На высоте 10–12 километров температура воздуха может опускаться ниже −50 °C, а в крыльях авиалайнера находятся десятки тонн топлива. В таких условиях обычный бензин начинает терять свои свойства: в нем образуются микрокристаллы и плотный осадок, которые способны забить топливные фильтры и нарушить подачу топлива к двигателям. Авиационный керосин остается жидким и текучим даже при температурах около −47 °C, поэтому надежно работает в условиях стратосферы.
По мере набора высоты давление воздуха резко падает. Бензин начинает активно испаряться, образуя паровые пробки, создавая избыточное давление и перекрывая топливопроводы. Керосин гораздо устойчивее к перепадам давления.
Не менее важна и пожарная безопасность. Температура вспышки авиационного керосина превышает 38 °C, поэтому он практически не образует легковоспламеняющихся паров при обычных условиях. Кроме того, керосин содержит больше энергии на единицу объема и сгорает более плавно, чем бензин.
Если бы современные авиалайнеры летали на автомобильном топливе, им потребовались бы значительно более объемные баки, а полеты стали бы менее безопасными и экономичными. Именно поэтому авиационный керосин остается незаменимым топливом для гражданской авиации.
Первый в мире успешный полный цикл реализовал стартап Circularity Fuels из Калифорнии. В его основе процесс переработки биогаза, полученного из коровьего навоза, в авиационное топливо. Система объединяет два модульных реактора, предназначенных для распределенного развертывания. Электрифицированный реактор бис-риформинга преобразует исходный газ в синтез-газ, а компактный реактор Фишера-Тропша преобразует его в жидкие углеводороды, пригодные для использования в авиации.
Пилотный проект работал на молочной ферме в Калифорнии с поголовьем более 5000 коров. В течение шести месяцев установка перерабатывала сырой биогаз, содержащий около 65% метана и 35% углекислого газа, превращая его в авиационное топливо, соответствующее международному стандарту ASTM.
Разработчики считают, что их технология может стать одним из самых дешевых способов производства устойчивого авиационного топлива.
Много полезной информации в телеграм-канале ЭнергетикУм
Великобритания отменила санкции в отношении российского спецдепозитария "РБРУ Специализированный депозитарий", который принадлежит "Райффайзенбанку". Об этом говорится в уведомлении британского минфина, где указано, что "следующая запись была отозвана, и организация больше не подпадает под действие санкций: "РБРУ Специализированный депозитарий"". Решение касается санкционного списка, в который компания попала ранее и из-за которого действовали ограничения на операции с ней на территории Великобритании.
Видать с горючкой совсем плохо, а с российскими банками напрямую работать палевно.
Великобритания выпустила лицензию из-под действия санкций в отношении России, предполагающую разрешение импорта дизтоплива и авиакеросина, произведенных из российской нефти в третьих странах.
Согласно опубликованным документам, Великобритания ввела санкции на морскую перевозку российского сжиженного природного газа (СПГ) из России в третью страну или между третьими странами и оказание сопутствующих финансовых и брокерских услуг. В то же время, отдельной лицензией Великобритания разрешила до 1 января 2027 года оказывать такие услуги по перевозке СПГ с заводов "Сахалин-2" (основной акционер - "Газпром") и "Ямал СПГ" (основной акционер -"НОВАТЭК") по контрактам сроком до 1 года.
За это Стармера раскритиковали в Лондоне.
Любовь приходит и уходит, а кушать хочется всегда.
Всем людям, хотя бы раз летавшим на самолете, знаком запах авиационного топлива - керосина. Ведь именно им пахнет около пассажирского трапа, когда вы стоите у самолета и ожидаете посадку. И не мудрено - керосином заправляется подавляющее большинство летательных аппаратов. Почему в качестве авиационного топлива выбрали именно его? Какие преимущества у керосина по сравнению с бензином и дизелем? Почему до сих пор не могут придумать аналоги этому топливу и нужны ли они?
На эти вопросы я отвечу в сегодняшней статье. Итак, начнем
Чтобы ответить на этот вопрос нужно углубиться в историю автомобилестроения (внезапно) и немного в процесс производства керосина. Все началось с печенегов с братьев Райт и их самолета на бензиновом двигателе. В 1903 году это был один из немногих способов поднять что-либо в воздух и совершить управляемый полет (еще был аэроплан Можайского, работающий на паровом двигателе). Потом авиация начала стремительно развиваться, но подавляющее число самолетов так и продолжали летать на поршневых двигателях и заправляться бензином.
Что интересно, на заре авиации, как я уже писал, были попытки полетов на паровых двигателях. Но к сожалению эта идея не развилась и не стала доминирующей ни в авиации, ни в автомобилестроении, преимущественно из-за низкой удельной мощности, большой массы, по сравнению с ДВС, и малой распространенности.
С удельной мощностью и массой все ясно, по этим параметрам паровой двигатель проигрывал ДВС, однако были и крайне интересные модели, эффективно использующие энергию пара, а не энергию сжигания топлива.
Паровой двигатель Doble Model E
Решающим фактором в пользу выбора ДВС для ранних моделей самолетов, как мне думается, стала именно его распространенность. Ведь никто в начале 20 века не станет разрабатывать отдельный двигатель для неизведанного "летающего аппарата". Всем было не до силовой установки - намного проще было взять самый распространенный и дешевый вариант двигателя и работать с аэродинамикой и конструкцией самолета. А вот на распространение поршневых двигателей повлиял в большей степени Генри Форд со своей первой массовой моделью - Ford Model T, начавшей сходить с конвейера (первого в мире кстати) как раз на заре авиации - в 1908 году. Во многом благодаря этому факту мы сегодня ездим на машинах и люди век назад летали на самолетах, работающих на бензине.
А где бензин, там недалеко и керосин со своими качествами, во многом более подходящими для авиации и современных (начиная с 50-х годов) самолетов. Действительно, бензин и керосин - это продукты перегонки нефти. С подробным процессом переработки можете ознакомиться здесь, мы не будем сейчас в него углубляться.
Без распространения нефтедобывающих установок и нефтеперерабатывающих заводов навряд ли людям удалось бы создать газотурбинный двигатель. Ведь раньше нефть не имела такого широкого распространения, а керосин использовали только для освещения в уличных фонарях. Он мог долго поддерживать горение и был не таким летучим и взрывоопасным, по сравнению с бензином, так как являлся более тяжелой фракцией перегонки нефти. С появлением ДВС и электричества он отошел на второй план и объем его производства значительно сократился. Зато активно развивающееся производство бензина смогло дать мощный толчок нефтедобывающей промышленности и финансировало открытие новых месторождений. И поэтому, когда люди смогли создать реактивный двигатель, керосин вновь стал востребованным. Конечно, в первую очередь благодаря своим качествам, но и без развитой нефтеперерабатывающей инфраструктуры тоже не обошлось.
Керосин, как я писал выше, плавно горит и не взрывается. Это ключевые качества, необходимые для реактивных двигателей. Им начали заправлять самолеты и ракеты с этим типом двигателя. Потом на базе реактивных двигателей сконструировали газотурбинные, а уже на их базе появились современные турбореактивные и турбовинтовентиляторные изделия.
Что не так с бензином и дизелем?
Частично я уже ответил на этот вопрос в предыдущем разделе, но давайте немного углубимся в технику и обоснуем выбор именно керосина.
Итак, как говорилось выше, керосин плавно горит, не самовоспламеняется и не выделяет взрывоопасные пары. Бензин и дизель идеально подходят для поршневых двигателей, где цикл работы предполагает небольшой взрыв топлива, который толкает поршень вниз и тем самым совершает полезную работы.
Типичный цикл газотурбинного двигателя
Цикл сгорания топлива в газотурбинном двигателе иной - в нем как минимум не должно ничего взрываться и его работа должна быть плавной. Сгорание керосина происходит в камере сгорания (КС). Воздух в нее поступает через компрессор низкого давления (КНД) и компрессор высокого давления (КВД). Благодаря этому он сжимается и вследствие этого нагревается (см. первое начало термодинамики). Далее керосин впрыскивается в сжатый и уже горячий воздух и нагревает его еще сильнее при неизменном давлении. Потом сжатый и горячий поток воздуха проходит через турбину высокого давления (ТВД), турбину низкого давления (ТНД) и выбрасывается наружу реактивной струей. Проходя через ТВД и ТНД он расширяется и раскручивает, соответственно, КВД и КНД. Получается самоподдерживающийся процесс с выбросом реактивной струи и образованием полезной механической работы.
С бензином или дизелем такого бы просто не получилось. Они бы взрывались при таком сильном давлении, какая она есть в КС (порядка 10...40 раз выше, чем на входе в КНД) и попросту разрушали бы ее. Именно поэтому керосин был выбран в качестве авиационного топлива для турбореактивных двигателей.
Еще существует множество присадок и моделей реактивного топлива для разных погодных условий и для разных типов двигателей. В них используется огромное разнообразие присадок. Они отличаются названиями и методами получения, в зависимости от страны-производителя и в его производстве очень много нюансов. В общем, мы не будем в данной статье углубляться в получение керосина и оставим это экспертам-нефтяникам.
Есть ли какие-то аналоги? Нужны ли они?
Конечно, аналоги топлива и типа двигателя безусловно есть. Активно ведуться разработки в области водородных двигателей и электрических самолетов. Даже были проекты с ядерным реактором на борту. Но ни одна из идей не получила такое же широкое распространение, как ГТД для средней и крупной и поршневого двигателя для малой авиации. Почему не получили? Причины я думаю ясны - водород крайне опасен в эксплуатации и требует значительного переосмысления компоновки самолета из-за увеличения объема топливных баков.
Электричество очень неэффективно в первую очередь из-за своей массы. Литий-ионные батареи тяжелые и их масса не уменьшается во время полета (в отличии от керосина).
Alice. Первый электрический самолет
Двигатели на обогащенном уране не стали массовыми в первую очередь по соображениям безопасности. Страшно представить, если такой самолет по какой-либо причине упадет и унесет жизни не только пассажиров, но и устроит небольшой ядерный взрыв в месте падения.
М-50. На его базе планировали создать атомный самолет в СССР
Итог
Таким образом, газотурбинный двигатель остается единственным эффективным вариантом для самолетов и вертолетов, выполняющих поставленные перед ними задачи. А топливом для него является керосин, который на данный момент имеет огромное разнообразие присадок и не имеет аналогов.
Хотя, если бы не Генри Форд со своей любовью к ДВС и бензину, мы, может быть, могли бы увидеть самолеты, работающие на паровой установке, как знать...
Еще я веду телеграмм-канал Авиаконструктор. В нем я рассказываю об авиации и связанной с ней темами. Там накопилось уже немало постов, подписывайтесь чтобы не пропустить ничего нового
Немецкая Lufthansa отменяет 20 тысяч рейсов и некоторые из них до октября 2026 года. Это делается для экономии керосина. Первые рейсы отменены уже на этой неделе, к маю план сокращений заработает на полную. Компания сэкономит около 40 000 тонн керосина на фоне удвоения цены на авиатопливо.
По данным UPI, отмены затрагивают все шесть авиакомпаний группы — Lufthansa Airlines, SWISS, Austrian, Brussels Airlines, ITA и региональную CityLine, которую ликвидируют досрочно вместе с парком из 27 старых самолётов. Топливная себестоимость рейса — около 30% расходов, и при удвоении цены керосина короткие европейские маршруты перестают быть прибыльными.
Scandinavian Airlines тоже стала отменять рейсы (уже около 1000). Новости о сокращениях перелётов приходят из Молдовы и Италии. Французские перевозчики пока повышают топливные сборы (от 50 до 100 евро). В Азии вьетнамская Vietnam Airlines ещё в марте объявила о сокращении до 18% международных и 26% внутренних рейсов.
Ученые из Университета RMIT в Австралии разработали технологию, которая превращает промышленные выбросы СО2 в химические компоненты для реактивного топлива.
Технология основана на тандемной аминной очистке и электролизе углекислого газа посредством прямого восстановления карбамата пиперазина. Процесс объединяет улавливание углекислого газа и его превращение в химические компоненты, из которых затем можно синтезировать реактивное топливо и другие продукты, обычно получаемые из нефти.
Система уже работает в виде прототипа мощностью 3 кВт и, что важно, не требует идеально очищенного углекислого газа. В ближайших планах — масштабирование технологии до 20 кВт, затем до 100 кВт и выход на рынок примерно через 6 лет.
Такой подход не отменяет переход на чистую энергетику, но может стать переходным решением, позволяя сократить выбросы, используя существующую инфраструктуру и превращая загрязнение в источник энергии.
Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм
