtı (SAF) olarak adlandırılan havacılık biyoyakıtıdır .

Havacılık yakıtı türleri

Geleneksel havacılık yakıtları

Jet yakıtı

Ana madde: Jet yakıtı
Bir MIG-29'un bir URAL tankerinden (2011) yerden yakıt ikmali.

Jet yakıtı , kurşunsuz kerosen (Jet A-1) veya nafta - kerosen karışımı (Jet B) bazlı, berrak ila saman renginde bir yakıttır . Dizel yakıta benzer şekilde , sıkıştırma ateşlemeli motorlarda veya türbin motorlarında kullanılabilir .

Jet-A, modern ticari uçaklara güç sağlar ve 49 °C (120 °F) veya üzerindeki sıcaklıklarda son derece rafine gazyağı ve yanık karışımıdır. Gazyağı bazlı yakıt, benzin bazlı yakıttan çok daha yüksek bir parlama noktasına sahiptir, yani tutuşmak için önemli ölçüde daha yüksek sıcaklık gerektirir. Yüksek kaliteli bir yakıttır; jet uçaklarında kullanım için saflık ve diğer kalite testlerini geçemezse, demiryolları gibi daha az talepkar gereksinimleri olan yer tabanlı kullanıcılara satılır.

avgas

Ana madde: Avgas

Avgas ( av iation gaz indoline) küçük uçaklar, hafif helikopterlere ve klasik piston motorlu uçak tarafından kullanılır. Formülasyonu, havacılık bağlamında yaygın olarak mogas veya otogaz olarak adlandırılan motorlu araçlarda kullanılan geleneksel benzinden (BK: benzin veya bu bağlamda "havacılık ruhu") farklıdır. Birçok farklı sınıfa sahip olmasına rağmen, oktan değeri "normal" motor benzininden daha yüksektir.

Gelişen havacılık yakıtları

biyoyakıtlar

Konvansiyonel fosil bazlı havacılık yakıtlarına alternatifler, biyokütleden sıvı yöntemine ( sürdürülebilir havacılık yakıtı gibi ) yapılan yeni yakıtlar ve bazı düz bitkisel yağlar da kullanılabilir.

Sürdürülebilir havacılık yakıtı gibi yakıtlar , yakıt özelliklerinin, mevcut uçak yakıt sistemlerinde yeterince şişebilen elastomer contaların yanı sıra yağlama ve yoğunluk spesifikasyonlarını karşılaması koşuluyla, uçağın kendisinde çok az modifikasyonun gerekli olması veya hiç olmaması avantajına sahiptir. Sürdürülebilir havacılık yakıtı ve fosil ve sürdürülebilir kaynaklı alternatif yakıtların karışımları, daha düşük partikül ve sera gazı emisyonları sağlar. Bununla birlikte, şu anda geleneksel olarak üretilen havacılık yakıtlarından geniş bir farkla daha pahalı olmaları gibi politik, teknolojik ve ekonomik engellerle karşı karşıya oldukları için yoğun bir şekilde kullanılmamaktadırlar.

Sıkıştırılmış doğal gaz ve sıvılaştırılmış doğal gaz

Ana madde: Doğalgaz § Ulaşım

Sıkıştırılmış doğal gaz (CNG) ve sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG), uçakların gelecekte kullanabileceği yakıt besleme stoklarıdır. Doğal gaz kullanımının fizibilitesi üzerine çalışmalar yapılmıştır ve NASA'nın N+4 Gelişmiş Konsept Geliştirme programı (Boeing'in Subsonic Ultra Green Aircraft Research (SUGAR) ekibi tarafından yapılan) kapsamındaki "SUGAR Freeze" uçağını içermektedir. Tupolev Tu-155 LNG yakıt oldu alternatif bir yakıt olarak test yatağı oldu. Doğal gazın sıvı halde bile geleneksel yakıtlara kıyasla düşük özgül enerjisi, uçuş uygulamaları için belirgin bir dezavantaj sağlar.

havacılık yakıtı üretimi

Havacılık yakıtı üretimi iki kategoriye ayrılır: türbin motorları için uygun yakıt ve kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar için uygun yakıt. Her biri için uluslararası özellikler vardır.

Jet yakıtı , pervaneli ve jet uçaklarında ve helikopterlerde kullanılan bir gaz türbini yakıtıdır. Düşük sıcaklıkta düşük viskoziteye sahiptir, sınırlı yoğunluk ve kalorifik değer aralığına sahiptir, temiz yanar ve yüksek sıcaklığa ısıtıldığında kimyasal olarak stabil kalır.

Genellikle "avgas" veya 100-LL (düşük kurşun) olarak adlandırılan havacılık benzini , saflık, vuruntu önleme özellikleri ve buji kirlenmesinin en aza indirilmesine vurgu yapan, uçaklar için oldukça rafine bir benzin türüdür . Avgas, hem kalkış gücü ayarları için gereken zengin karışım koşulu hem de yakıt tüketimini azaltmak için seyir sırasında kullanılan daha zayıf karışımlar için performans yönergelerini karşılamalıdır. Havacılık yakıtı CNG yakıtı olarak kullanılabilir.

Avgas, jet yakıtından çok daha düşük hacimde satılmaktadır, ancak çok daha fazla bireysel uçak operatörüne; jet yakıtı ise havayolları ve askeri gibi büyük uçak operatörlerine yüksek hacimde satılmaktadır.

Enerji içeriği

Net enerji içeriği havacılık yakıtları için onların bileşimine bağlıdır. Bazı tipik değerler şunlardır:

  • BP Avgas 80, 44.65  MJ / kg, 15 ° C'de yoğunluğu, 690 kg / m 3 (30.81 MJ / litre).
  • Gaz BP tipi Jet A-1, 43.15 MJ / kg, 15 ° C'de yoğunluğu, 804 kg / m 3 (34.69 MJ / litre).
  • Gaz BP tipi 43.2 MJ / kg, yoğunluğu 15 ° C'de ° (daha düşük sıcaklıklarda) Cı TS-1 Jet 787 kg / 3 (34.00 MJ / litre).

Yoğunluk

Performans hesaplamalarında, uçak üreticileri 6,7 lb/USgal veya 0,8 kg/l civarında bir jet yakıtı yoğunluğu kullanır.

Özel durumlar şunlardır:

  • Bombardier Aerospace : Challenger Çok Amaçlı Uçak, Bombardier Challenger 650 iş jeti platformunun özel bir görev çeşididir. Bombardier performansı, ortalama 18.550 BTU/lb (43.147 MJ/kg) daha düşük ısıtma değerine ve 0.809 kg/l (6.75 lb/US gal) yoğunluğa sahip yakıt kullanımına dayandırır.
  • Embraer : E195 için havaalanı planlama kılavuzunda benimsenen 0,811 kg/l (6,77 lb/US gal) yakıt yoğunluğunu kullanır.

Kimyasal bileşim

Havacılık yakıtları, başta hidrokarbonlar ( parafinler , olefinler , naftenler ve aromatikler ) olmak üzere iki binden fazla kimyasalın, antioksidanlar ve metal deaktivatörler, biyositler, statik azaltıcılar, buzlanma önleyiciler, korozyon önleyiciler ve safsızlıklar gibi katkı maddelerinin karışımından oluşur . Temel bileşenler n-heptan ve izooktan içerir . Diğer yakıtlar gibi, kıvılcım ateşlemeli pistonlu motorlar için havacılık yakıtı da oktan dereceleriyle tanımlanır .

Alkol, alkol karışımları ve diğer alternatif yakıtlar deneysel olarak kullanılabilir, ancak herhangi bir sertifikalı havacılık yakıtı spesifikasyonunda alkole izin verilmez. Brezilya'da Embraer Ipanema EMB-202A, Ipanema tarım uçağının etanol ile çalışabilecek şekilde değiştirilmiş Lycoming IO-540-K1J5 motoruna sahip bir versiyonudur . %100 etanolle çalışacak şekilde modifiye edilen diğer uçak motorları, diğer birkaç Lycoming motor türü (Lycoming 235N2C ve Lycoming IO-320 dahil) ve belirli Rotax motorlarıydı.

Vergi

Uluslararası Sivil Havacılık Sözleşmesi (ICAO) (Chicago 1944 Madde 24) muaf hava yakıtları zaten iniş uçağa yüklenir (ve hangi uçakta kalır) ithalat vergilerinden. İki taraflı hava hizmetleri anlaşmaları , havacılık yakıtlarının vergi muafiyetini düzenler. Bir AB girişimi sırasında, bu anlaşmaların çoğu vergilendirmeye izin verecek şekilde değiştirilmiştir. Ayrıca, Düşük Emisyonlu Hareketlilik için bir Avrupa Stratejisine ilişkin bir Avrupa parlamentosu kararına ilişkin önergede, "havacılık için gazyağı vergilendirmesi için uyumlu uluslararası önlemler olanaklarının" araştırılması gerektiği belirtildi. Avustralya ve Amerika Birleşik Devletleri, havacılık yakıtına dünya çapında bir vergi getirilmesine karşı çıkıyor, ancak bir dizi başka ülke ilgilerini dile getirdi. Birleşik Krallık Parlamentosu'ndaki bir tartışma sırasında , havacılık yakıtı üzerindeki vergi muafiyeti nedeniyle vazgeçilen vergi gelirinin yıllık 10 milyar sterlin olduğu tahmin edildi. Ayrıca, 2014 yılında uluslararası havacılığın Avrupa Birliği Emisyon Ticareti Planına dahil edilmesi , Chicago Konvansiyonu'na atıfta bulunan ABD ve Çin gibi ülkeler tarafından 'yasadışı vergi' olarak adlandırıldı .

sertifika

Yakıtların tip sertifikalı hava taşıtlarında kullanılmasının onaylanabilmesi için bir spesifikasyona uygun olması gerekir. Test ve Malzeme American Society (ASTM) yanı uçak benzini olarak otomobil benzin için özellikler geliştirmiştir. Bu özellikler, havacılık benzini için ASTM D910 ve ASTM D6227 ve otomobil benzini için ASTM D439 veya ASTM D4814'tür (en son revizyon).

Kullanımda

George Bush Kıtalararası Havalimanı , Houston , Teksas'taki havacılık yakıt depolama tankları

Havacılık yakıtı genellikle havaalanına CEPS gibi boru hattı sistemleri aracılığıyla gelir . Daha sonra üzerine pompalanır ve bir tanker veya bowser'dan dağıtılır . Yakıt daha sonra park halindeki uçaklara ve helikopterlere yönlendirilir . Bazı havaalanlarında, uçakların taksi yapması gereken benzin istasyonlarına benzer pompalar bulunur . Bazı havaalanlarında, büyük uçaklar için park alanlarına kalıcı borular vardır.

Havacılık yakıtı uçağa iki yöntemden biri ile aktarılır: üstten veya alttan.

aşırı kanatlanma

HK36-TTC Super Dimona'ya yakıt ikmali

Üstten yakıt doldurma, daha küçük uçaklarda, helikopterlerde ve tüm piston motorlu uçaklarda kullanılır. Aşırı yakıt doldurma, araba yakıt doldurmaya benzer - bir veya daha fazla yakıt portu açılır ve yakıt, geleneksel bir pompa ile pompalanır.

kanat altı

Çoğu geniş gövdeli uçak , çift tek nokta kullanır

Tek noktadan yakıt ikmali veya yerçekimine bağlı olmadığı durumlarda basınçlı yakıt ikmali olarak da adlandırılan kanat altı yakıt ikmali, daha büyük uçaklarda ve yalnızca jet yakıtı için kullanılır.

Basınçlı yakıt ikmali için, yüksek basınçlı bir hortum takılır ve çoğu ticari uçak için 275 kPa (40  psi ) ve maksimum 310 kPa (45 psi) yakıt pompalanır  . Askeri uçaklar, özellikle de savaş uçakları için basınç 415 kPa'ya (60 psi) kadardır. Tanklarda yer değiştiren hava, genellikle uçaktaki tek bir havalandırmadan denize atılır. Tek bir bağlantı noktası olduğu için, tanklar arası yakıt dağıtımı ya otomatiktir ya da yakıt ikmal noktasındaki veya kokpitteki bir kontrol panelinden kontrol edilir. Basınçlı yakıt ikmalinin erken kullanımı de Havilland Comet ve Sud Aviation Caravelle'deydi . Daha büyük uçaklar, iki veya daha fazla bağlantı noktasına izin verir; bununla birlikte, her iki bağlantı noktası da tüm tanklara yakıt ikmali yapabileceğinden, buna yine de tek noktadan yakıt ikmali denir. Çoklu ataşmanlar daha hızlı bir akış hızı sağlar.

yanlış yakıt

Yakıt türlerinin karıştırılması tehlikesi nedeniyle, tüm konteynerleri, araçları ve boruları net bir şekilde işaretlemenin ötesinde avgas ve jet yakıtı arasında ayrım yapmak için önlemler alınır. Avgas gerektiren uçakların yakıt tankları üzerindeki açıklığın çapı 60 milimetreden büyük olamaz  . Avgas genellikle boyanmış ve dağıtılır memeleri , bir ile çapı 40 mm (Amerika Birleşik Devletleri 49 mm).

Jet yakıtı berrak ila saman rengindedir ve avgas portlarına sığmaması için çapraz olarak 60 mm'den daha büyük dikdörtgen bir açıklığa sahip J musluğu veya ördek gagası adı verilen özel bir memeden dağıtılır. Bununla birlikte, Astar helikopterinin bazı modelleri gibi bazı jet ve türbin uçakları, J musluğu için çok küçük bir yakıt doldurma ağzına sahiptir ve bu nedenle daha küçük bir meme gerektirir.

Güvenlik önlemleri

British Airways Airbus A321 yakıt ikmali yapılıyor

Herhangi bir yakıt ikmali operasyonu çok tehlikeli olabilir ve havacılık operasyonlarının uyması gereken özellikleri vardır. Bir uçak havada uçarken statik elektrik biriktirebilir . Bu, yakıt doldurmadan önce dağıtılmazsa, bir elektrik arkı meydana gelebilir ve yakıt buharlarını tutuşturabilir. Bunu önlemek için, yakıt doldurma başlamadan önce uçaklar yakıt doldurma aparatına elektriksel olarak bağlanır ve yakıt doldurma tamamlanana kadar bağlantı kesilmez. Bazı bölgeler, uçağın ve/veya yakıt kamyonunun da topraklanmasını gerektirir. Basınçlı yakıt doldurma sistemleri , denetlenmeyen çalışmayı önlemek için bir ölü adam anahtarı içerir .

Havacılık yakıtı ciddi çevresel hasara neden olabilir; tüm yakıt ikmali araçları, yakıt sızıntılarını kontrol etmek için ekipman taşımalıdır. Herhangi bir yakıt doldurma işleminde yangın söndürücüler bulunmalıdır. Havaalanı yangınla mücadele kuvvetleri , havacılık yakıtı yangınları ve dökülmeleriyle başa çıkmak için özel olarak eğitilmiş ve donatılmıştır. Havacılık yakıtı, su veya kir gibi kirletici maddeler için günlük olarak ve her uçuştan önce kontrol edilmelidir.

Avgas, geriye kalan tek kurşun içeren ulaşım yakıtıdır. Avgazdaki kurşun, ani bir motor arızasına neden olabilecek motor vuruntusunu veya patlamayı önler.

Bir Carson Helikopterleri S-61N Fire King , Batı Avustralya'daki Southern River'daki yangınla mücadele operasyonları sırasında yakıt ikmali yapıyor.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar