Avgas ( авиационный бензин , также известный в Великобритании как авиационный спирт ) — авиационное топливо , используемое в самолетах с двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием . Avgas отличается от обычного бензина (бензина), используемого в автомобилях , который в авиации называется mogas (моторный бензин). В отличие от автомобильного бензина, состав которого не содержит свинца с 1970-х годов, чтобы обеспечить возможность использования каталитических нейтрализаторов для снижения загрязнения, наиболее часто используемые сорта автомобильного бензина по-прежнему содержат тетраэтилсвинец — токсичное вещество, используемое для предотвращения детонации двигателя (преждевременной детонации). Продолжаются усилия по сокращению или прекращению использования свинца в авиационном бензине.
Реактивное топливо на основе керосина разработано с учетом требований газотурбинных двигателей, которым не требуется октановое число и которые работают в гораздо более широком диапазоне полетов, чем поршневые двигатели. Керосин также используется в большинстве дизельных поршневых двигателей, разработанных для использования в авиации, например, в двигателях SMA Engines , Austro Engine и Thielert .
Основным нефтяным компонентом, используемым при смешивании авиационных газов, является алкилат , который представляет собой смесь различных изооктанов. Некоторые нефтеперерабатывающие заводы также используют риформат . Все марки бензина, соответствующие CAN 2–3 [ необходимо дальнейшее объяснение ] , 25-M82 [ необходимо дальнейшее объяснение ] имеют плотность 6,01 фунта на галлон США (720 г/л) при 15 °C (59 °F). (6 фунтов/галлон США обычно используются в Америке для расчета веса и балансировки .) [1] Плотность увеличивается до 6,41 фунтов на галлон США (768 г/л) при -40 °C (-40 °F) и уменьшается на около 0,1% на 1 °C (1,8 °F) повышения температуры. [2] [3] Avgas имеет коэффициент выбросов (или коэффициент) 18,355 фунтов на галлон США (2,1994 кг/л) CO 2 [4] [5] или около 3,07 единиц веса CO 2 , произведенного на единицу веса топлива. использовал. Avgas менее летуч: давление пара по Рейду составляет от 5,5 до 7 фунтов на квадратный дюйм, чем автомобильный бензин - от 8 до 14 фунтов на квадратный дюйм. Минимальный предел обеспечивает достаточную нестабильность для запуска двигателя. Верхние пределы относятся к атмосферному давлению на уровне моря, 14,7 фунтов на квадратный дюйм, для автомобилей и атмосферному давлению на высоте 22 000 футов, 6,25 фунтов на квадратный дюйм, для самолетов. Более низкая летучесть бензина снижает вероятность образования паровых пробок в топливопроводах на высоте до 22 000 футов. [6]
Конкретные смеси, используемые сегодня, такие же, как и тогда, когда они были впервые разработаны в 1940-х годах, и использовались в авиационных и военных авиационных двигателях с высоким уровнем наддува ; в частности, двигатель Rolls-Royce Merlin , используемый в истребителях Spitfire и Hurricane, истребителе-бомбардировщике Mosquito и тяжелом бомбардировщике Lancaster (для Merlin II и более поздних версий требовалось 100-октановое топливо), а также двигатель Allison V-1710 с жидкостным охлаждением , и радиальные двигатели с воздушным охлаждением от Pratt & Whitney, Wright и других производителей по обе стороны Атлантики. Высокие октановые числа традиционно достигались за счет добавления тетраэтилсвинца — высокотоксичного вещества, которое в конце 20 века было прекращено из автомобильного использования в большинстве стран .
В настоящее время имеется несколько марок свинцового бензина с различной максимальной концентрацией свинца. (Также доступен неэтилированный бензин.) Поскольку тетраэтилсвинец является токсичной добавкой, используется минимальное количество, необходимое для доведения топлива до требуемого октанового числа; фактические концентрации часто ниже допустимого максимума. [ нужна цитата ] Исторически многие разработанные после Второй мировой войны маломощные 4- и 6-цилиндровые поршневые авиационные двигатели были разработаны для использования этилированного топлива; для этих двигателей разрабатывается и сертифицируется неэтилированное топливо-заменитель. Некоторым самолетам с поршневыми двигателями по-прежнему требуется этилированное топливо, но некоторым нет, а некоторые могут сжигать неэтилированный бензин, если используется специальная присадка к маслу.
Годовое использование бензина в США составило 186 миллионов галлонов США (700 000 м 3 ) в 2008 году и составило примерно 0,14% от потребления автомобильного бензина. С 1983 по 2008 год использование бензина в США последовательно снижалось примерно на 7,5 миллионов галлонов США (28 000 м 3 ) каждый год. [7]
В Европе бензин остается наиболее распространенным топливом для поршневых двигателей. Однако цены настолько высоки, что предпринимаются попытки перейти на дизельное топливо , которое более доступно, менее дорого и имеет преимущества для использования в авиации. [8]
Марки бензина обозначаются двумя числами, связанными с его октановым числом (MON) . [9] Первая цифра указывает октановое число топлива, испытанного по « авиационным бедным » стандартам, которое аналогично антидетонационному индексу или «рейтингу насоса», присвоенному автомобильному бензину в США. Второе число указывает октановое число топлива, проверенного по « авиационному стандарту», который пытается имитировать состояние с наддувом с богатой смесью, повышенными температурами и высоким давлением в коллекторе. Например, бензин 100/130 имеет октановое число 100 при обедненных настройках, обычно используемых для крейсерского полета, и 130 при богатых настройках, используемых для взлета и других режимов полной мощности. [10]
Антидетонационные присадки , такие как тетраэтилсвинец (TEL), помогают контролировать детонацию и обеспечивают смазку. Один грамм TEL содержит 640,6 миллиграммов свинца .
100LL (произносится как «сто с низким содержанием свинца») может содержать максимум половину тетраэтилсвинца, разрешенного в 100/130 (зеленых) бензинах. [14] [31]
Некоторые из авиационных двигателей меньшей мощности (100–150 лошадиных сил или 75–112 киловатт), разработанных в конце 1990-х годов, предназначены для работы на неэтилированном топливе и на 100LL, примером может служить Rotax 912 . [16]
Автомобильный бензин , известный среди авиаторов как мог или автогаз, не содержащий этанола, может использоваться в сертифицированных самолетах, имеющих Дополнительный сертификат типа (STC) для автомобильного бензина, а также в экспериментальных самолетах и сверхлегких самолетах . [ нужна цитата ] Некоторые оксигенаты, кроме этанола, одобрены, но эти STC запрещают бензин с добавлением этанола. [ нужна цитата ] Бензин, обработанный этанолом, подвержен фазовому расслоению, которое вполне возможно из-за изменений высоты и температуры, которым подвергаются легкие самолеты в обычном полете. [ нужна цитата ] Это обработанное этанолом топливо может затопить топливную систему водой, что может привести к отказу двигателя в полете. [ нужна цитация ] Кроме того, в топливе с разделенными фазами могут оставаться оставшиеся части, которые не соответствуют октановым требованиям из-за потери этанола в процессе водопоглощения. Кроме того, этанол может разъедать материалы авиастроения, которые предшествовали топливу «газахол». [ нужна цитата ] Большинство из этих применимых самолетов имеют двигатели с низкой степенью сжатия , которые изначально были сертифицированы для работы на бензине 80/87 и требуют только «обычного» автомобильного бензина с антидетонационным индексом 87. Примеры включают популярный Cessna 172 Skyhawk или Piper Cherokee с вариантом Lycoming O-320 мощностью 150 л.с. (110 кВт) . [ нужна цитата ]
Некоторые авиационные двигатели изначально были сертифицированы для использования бензина 91/96 и имеют STC для работы с автомобильным бензином с антидетонационным индексом 91 (AKI). Примеры включают некоторые Cherokees с Lycoming O-320 мощностью 160 л.с. (120 кВт), O-360 мощностью 180 л.с. (130 кВт) или Cessna 152 с O-235 . Рейтинг AKI типичного автомобильного топлива может не соответствовать напрямую бензину 91/96, используемому для сертификации двигателей, поскольку автомобильные насосы в США используют так называемую систему усредненных октановых чисел для автомобилей «(R + M)/2», поскольку размещены на насосах заправочных станций. Чувствительность составляет примерно 8–10 баллов, что означает, что топливо 91 AKI может иметь MON всего лишь 86. Обширный процесс испытаний, необходимый для получения STC для комбинации двигатель/планер, помогает гарантировать, что для соответствующих критериям самолетов 91 AKI топливо обеспечивает достаточный запас по детонации в нормальных условиях. [ нужна цитата ]
Автомобильный бензин не является полностью жизнеспособной заменой бензина во многих самолетах, поскольку многие высокопроизводительные авиационные двигатели и/или двигатели с турбонаддувом требуют топлива с октановым числом 100, и для использования топлива с более низким октановым числом необходимы модификации. [32] [33]
Многие авиационные двигатели общего назначения были разработаны для работы на октановом числе 80/87, что является примерно стандартом (только в качестве неэтилированного топлива с октановым числом «{R+M}/2» 87) для сегодняшних североамериканских автомобилей. Прямая переоборудование для работы на автомобильном топливе довольно распространено благодаря дополнительному сертификату типа (СТС). Однако сплавы, используемые в авиационных двигателях, выбираются из-за их долговечности и синергетического взаимодействия с защитными свойствами свинца, а износ клапанов двигателя является потенциальной проблемой при переработке автомобильного бензина. [ нужна цитата ]
К счастью, значительная история двигателей , переоборудованных в мога, показала, что очень мало проблем с двигателями вызвано автомобильным бензином . Более серьезная проблема связана с более высоким и широким диапазоном допустимых давлений паров автомобильного бензина; это может представлять определенный риск для авиационных пользователей, если не принимать во внимание соображения конструкции топливной системы. Автомобильный бензин может испаряться в топливопроводах, вызывая паровую пробку (пузырь в топливопроводе) или кавитацию топливного насоса, тем самым приводя к нехватке топлива в двигателе. Это не является непреодолимым препятствием, а требует лишь осмотра топливной системы, обеспечения адекватной защиты от высоких температур и поддержания достаточного давления в топливопроводах. Это основная причина, по которой для переоборудования необходимо дополнительно сертифицировать как конкретную модель двигателя, так и самолет, на котором он установлен. Хорошим примером этого является Piper Cherokee с двигателями высокой степени сжатия мощностью 160 или 180 л.с. (120 или 130 кВт). Только более поздние версии планера с другим капотом двигателя и выхлопной системой применимы для автомобильного топливного STC, и даже в этом случае требуются модификации топливной системы. [ нужна цитата ]
Паровая пробка обычно возникает в топливных системах, где топливный насос с механическим приводом, установленный на двигателе, всасывает топливо из бака, установленного ниже насоса. Пониженное давление в магистрали может привести к превращению более летучих компонентов автомобильного бензина в пары, образуя пузырьки в топливопроводе и прерывая поток топлива. Если в топливном баке установлен электрический подкачивающий насос для подачи топлива к двигателю, как это обычно бывает в автомобилях с впрыском топлива, давление топлива в магистралях поддерживается выше давления окружающей среды, предотвращая образование пузырьков. Аналогично, если топливный бак установлен над двигателем и топливо течет преимущественно под действием силы тяжести, как в самолете с высокопланом, паровая пробка не может возникнуть при использовании ни авиационного, ни автомобильного топлива. Двигатели с впрыском топлива в автомобилях также обычно имеют линию «возврата топлива» для отправки неиспользованного топлива обратно в бак, что позволяет выравнивать температуру топлива во всей системе, что еще больше снижает вероятность образования паровой пробки. [ нужна цитата ]
Помимо возможности связывания паров, автомобильный бензин не обладает таким же качеством отслеживания, как авиационный бензин. Чтобы помочь решить эту проблему, была разработана спецификация авиационного топлива, известного как 82UL, как автомобильный бензин с дополнительным отслеживанием качества и ограничениями на разрешенные присадки. Это топливо в настоящее время не производится, и ни один нефтеперерабатывающий завод не взял на себя обязательства по его производству. [12]
Rotax допускает содержание до 10% этанола (аналогично автомобильному топливу E10 ) в топливе для двигателей Rotax 912 . Легкие спортивные самолеты, в топливной системе которых указано, что они допускают употребление алкоголя, могут использовать до 10 % этанола. [16]
Красители топлива помогают наземному персоналу и пилотам идентифицировать и различать сорта топлива [11] , и большинство из них определены ASTM D910 или другими стандартами. [14] В некоторых странах требуются красители для топлива. [34]
Отказ от использования 100LL был назван «одной из наиболее актуальных проблем современных АОН», [35] поскольку 70% авиационного топлива 100LL используется 30% самолетов в парке авиации общего назначения, которые не могут использовать ни одну из существующих альтернатив. . [36] [37] [38]
При использовании неэтилированного топлива без серьезной модификации планера/двигателя возникают три фундаментальные проблемы:
В феврале 2008 года Teledyne Continental Motors (TCM) объявила, что компания очень обеспокоена будущей доступностью 100LL, и в результате они разработают линейку дизельных двигателей . [40] В интервью в феврале 2008 года президент TCM Ретт Росс выразил уверенность в том, что авиационная промышленность будет «вытеснена» от использования 100LL в ближайшем будущем, оставив автомобильное топливо и топливо для реактивных двигателей в качестве единственных альтернатив. В мае 2010 года компания TCM объявила, что получила лицензию на разработку дизельного двигателя SMA SR305 . [41] [42] [43]
В ноябре 2008 года президент Национальной ассоциации воздушного транспорта Джим Койн заявил, что воздействие авиации на окружающую среду, как ожидается, станет большой проблемой в течение следующих нескольких лет и приведет к постепенному отказу от использования 100LL из-за содержания в нем свинца. [44]
К маю 2012 года Федеральное управление гражданской авиации США (комитет ФАУ по разработке правил перехода к неэтилированному бензину) совместно с промышленностью разработало план по замене этилированного бензина неэтилированной альтернативой в течение 11 лет. Учитывая прогресс, уже достигнутый в отношении 100SF и G100UL, время замены может оказаться короче, чем прогноз на 2023 год. Каждое потенциальное топливо должно соответствовать контрольному списку из 12 параметров спецификации топлива и 4 параметров распределения и хранения. ФАУ запросило максимум 60 миллионов долларов США для финансирования администрирования перехода. [45] [46] В июле 2014 года девять компаний и консорциумов представили предложения Инициативе по поршневому авиационному топливу (PAFI) по оценке топлива без тетраэтилсвинца. Первый этап испытаний проводится в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза для одобренной FAA замены отрасли к 2018 году. [47]
В июле 2021 года первый коммерчески производимый неэтилированный бензин, G100UL от GAMI, был одобрен Федеральным управлением гражданской авиации посредством дополнительного сертификата типа . [48]
Компания Lycoming Engines предоставляет список двигателей и видов топлива, совместимых с неэтилированным топливом. Однако все их двигатели требуют использования присадки к маслу при использовании неэтилированного топлива: «При использовании неэтилированного топлива, указанного в Таблице 1, присадка к маслу Lycoming P/N LW-16702 или эквивалентный готовый продукт, такой как Aeroshell 15W- 50, необходимо использовать». [18] Лайкоминг также отмечает, что октановое число используемого топлива также должно соответствовать требованиям, заявленным в спецификации топлива, в противном случае из-за детонации может произойти повреждение двигателя.
До 2022 года Teledyne Continental Motors (TCM) указывала, что в их двигателях требуется этилированный бензин, а не неэтилированное автомобильное топливо: «Современные авиационные двигатели оснащены компонентами клапанного механизма, которые разработаны для совместимости с этилированным топливом ASTM D910. В таких топливах свинец действует как смазка, покрывая поверхности контакта между клапаном, направляющей и седлом.Использование неэтилированного автомобильного топлива в двигателях, предназначенных для этилированного топлива, может привести к чрезмерному износу седла выпускного клапана из-за отсутствия свинца и ухудшению характеристик цилиндров. до неприемлемого уровня менее чем за 10 часов». [49]
В 2022 году TCM изменила свою политику. Они объявили о подаче официальной заявки в ФАУ на одобрение использования UL91 и UL94 в некоторых двигателях, заявив, что «Continental рассматривает топливо 91UL и 94UL как переходный шаг в долгосрочной стратегии по созданию более экологичной авиации». [50]
Hjelmco Oil впервые представила неэтилированные сорта бензина Avgas в Европе в 2003 году, после успеха с 80UL. [51] Этот сорт Avgas производится в соответствии с ASTM D7547. [52] Многие распространенные двигатели Lycoming сертифицированы для работы на этом конкретном сорте бензина Avgas, [18] и компания Cessna одобрила использование этого топлива в большом количестве своего поршневого парка. [53] Это топливо также можно использовать на любом самолете в Европе [54] или Великобритании [55] , где двигатель сертифицирован для его использования, независимо от того, сертифицирован для этого планер или нет.
В 2013 году фирма Airworthy AutoGas провела испытания автомобильного бензина премиум-класса с антидетонационным индексом 93 (AKI), не содержащего этанола, на Lycoming O-360-A4M. Топливо сертифицировано в соответствии с Инструкцией по обслуживанию Lycoming 1070 и ASTM D4814. [56]
Неэтилированное моторное топливо с октановым числом 94 ( UL94 ) по сути составляет 100LL без учета свинца. В марте 2009 года компания Teledyne Continental Motors (TCM) объявила, что провела испытания топлива 94UL, которое может стать лучшей заменой 100LL. Этот 94UL соответствует требованиям к бензину, включая давление паров, но не был полностью протестирован на детонационные качества во всех двигателях Continental и при любых условиях. Летные испытания проводились на самолете IO-550-B, установленном на самолете Beechcraft Bonanza , и наземные испытания на двигателях Continental O-200 , 240 , O-470 и O-520 . В мае 2010 года компания TCM сообщила, что, несмотря на скептицизм в отрасли, они продолжают использовать 94UL и что сертификация ожидается в середине 2013 года. [57] [58]
В июне 2010 года Lycoming Engines заявила о своем несогласии с 94UL. Генеральный директор компании Майкл Крафт заявил, что владельцы самолетов не осознают, насколько потери в характеристиках будут при использовании 94UL, и охарактеризовал решение о переходе на 94UL как ошибку, которая может стоить авиационной промышленности миллиардов долларов из-за потерянного бизнеса. Lycoming считает, что вместо этого отрасль должна стремиться к стандарту 100UL. Позицию Lycoming поддерживают клубы типов самолетов , представляющие владельцев самолетов, которые не могут работать на топливе с более низким октановым числом. В июне 2010 года такие клубы, как Американское общество Bonanza, Ассоциация владельцев и пилотов Mirage Малибу и Ассоциация владельцев и пилотов Cirrus, коллективно сформировали Коалицию Clean 100 Octane Coalition , чтобы представлять их интересы в этом вопросе и продвигать неэтилированный бензин с октановым числом 100. [59] [60] [61] [62]
В ноябре 2015 года UL94 был добавлен в качестве вторичного сорта неэтилированного авиационного бензина в ASTM D7547, который является спецификацией, регулирующей неэтилированный авиационный бензин UL91. UL91 в настоящее время продается в Европе. UL94 соответствует всем тем же ограничениям свойств, что и 100LL, за исключением более низкого моторного октанового числа (минимум 94,0 для UL94 против минимума 99,6 для 100LL) и пониженного максимального содержания свинца. UL94 является неэтилированным топливом, но, как и во всех спецификациях неэтилированного бензина ASTM International , допускается минимальное количество непреднамеренного добавления свинца. [52]
С мая 2016 года UL94, теперь продукт Swift Fuels, доступен для продажи в десятках аэропортов США. Swift Fuels имеет соглашение о дистрибуции в Европе. [63] [64] [65]
UL94 не предназначен для полной замены 100LL, а скорее для замены самолетов с двигателями с более низким октановым числом, например тех, которые одобрены для эксплуатации на бензине марки 80 (или ниже). UL91, или могас. Подсчитано, что до 65% парка нынешних самолетов авиации общего назначения с поршневыми двигателями могут работать на UL94 без каких-либо модификаций двигателя или планера. Однако для некоторых самолетов требуется приобретение дополнительного сертификата типа (STC) , одобренного FAA , для допуска к эксплуатации на UL94. [64] [66] [67]
UL94 имеет минимальное моторное октановое число (MON, которое представляет собой октановое число, используемое для классификации авиационного бензина) 94,0. 100LL имеет минимальный MON 99,6. [14] [52]
AKI — это октановое число, используемое для оценки всего автомобильного бензина в США (типичные значения на заправке могут включать 87, 89, 91 и 93), а также топлива 93UL от Airworthy AutoGas.
Минимальный AKI UL94, продаваемый Swift Fuels, составляет 98,0.
Одновременно с добавлением UL94 к ASTM D7547 ФАУ опубликовало Специальный информационный бюллетень по летной годности (SAIB) HQ-16-05, в котором говорится, что «UL94 соответствует эксплуатационным ограничениям или самолеты и двигатели, одобренные для работы с авиационным бензином класса UL91», что означает, что «Автомобильный бензин класса UL94, соответствующий спецификации D7547, разрешен к использованию на тех самолетах и двигателях, которые одобрены для работы с... авиационным бензином класса UL91, соответствующим спецификации D7547». [68] В августе 2016 года ФАУ пересмотрело SAIB HQ-16-05, включив в него аналогичную формулировку относительно приемлемости использования UL94 в самолетах и двигателях, которые одобрены для работы с бензином с минимальным моторным октановым числом 80 или ниже, в том числе Оценка 80/87. [69]
Публикация SAIB, особенно в редакции, выпущенной в августе 2016 года, устранила необходимость продажи многих самолетов UL94 STC компанией Swift Fuels, поскольку большинство самолетов в одобренном списке моделей STC сертифицированы по типу для использования с октановым числом 80 или ниже. авгаз.
6 апреля 2017 года компания Lycoming Engines опубликовала инструкцию по обслуживанию 1070V, которая добавляет UL94 в качестве одобренного сорта топлива для десятков моделей двигателей, 60% из которых являются карбюраторными. Двигатели объемом 235, 320, 360 и 540 кубических дюймов составляют почти 90% моделей, одобренных по UL94. [18]
Компания Swift Fuels, LLC получила разрешение на производство топлива для испытаний на своем пилотном заводе в Индиане. Сообщается, что это топливо , состоящее примерно на 85% из мезитилена и 15% изопентана , должно пройти обширные испытания ФАУ для получения сертификата в соответствии с новой директивой ASTM D7719 для замены неэтилированного топлива 100LL. В конечном итоге компания намерена производить топливо из возобновляемого сырья биомассы и стремится производить что-то конкурентоспособное по цене с 100LL и доступными в настоящее время альтернативными видами топлива. Компания Swift Fuels предположила, что топливо, ранее называвшееся 100SF, будет доступно для «высокопроизводительных самолетов с поршневыми двигателями» до 2020 года. [63]
Джон и Мэри-Луиза Русек основали Swift Enterprises в 2001 году для разработки возобновляемых видов топлива и водородных топливных элементов. Они начали испытания «Swift 142» в 2006 году [70] и запатентовали несколько альтернатив неспиртовому топливу, которое можно получить в результате ферментации биомассы . [71] В течение следующих нескольких лет компания стремилась построить пилотный завод для производства достаточного количества топлива для более масштабных испытаний [72] [73] и представила топливо в ФАУ для испытаний. [74] [75] [76] [77]
В 2008 году статья писателя-технолога и энтузиаста авиации Роберта Крингли привлекла внимание общественности к этому топливу [78] , а также перелет через всю страну на быстром топливе, осуществленный Дэйвом Хиршманом из AOPA . [79] Заявления Swift Enterprises о том, что топливо в конечном итоге можно будет производить гораздо дешевле, чем 100LL, обсуждались в авиационной прессе. [74] [80] [81] [82] [ 83] [84] [85]
ФАУ обнаружило, что Swift Fuel имеет моторное октановое число 104,4, 96,3% энергии на единицу массы и 113% энергии на единицу объема как 100LL, и соответствует большей части стандарта ASTM D910 для этилированного авиационного топлива. . После испытаний двух двигателей Lycoming ФАУ пришло к выводу, что он работает лучше, чем 100LL при тестировании на детонацию и обеспечивает экономию топлива 8% на единицу объема, хотя он весит на 1 фунт на галлон США (120 г/л) больше, чем 100LL. Испытания GC - FID показали, что топливо состоит в основном из двух компонентов: один составляет около 85% по весу, а другой - около 14% по весу. [86] [87] Вскоре после этого AVweb сообщил, что Continental начала процесс сертификации нескольких своих двигателей для использования нового топлива. [88]
С 2009 по 2011 год 100SF был одобрен ASTM International в качестве испытательного топлива , что позволило компании проводить сертификационные испытания. [89] [90] удовлетворительно протестирован FAA, [91] протестирован Университетом Пердью, [92] и одобрен согласно спецификации ASTM D7719 для высокооктанового класса UL102, что позволяет компании более экономично проводить испытания на неэкспериментальных самолетах. [93]
В 2012 году была создана компания Swift Fuels LLC с целью использования опыта нефтегазовой отрасли, масштабирования производства и вывода топлива на рынок. К ноябрю 2013 года компания построила опытную установку и получила разрешение на производство на ней топлива. [94] Последний патент компании, одобренный в 2013 году, описывает методы производства топлива из ферментируемой биомассы. [95]
ФАУ запланировало UL102 на 2 года испытаний фазы 2 в рамках своей инициативы PAFI, которая начнется летом 2016 года. [96]
В феврале 2010 года компания General Aviation Modifications Inc. (GAMI) объявила, что находится в процессе разработки замены 100LL, которая будет называться G100UL («неэтилированный»). Это топливо производится путем смешивания существующих продуктов нефтепереработки и имеет запас по детонации, сравнимый с 100LL. Новое топливо немного более плотное, чем 100LL, но его термодинамическая эффективность на 3,5% выше. G100UL совместим с 100LL и может смешиваться с ним в баках самолетов для использования. Экономика производства этого нового топлива не подтверждена, но ожидается, что оно будет стоить не менее 100 LL. [82] [97]
На демонстрациях, состоявшихся в июле 2010 года, G100UL показал лучшие результаты, чем 100LL, который лишь соответствует минимальным техническим характеристикам, и работал так же, как средний серийный 100LL. [98]
Неэтилированный G100UL от GAMI был одобрен Федеральным управлением гражданской авиации путем выдачи дополнительного сертификата типа на AirVenture в июле 2021 года. Первоначально STC применим только к моделям Cessna 172 с двигателями Lycoming , но предполагается, что типы самолетов будут быстро расширен. Компания указала, что розничная стоимость, как ожидается, составит 0,60–0,85 доллара США за галлон США выше 100LL. [48]
В 2022 году Пол Берторелли из AVweb сообщил, что ФАУ затягивает широкую сертификацию G100UL, откладывает одобрение топлива для большего количества двигателей и тратит более 80 миллионов долларов на EAGLE, чтобы возобновить поиск неэтилированного топлива, когда G100UL находится под контролем. оценка более 10 лет. [99]
В сентябре 2022 года ФАУ неожиданно объявило, что утвердило STC для использования этого топлива для всех самолетов с поршневыми двигателями и комбинаций двигателей. В феврале 2023 года компания начала продажу дополнительных сертификатов типа, которые позволят владельцам самолетов использовать топливо, когда оно станет доступным. Доступность топлива в США прогнозировалась для Калифорнии к середине 2023 года, а для остальной части страны — к 2026 году. [100] [101]
В декабре 2013 года Shell Oil объявила, что разработала неэтилированное топливо с октановым числом 100 и представит его на испытания FAA, сертификация которого ожидается в течение двух-трех лет. [102] Топливо изготовлено на основе алкилата с пакетом ароматических присадок. Никакой информации о его характеристиках, технологичности и цене пока не опубликовано. Отраслевые аналитики отмечают, что он, скорее всего, будет стоить столько же, сколько и существующий 100LL, или даже дороже. [103]
TEL, обнаруженный в этилированном авиационном газе и продуктах его сгорания, представляет собой мощные нейротоксины , которые, как показали научные исследования, мешают развитию мозга у детей. Дети, проживающие в жилых домах или детских учреждениях в непосредственной близости от аэропортов с умеренным и интенсивным движением самолетов с поршневыми двигателями, подвергаются особенно высокому риску высокого уровня свинца в крови. [104] [105] [106] Агентство по охране окружающей среды США (EPA) отметило, что воздействие даже очень низких уровней загрязнения свинцом было окончательно связано с потерей IQ в тестах функций мозга детей, что обеспечивает высокую степень мотивация к устранению свинца и его соединений из окружающей среды. [107] [108]
Хотя концентрация свинца в воздухе снизилась, научные исследования показали, что неврологическому развитию детей вредят гораздо более низкие уровни воздействия свинца, чем считалось ранее. Низкий уровень воздействия свинца был явно связан с потерей IQ при тестировании производительности. Даже средняя потеря IQ у детей на 1–2 балла имеет значимое влияние для нации в целом, поскольку приведет к увеличению числа детей, классифицируемых как умственно отсталые, а также к пропорциональному уменьшению числа детей, считающихся «умственно отсталыми». одаренный». [108]
16 ноября 2007 года экологическая группа «Друзья Земли» официально обратилась в Агентство по охране окружающей среды с просьбой регулировать использование этилированных бензинов. Агентство по охране окружающей среды ответило уведомлением о петиции о принятии норм. [12]
В уведомлении о ходатайстве говорилось:
«Друзья Земли» подали петицию в Агентство по охране окружающей среды с просьбой, чтобы Агентство по охране окружающей среды установило в соответствии со статьей 231 Закона о чистом воздухе , что выбросы свинца от самолетов авиации общего назначения вызывают или способствуют загрязнению воздуха, которое, как можно обоснованно ожидать, может поставить под угрозу здоровье или благополучие населения, и что Агентство по охране окружающей среды предлагает стандарты выбросов свинца от самолетов авиации общего назначения. В качестве альтернативы «Друзья Земли» требуют, чтобы Агентство по охране окружающей среды начало изучение и расследование воздействия выбросов свинца от самолетов авиации общего назначения на здоровье и окружающую среду, если Агентство по охране окружающей среды считает, что информации недостаточно для того, чтобы сделать такой вывод. В петиции, поданной организацией «Друзья Земли», объясняется их мнение о том, что выбросы свинца от самолетов авиации общего назначения ставят под угрозу здоровье и благосостояние населения, что обязывает Агентство по охране окружающей среды предлагать стандарты выбросов. [109]
Период общественного обсуждения этой петиции завершился 17 марта 2008 г. [109]
В соответствии с постановлением федерального суда об установлении нового стандарта к 15 октября 2008 года Агентство по охране окружающей среды сократило допустимые пределы содержания свинца в атмосфере с предыдущего стандарта с 1,5 мкг/м 3 до 0,15 мкг/м 3 . Это было первое изменение стандарта с 1978 года, и оно представляет собой снижение на порядок по сравнению с предыдущими уровнями. Новый стандарт требует, чтобы 16 000 оставшихся в США источников свинца, включая выплавку свинца, авиационное топливо, военные объекты, горнодобывающую промышленность и выплавку металлов, производство железа и стали, промышленные котлы и технологические нагреватели, сжигание опасных отходов и производство батарей, их выбросы к октябрю 2011 года. [107] [108] [110]
Собственные исследования Агентства по охране окружающей среды показали, что для предотвращения измеримого снижения IQ у детей, считающихся наиболее уязвимыми, стандарт необходимо установить гораздо ниже, до 0,02 мкг/м 3 . Агентство по охране окружающей среды определило авиационный газ как один из наиболее «значимых источников свинца». [111] [112]
На публичных консультациях Агентства по охране окружающей среды по новым стандартам, состоявшихся в июне 2008 года, Энди Себула, исполнительный вице-президент Ассоциации владельцев самолетов и пилотов по связям с правительством, заявил, что авиация общего назначения играет ценную роль в экономике США, и любые изменения в стандартах ведут к это изменило бы нынешний состав авиационных бензинов, оказав бы «прямое влияние на безопасность полетов и само будущее легких самолетов в этой стране». [113]
В декабре 2008 года AOPA подала официальные комментарии к новым правилам EPA. AOPA попросило Агентство по охране окружающей среды отчитаться о стоимости и проблемах безопасности, связанных с удалением свинца из авиационных газов. Они отметили, что в авиационном секторе США занято более 1,3 миллиона человек, а его экономический прямой и косвенный эффект «превышает 150 миллиардов долларов в год». AOPA считает, что новые правила не затрагивают авиацию общего назначения в том виде, в котором они написаны в настоящее время. [114]
Публикация в Федеральном реестре США предварительного уведомления о предлагаемых нормах Агентства по охране окружающей среды США произошла в апреле 2010 года. Агентство по охране окружающей среды указало: «Это действие будет описывать перечень свинца, связанный с использованием этилированного бензина, информацию о качестве воздуха и воздействии, дополнительную информацию, Агентство собирает информацию о влиянии выбросов свинца от самолетов с поршневыми двигателями на качество воздуха и запросит комментарии по этой информации». [115] [116]
Несмотря на утверждения средств массовой информации о том, что свинцовый бензин будет прекращен в США не позднее 2017 года, в июле 2010 года Агентство по охране окружающей среды подтвердило, что даты поэтапного отказа не существует и что ее установление будет обязанностью Федерального управления гражданской авиации, поскольку Агентство по охране окружающей среды не имеет никаких полномочий. над авгазом. Администратор ФАУ заявил, что регулирование содержания свинца в авиационных газах является обязанностью Агентства по охране окружающей среды, что привело к широкой критике в адрес обеих организаций за то, что они вызывают путаницу и задерживают решения. [117] [118] [119] [120] [121]
В апреле 2011 года на Sun 'n Fun Пит Банс, глава Ассоциации производителей авиации общего назначения (GAMA), и Крейг Фуллер, президент и главный исполнительный директор Ассоциации владельцев самолетов и пилотов , отметили, что они оба уверены, что этилированные авиационные бензины не будут устранены до тех пор, пока не будет найдена подходящая замена. «Нет никаких оснований полагать, что 100 с низким содержанием свинца станут недоступными в обозримом будущем», — заявил Фуллер. [122]
Окончательные результаты ведущего моделирования EPA в аэропорту Санта-Моники показывают, что уровни за пределами аэропорта ниже нынешних 150 нг/м 3 и возможных будущих уровней 20 нг/м 3 . [123] В пятнадцати из 17 аэропортов, мониторинг которых проводился Агентством по охране окружающей среды США в ходе годового исследования, выбросы свинца значительно ниже действующего Национального стандарта качества окружающего воздуха (NAAQS). [124]
Avgas иногда используется в любительских автогонках, поскольку его октановое число выше, чем у автомобильного бензина, что позволяет двигателям работать с более высокой степенью сжатия. [ нужна цитата ]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]Примечание. Этот документ USEPA 1996 года предназначен исключительно для обоснования содержания свинца в дорожном автомобильном бензине 1973 года в 2–3 грамма на галлон.
После завершения первых полетов TCM начнет процесс сертификации нескольких моделей двигателей для удовлетворения потребностей существующих и будущих самолетов.
В 15 из [17] аэропортов, мониторинг которых проводился в ходе годового исследования, выбросы свинца значительно ниже действующего Национального стандарта качества атмосферного воздуха (NAAQS).