Avgas ( авиационный бензин , также известный как авиационный спирт в Великобритании ) — это авиационное топливо, используемое в самолетах с двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием . Avgas отличается от обычного бензина (бензина), используемого в автотранспортных средствах , который в авиационном контексте называется mogas (автомобильный бензин). В отличие от автомобильного бензина, который с 1970-х годов разрабатывался без свинца, чтобы позволить использовать каталитические нейтрализаторы для снижения загрязнения, наиболее часто используемые сорта avgas по-прежнему содержат тетраэтилсвинец , токсичную свинцовую добавку, используемую для смазки двигателя, повышения октанового числа и предотвращения детонации двигателя (преждевременной детонации). Продолжаются усилия по сокращению или прекращению использования свинца в авиационном бензине.
Реактивное топливо на основе керосина разработано для удовлетворения требований турбинных двигателей, которые не имеют требований к октановому числу и работают в гораздо более широком диапазоне полета, чем поршневые двигатели. Керосин также используется большинством дизельных поршневых двигателей, разработанных для использования в авиации, таких как двигатели SMA Engines , Austro Engine и Thielert .
Основным нефтяным компонентом, используемым при смешивании авиационного бензина, является алкилат , представляющий собой смесь различных изооктанов. Некоторые нефтеперерабатывающие заводы также используют риформат . Все сорта авиационного бензина, соответствующие CAN 2–3 [ необходимо дополнительное объяснение ] , 25-M82 [ необходимо дополнительное объяснение ] имеют плотность 6,01 фунта на галлон США (720 г/л) при 15 °C (59 °F). (6 фунтов/галлон США обычно используется в Америке для расчета веса и баланса .) [1] Плотность увеличивается до 6,41 фунта на галлон США (768 г/л) при −40 °C (−40 °F) и уменьшается примерно на 0,1% при повышении температуры на 1 °C (1,8 °F). [2] [3] Avgas имеет коэффициент выбросов (или фактор) 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 используемого топлива. Avgas менее летуч, с диапазоном давления паров по Рейду от 5,5 до 7 фунтов на квадратный дюйм, чем автомобильный бензин с диапазоном от 8 до 14 фунтов на квадратный дюйм. Минимальный предел обеспечивает достаточную летучесть для запуска двигателя. Верхние пределы связаны с атмосферным давлением на уровне моря, 14,7 фунтов на квадратный дюйм, для автомобилей и давлением окружающей среды на высоте 22 000 футов, 6,25 фунтов на квадратный дюйм, для самолетов. Более низкая летучесть Avgas снижает вероятность образования паровых пробок в топливных магистралях на высоте до 22 000 футов. [6]
Конкретные смеси, используемые сегодня, те же самые, что и в 1940-х годах, когда они были впервые разработаны, и использовались в авиационных и военных авиадвигателях с высоким уровнем наддува ; в частности, двигатель Rolls-Royce Merlin, используемый в истребителях Spitfire и Hurricane, истребителе-бомбардировщике Mosquito и тяжелом бомбардировщике Lancaster (Merlin II и более поздние версии требовали 100-октанового топлива), 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. Высокооктановые числа традиционно достигались путем добавления тетраэтилсвинца , высокотоксичного вещества, которое было постепенно снято с производства в большинстве стран в конце 20-го века.
В настоящее время этилированный авиационный бензин доступен в нескольких сортах с различными максимальными концентрациями свинца. (Неэтилированный авиационный бензин также доступен.) Поскольку тетраэтилсвинец является токсичной добавкой, используется минимальное количество, необходимое для доведения топлива до требуемого октанового числа; фактические концентрации часто ниже допустимого максимума. [ необходима 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 заменяющее топливо. Некоторые самолеты с поршневыми двигателями по-прежнему требуют этилированного топлива, но некоторые нет, а некоторые могут сжигать неэтилированный бензин, если используется специальная масляная присадка.
Годовое потребление авиационного бензина в США составило 186 миллионов галлонов США (700 000 м 3 ) в 2008 году и составило приблизительно 0,14% от потребления автомобильного бензина. С 1983 по 2008 год потребление авиационного бензина в США последовательно снижалось примерно на 7,5 миллионов галлонов США (28 000 м 3 ) каждый год. [7] По состоянию на 2024 год годовое потребление авиационного бензина в США составило 180 миллионов галлонов США (680 000 м 3 ), [8] большинство из которых содержало свинец, [9] и 170 000 самолетов в США использовали этилированный авиационный бензин. [9]
В Европе авиабензин остается наиболее распространенным топливом для поршневых двигателей. Высокие цены стимулировали попытки перейти на дизельное топливо , которое более доступно, менее дорого и имеет преимущества для использования в авиации. [10]
Сорта авиационного бензина идентифицируются двумя числами, связанными с его октановым числом двигателя (MON) . [11] Первое число указывает октановое число топлива, испытанного по стандартам « авиационного обедненного », что аналогично антидетонационному индексу или «рейтингу насоса», присваиваемому автомобильному бензину в США. Второе число указывает октановое число топлива, испытанного по стандарту « авиационного обогащенного », который пытается имитировать состояние наддува с богатой смесью, повышенными температурами и высоким давлением в коллекторе. Например, 100/130 авиационный бензин имеет октановое число 100 при бедных настройках, обычно используемых для крейсерского полета, и 130 при богатых настройках, используемых для взлета и других условий полной мощности. [12]
Антидетонаторы, такие как тетраэтилсвинец (ТЭС), помогают контролировать детонацию и обеспечивают смазку. Один грамм ТЭС содержит 640,6 миллиграммов свинца .
100LL (произносится как «сто низкосвинцовый») может содержать максимум половину тетраэтилсвинца, разрешенного для 100/130 (зеленого) авиационного бензина. [16] [39]
Некоторые из маломощных (100–150 лошадиных сил или 75–112 киловатт) авиационных двигателей, разработанных в конце 1990-х годов, предназначены для работы на неэтилированном топливе и на 100LL, примером является Rotax 912. [20 ]
Автомобильный бензин , известный среди летчиков как mogas или autogas, который не содержит этанола, может использоваться в сертифицированных самолетах, имеющих дополнительный сертификат типа (STC) для автомобильного бензина, а также в экспериментальных самолетах и сверхлегких самолетах . [ требуется ссылка ] Некоторые оксигенаты, отличные от этанола, одобрены, но эти STC запрещают бензины с добавлением этанола. [ требуется ссылка ] Бензин, обработанный этанолом, подвержен разделению фаз, что весьма вероятно из-за изменений высоты/температуры, которым подвергаются легкие самолеты в обычном полете. [ требуется ссылка ] Это топливо, обработанное этанолом, может заполнить топливную систему водой, что может привести к отказу двигателя в полете. [ требуется ссылка ] Кроме того, разделенное на фазы топливо может оставлять оставшиеся части, которые не соответствуют требованиям по октановому числу из-за потери этанола в процессе поглощения воды. Кроме того, этанол может разъедать материалы в конструкции самолета, которые были созданы до «газахолового» топлива. [ необходима цитата ] Большинство из этих применимых самолетов имеют двигатели с низкой степенью сжатия , которые изначально были сертифицированы для работы на 80/87 avgas и требуют только «обычного» автомобильного бензина с антидетонационным индексом 87. Примерами служат популярные Cessna 172 Skyhawk или Piper Cherokee с вариантом Lycoming O-320 мощностью 150 л. с. (110 кВт) . [ необходима цитата ]
Некоторые авиационные двигатели изначально были сертифицированы с использованием 91/96 avgas и имеют STC, доступные для работы на «премиальном» 91 антидетонационном индексе (AKI) автомобильного бензина. Примерами служат некоторые Cherokees с 160 л. с. (120 кВт) Lycoming O-320 или 180 л. с. (130 кВт) O-360 или Cessna 152 с O-235 . Рейтинг AKI типичного автомобильного топлива может не соответствовать напрямую 91/96 avgas, используемому для сертификации двигателей, поскольку автомобильные насосы в США используют так называемую систему усредненного автомобильного октанового числа «(R + M)/2», указанную на насосах заправочных станций. Чувствительность составляет примерно 8–10 пунктов, 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 самолетов топливо 91 AKI обеспечивает достаточный запас детонации при нормальных условиях. [ необходима ссылка ]
Автомобильный бензин не является полноценной заменой авиационного бензина во многих самолетах, поскольку многим высокопроизводительным и/или турбированным авиационным двигателям требуется топливо с октановым числом 100, и для использования топлива с более низким октановым числом необходимы модификации. [40] [41]
Многие двигатели самолетов общего назначения были разработаны для работы на октановом числе 80/87, [ нужна ссылка ] примерно стандарт (только неэтилированное топливо с октановым числом "{R+M}/2" 87) для современных североамериканских автомобилей. Прямые преобразования для работы на автомобильном топливе довольно распространены, по дополнительному сертификату типа (STC). Однако сплавы, используемые в конструкции авиационных двигателей, выбираются за их долговечность и синергетическую связь с защитными свойствами свинца, а износ клапанов двигателя является потенциальной проблемой при переоборудовании автомобильного бензина. [ нужна ссылка ]
К счастью, значительная история двигателей, переоборудованных на Mogas, показала, что очень мало проблем с двигателями вызвано автомобильным бензином [ необходима ссылка ] . Более серьезная проблема возникает из-за более высокого и широкого диапазона допустимого давления паров, обнаруженного в автомобильном бензине; это может представлять определенный риск для пользователей авиации, если не учитывать особенности конструкции топливной системы. Автомобильный бензин может испаряться в топливных магистралях, вызывая паровую пробку (пузырь в магистрали) или кавитацию топливного насоса, тем самым лишая двигатель топлива. Это не является непреодолимым препятствием, а просто требует проверки топливной системы, обеспечения надлежащей защиты от высоких температур и поддержания достаточного давления в топливных магистралях. Это главная причина, по которой как конкретная модель двигателя, так и самолет, на котором он установлен, должны быть дополнительно сертифицированы для переоборудования. 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 другими капотами двигателя и выхлопными системами применимы для автомобильного топлива STC, и даже в этом случае требуются модификации топливной системы. [ необходима цитата ]
Паровая пробка обычно возникает в топливных системах, где механический топливный насос, установленный на двигателе, забирает топливо из бака, установленного ниже насоса. Пониженное давление в магистрали может привести к тому, что более летучие компоненты автомобильного бензина начнут испаряться, образуя пузырьки в топливной магистрали и прерывая поток топлива. Если электрический подкачивающий насос установлен в топливном баке, чтобы подталкивать топливо к двигателю, как это обычно практикуется в автомобилях с впрыском топлива, давление топлива в магистралях поддерживается выше давления окружающей среды, предотвращая образование пузырьков. Аналогично, если топливный бак установлен над двигателем, а топливо течет в основном под действием силы тяжести, как в самолете с высокорасположенным крылом, паровая пробка не может возникнуть, используя как авиационное, так и автомобильное топливо. Двигатели с впрыском топлива в автомобилях также обычно имеют линию «возврата топлива» для отправки неиспользованного топлива обратно в бак, что имеет преимущество выравнивания температуры топлива по всей системе, что еще больше снижает вероятность образования паровой пробки. [ необходима цитата ]
Помимо возможности блокировки паров, автомобильный бензин не имеет такого же отслеживания качества, как авиационный бензин. Чтобы помочь решить эту проблему, спецификация для авиационного топлива, известного как 82UL, была разработана как по сути автомобильный бензин с дополнительным отслеживанием качества и ограничениями на допустимые добавки. Это топливо в настоящее время не производится, и ни один нефтеперерабатывающий завод не взял на себя обязательство производить его. [14]
Rotax допускает использование до 10% этанола (аналогично топливу E10 для автомобилей) в топливе для двигателей Rotax 912. Легкие спортивные самолеты, которые, по спецификации производителя, допускают наличие спирта в топливной системе, могут использовать до 10% этанола. [20]
Красители для топлива помогают наземному персоналу и пилотам идентифицировать и различать сорта топлива [13] , и большинство из них указаны в ASTM D910 или других стандартах. [16] Красители для топлива требуются в некоторых странах. [42]
Поэтапный отказ от 100LL был назван «одной из самых острых проблем современной АОН» [43] , поскольку 70% авиационного топлива 100LL используется 30% самолетов в парке авиации общего назначения, которые не могут использовать ни одну из существующих альтернатив. [44] [45] [46]
При использовании неэтилированного топлива без серьезной модификации планера/двигателя возникают три основные 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 . [48] В интервью в феврале 2008 года президент TCM Ретт Росс выразил уверенность в том, что авиационная промышленность будет «вытеснена» из использования 100LL в ближайшем будущем, оставив автомобильное топливо и реактивное топливо единственными альтернативами. В мае 2010 года TCM объявила, что они лицензировали разработку дизельного двигателя SMA SR305 . [49] [50] [51]
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 100LL из-за содержания в нем свинца. [52]
К маю 2012 года Федеральное управление гражданской авиации США (комитет по разработке правил перехода на неэтилированный авиабензин FAA) совместно с промышленностью разработало план замены этилированного авиабензина на неэтилированный альтернативный вариант в течение 11 лет. Учитывая уже достигнутый прогресс в отношении 100SF и G100UL, время замены может быть короче, чем оценка 2023 года. Каждое топливо-кандидат должно соответствовать контрольному списку из 12 параметров спецификации топлива и 4 параметров распределения и хранения. FAA запросило максимум 60 млн долларов США на финансирование управления переходом. [53] [54] В июле 2014 года девять компаний и консорциумов подали предложения в Piston Aviation Fuels Initiative (PAFI) для оценки топлива без тетраэтилсвинца. Первая фаза испытаний проводится в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза для одобренной FAA замены отрасли к 2018 году. [55]
В июле 2021 года первый коммерчески производимый неэтилированный авиационный бензин G100UL компании GAMI был одобрен Федеральным управлением гражданской авиации посредством дополнительного сертификата типа . [56]
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, необходимо использовать присадку к маслу Lycoming P/N LW-16702 или эквивалентный готовый продукт, такой как Aeroshell 15W-50». [22] Lycoming также отмечает, что октановое число используемого топлива также должно соответствовать требованиям, указанным в спецификации топлива, в противном случае может произойти повреждение двигателя из-за детонации.
До 2022 года компания Teledyne Continental Motors (TCM) указывала, что в ее двигателях требуется этилированный авиационный бензин, а не неэтилированное автомобильное топливо: «Современные авиационные двигатели оснащены компонентами клапанного механизма, которые разработаны для совместимости с этилированным топливом ASTM D910. В таком топливе свинец действует как смазка, покрывая контактные поверхности 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, при этом производительность цилиндра ухудшается до неприемлемого уровня менее чем за 10 часов». [57]
В 2022 году TCM изменила свою политику. Они объявили о подаче официальной заявки в FAA на одобрение использования UL91 и UL94 в выбранных двигателях, заявив, что «Continental рассматривает топливо 91UL и 94UL как переходный шаг в долгосрочной стратегии по достижению более устойчивой авиации». [58]
Компания Hjelmco Oil впервые представила неэтилированный бензин Avgas в Европе в 2003 году после успеха с 80UL. [59] Этот бензин Avgas производится в соответствии с требованиями ASTM D7547. [60] Многие распространенные двигатели Lycoming сертифицированы для работы на этом конкретном бензине Avgas, [22] а Cessna одобрила использование этого топлива в большом количестве своих поршневых самолетов. [61] Это топливо также можно использовать в любых самолетах в Европе [62] или Великобритании [63] , где двигатель сертифицирован для его использования, независимо от того, сертифицирован ли для этого планер самолета.
Компания Airworthy AutoGas провела испытания не содержащего этанола автомобильного газа премиум-класса с антидетонационным индексом (AKI) 93 на автомобиле Lycoming O-360-A4M в 2013 году. Топливо сертифицировано в соответствии с Инструкцией по обслуживанию Lycoming 1070 и ASTM D4814. [64]
Неэтилированный 94- октановый бензин ( UL94 ) по сути является 100LL без свинца. В марте 2009 года компания Teledyne Continental Motors (TCM) объявила, что они протестировали топливо 94UL, которое может быть лучшей заменой 100LL. Этот 94UL соответствует спецификации avgas, включая давление паров, но не был полностью протестирован на детонационные качества во всех двигателях Continental или при всех условиях. Летные испытания проводились на IO -550-B, питающем 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 отрасли, они продолжают работу с 94UL и что сертификация ожидается в середине 2013 года. [65] [66]
В июне 2010 года Lycoming Engines заявила о своем несогласии с 94UL. Генеральный директор компании Майкл Крафт заявил, что владельцы самолетов не понимают, насколько сильно потеряют производительность при использовании 94UL, и охарактеризовал решение использовать 94UL как ошибку, которая может стоить авиационной отрасли миллиардов долларов в виде потерянного бизнеса. Lycoming считает, что вместо этого отрасль должна использовать 100UL. Позицию Lycoming поддерживают клубы по типу самолетов, представляющие владельцев самолетов, которые не смогут работать на топливе с более низким октановым числом. В июне 2010 года такие клубы, как American Bonanza Society, Malibu Mirage Owners and Pilots Association и Cirrus Owners and Pilots Association, совместно сформировали коалицию Clean 100 Octane Coalition , чтобы представлять их интересы по этому вопросу и продвигать неэтилированный 100-октановый авиабензин. [67] [68] [69] [70]
В ноябре 2015 года UL94 был добавлен в качестве вторичного сорта неэтилированного авиационного бензина в ASTM D7547, который является спецификацией, регулирующей неэтилированный авиабензин UL91. В настоящее время UL91 продается в Европе. UL94 соответствует всем тем же предельным значениям свойств спецификации, что и 100LL, за исключением более низкого октанового числа двигателя (минимум 94,0 для UL94 против минимума 99,6 для 100LL) и уменьшенного максимального содержания свинца. UL94 является неэтилированным топливом, но, как и во всех спецификациях неэтилированного бензина ASTM International , допускается минимальное количество непреднамеренно добавленного свинца. [60]
С мая 2016 года UL94, теперь продукт Swift Fuels, доступен для продажи в десятках аэропортов в Соединенных Штатах. Swift Fuels имеет соглашение о дистрибуции в Европе. [71] [72] [73]
UL94 не предназначен для полной замены 100LL, а скорее предназначен для замены самолетов с двигателями с более низким октановым числом, например, одобренных для работы на авиационном бензине класса 80 (или ниже), UL91 или Mogas. По оценкам, до 65% парка современных самолетов с поршневыми двигателями гражданской авиации могут работать на UL94 без каких-либо модификаций двигателя или планера. Однако для некоторых самолетов требуется одобренный FAA дополнительный сертификат типа (STC), который должен быть приобретен для работы на UL94. [72] [74] [75]
UL94 имеет минимальное моторное октановое число (MON, октановый рейтинг, используемый для классификации авиационного бензина) 94,0. 100LL имеет минимальное моторное октановое число 99,6. [16] [60]
AKI — это октановое число, используемое для классификации всего автомобильного бензина в США (типичные значения на заправках могут быть 87, 89, 91 и 93), а также топлива 93UL от Airworthy AutoGas.
Минимальный AKI для UL94, продаваемого Swift Fuels, составляет 98,0.
Одновременно с добавлением UL94 в ASTM D7547, FAA опубликовало Специальный информационный бюллетень летной годности (SAIB) HQ-16-05, в котором говорится, что «UL94 соответствует эксплуатационным ограничениям для самолетов и двигателей, одобренных для работы с авиационным бензином марки UL91», что означает, что «авиационный бензин марки UL94, соответствующий спецификации D7547, приемлем для использования на тех самолетах и двигателях, которые одобрены для работы с... авиационным бензином марки UL91, соответствующим спецификации D7547». [76] В августе 2016 года FAA пересмотрело SAIB HQ-16-05, включив в него аналогичную формулировку относительно приемлемости использования UL94 в самолетах и двигателях, одобренных для работы с авиационным бензином с минимальным октановым числом 80 или ниже, включая бензин марки 80/87. [77]
Публикация SAIB, особенно в редакции от августа 2016 года, устранила необходимость в продаже компанией Swift Fuels многих самолетов STC UL94, поскольку большинство самолетов в списке одобренных моделей STC сертифицированы для использования авиационного бензина с октановым числом 80 или ниже.
6 апреля 2017 года Lycoming Engines опубликовала Инструкцию по обслуживанию 1070V, которая добавляет UL94 в качестве одобренного сорта топлива для десятков моделей двигателей, 60% из которых являются карбюраторными двигателями. Двигатели с рабочим объемом 235, 320, 360 и 540 кубических дюймов составляют почти 90% моделей, одобренных для UL94. [22]
Swift Fuels, LLC получила одобрение на производство топлива для испытаний на своем пилотном заводе в Индиане. Состоящее примерно из 85% мезитилена и 15% изопентана , топливо, как сообщается, запланировано для всесторонних испытаний FAA, чтобы получить сертификацию в соответствии с новым руководством ASTM D7719 для неэтилированного заменяющего топлива 100LL. Компания в конечном итоге 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. Swift Fuels предположила, что топливо, ранее называемое 100SF, будет доступно для «высокопроизводительных поршневых самолетов» до 2020 года. [71]
Джон и Мэри-Луиза Русек основали Swift Enterprises в 2001 году для разработки возобновляемого топлива и водородных топливных элементов. Они начали тестировать «Swift 142» в 2006 году [78] и запатентовали несколько альтернатив для неалкогольного топлива, которое может быть получено путем ферментации биомассы . [79] В течение следующих нескольких лет компания стремилась построить пилотную установку для производства достаточного количества топлива для более масштабных испытаний [80] [81] и представила топливо в FAA для тестирования. [82] [83] [84] [85]
В 2008 году статья технологического писателя и энтузиаста авиации Роберта Икс. Крингели привлекла внимание общественности к топливу, [86] как и перелет через всю страну на самолете Swift-Fueled, совершенный Дэйвом Хиршманом из AOPA . [87] Заявления Swift Enterprises о том, что топливо в конечном итоге может быть произведено гораздо дешевле, чем 100LL, обсуждались в авиационной прессе. [82] [88] [89] [90] [91] [92] [93]
FAA 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 большинству стандартов ASTM D910 для этилированного авиационного топлива. После испытаний в двух двигателях Lycoming FAA пришло к выводу, что оно работает лучше, чем 100LL в испытаниях на детонацию и обеспечит экономию топлива 8% на единицу объема, хотя оно весит на 1 фунт на галлон США (120 г/л) больше, чем 100LL. Тестирование GC-FID показало, что топливо состоит в основном из двух компонентов — один составляет около 85% по весу, а другой — около 14% по весу. [94] [95] Вскоре после этого AVweb сообщил, что Continental начала процесс сертификации нескольких своих двигателей для использования нового топлива. [96]
С 2009 по 2011 год 100SF был одобрен ASTM International в качестве испытательного топлива , что позволило компании провести сертификационные испытания. [97] [98] удовлетворительно испытано FAA, [99] испытано Университетом Пердью, [100] и одобрено в соответствии со спецификацией ASTM D7719 для высокооктанового класса UL102, что позволило компании проводить испытания более экономично в неэкспериментальных самолетах. [101]
В 2012 году была создана компания Swift Fuels LLC, чтобы использовать опыт нефтегазовой отрасли, масштабировать производство и вывести топливо на рынок. К ноябрю 2013 года компания построила свой пилотный завод и получила разрешение на производство топлива на нем. [102] Ее последний патент, одобренный в 2013 году, описывает методы, с помощью которых топливо может быть произведено из ферментируемой биомассы. [103]
FAA запланировало UL102 на 2 года испытаний фазы 2 в рамках своей инициативы PAFI, которая начнется летом 2016 года. [104]
В феврале 2010 года компания General Aviation Modifications Inc. (GAMI) объявила, что она находится в процессе разработки замены 100LL под названием G100UL («неэтилированный»). Это топливо производится путем смешивания существующих продуктов нефтепереработки и обеспечивает запасы детонации, сопоставимые с 100LL. Новое топливо немного плотнее 100LL, но имеет на 3,5% более высокую термодинамическую мощность. G100UL совместим с 100LL и может смешиваться с ним в баках самолетов для использования. [90] [31] [105]
В демонстрациях, проведенных в июле 2010 года, G100UL показал себя лучше, чем 100LL, который просто соответствует минимальным требованиям, и показал такие же результаты, как и средний серийный 100LL. [106]
G100UL был одобрен Федеральным управлением гражданской авиации путем выдачи Дополнительного сертификата типа в AirVenture в июле 2021 года. Первоначально STC был применим только к моделям Cessna 172 с двигателями Lycoming . Компания указала, что ожидаемая розничная стоимость составит 0,60–0,85 доллара США за галлон США выше, чем 100LL. [56] Позднее эта стоимость была изменена до 1,00 доллара США за галлон США. [31]
В 2022 году Пол Берторелли из AVweb сообщил, что FAA затягивает процесс широкой сертификации G100UL, откладывает одобрение топлива для большего количества двигателей и тратит более 80 миллионов долларов на EAGLE, чтобы возобновить поиск неэтилированного топлива, хотя G100UL находился на стадии оценки более 10 лет. [107]
В сентябре 2022 года в неожиданном объявлении FAA одобрило STC для использования топлива для всех поршневых самолетов и комбинаций двигателей. В феврале 2023 года GAMI начала продавать дополнительные сертификаты типа, чтобы владельцы самолетов могли использовать топливо, когда оно станет доступным. [108] [109] В апреле 2024 года GAMI объявила о производстве 1 миллиона галлонов G100UL. Доступность топлива в США прогнозировалась для аэропортов Калифорнии, Вашингтона и Орегона к середине 2024 года, а для остальной части страны — к 2026 году. [32] [31] [108] [109]
В декабре 2013 года Shell Oil объявила, что разработала неэтилированное 100-октановое топливо и представит его для испытаний FAA с ожидаемой сертификацией в течение двух-трех лет. [110] Топливо основано на алкилате с пакетом присадок ароматических соединений. Пока не было опубликовано никакой информации относительно его производительности, технологичности или цены. Аналитики отрасли указали, что оно, вероятно, будет стоить столько же или дороже существующего 100LL. [111]
TEL, обнаруженные в свинцовом авиационном бензине и продуктах его сгорания, являются мощными нейротоксинами , которые, как показали научные исследования, влияют на развитие мозга у детей. Дети, проживающие в домах или детских учреждениях в непосредственной близости от аэропортов с умеренным или интенсивным движением поршневых самолетов, подвергаются особенно высокому риску высокого уровня свинца в крови. [112] [113] [114] Агентство по охране окружающей среды США ( EPA ) отметило, что воздействие даже очень низких уровней загрязнения свинцом было окончательно связано с потерей IQ в тестах на функции мозга у детей, что обеспечивает высокую степень мотивации к устранению свинца и его соединений из окружающей среды. [115] [116]
Хотя концентрация свинца в воздухе снизилась, научные исследования показали, что неврологическое развитие детей страдает от гораздо более низких уровней воздействия свинца, чем считалось ранее. Низкий уровень воздействия свинца был четко связан с потерей IQ при тестировании производительности. Даже средняя потеря IQ на 1–2 балла у детей имеет значимое влияние на страну в целом, поскольку это приведет к увеличению числа детей, классифицируемых как умственно отсталые, а также к пропорциональному уменьшению числа детей, считающихся «одаренными». [116]
16 ноября 2007 года экологическая группа Friends of the Earth официально обратилась в EPA с просьбой регулировать этилированный авиабензин. EPA ответило уведомлением о петиции с требованием принятия правил. [14]
В уведомлении о петиции говорилось:
Friends of the Earth подали петицию в EPA, требуя, чтобы EPA установило в соответствии с разделом 231 Закона о чистом воздухе , что выбросы свинца от самолетов общей авиации вызывают или способствуют загрязнению воздуха, которое, как можно обоснованно ожидать, может поставить под угрозу здоровье или благосостояние населения, и чтобы EPA предложило стандарты выбросов свинца от самолетов общей авиации. В качестве альтернативы Friends of the Earth просит EPA начать исследование и расследование воздействия выбросов свинца от самолетов общей авиации на здоровье и окружающую среду, если EPA считает, что для принятия такого решения недостаточно информации. В петиции, поданной Friends of the Earth, объясняется их точка зрения, что выбросы свинца от самолетов общей авиации угрожают здоровью и благосостоянию населения, что создает обязанность для EPA предложить стандарты выбросов. [117]
Период общественного обсуждения этой петиции завершился 17 марта 2008 года. [117]
В соответствии с постановлением федерального суда об установлении нового стандарта к 15 октября 2008 года, EPA снизило допустимые пределы содержания свинца в атмосфере с предыдущего стандарта в 1,5 мкг/м 3 до 0,15 мкг/м 3 . Это было первое изменение стандарта с 1978 года и представляет собой снижение на порядок по сравнению с предыдущими уровнями. Новый стандарт требует, чтобы 16 000 оставшихся источников свинца в США, которые включают выплавку свинца, авиационное топливо, военные объекты, горнодобывающую промышленность и выплавку металлов, производство чугуна и стали, промышленные котлы и технологические нагреватели, сжигание опасных отходов и производство батарей, сократили свои выбросы к октябрю 2011 года. [115] [116] [118]
Собственные исследования Агентства по охране окружающей среды показали, что для предотвращения измеримого снижения IQ у детей, считающихся наиболее уязвимыми, стандарт должен быть установлен намного ниже, до 0,02 мкг/м 3 . Агентство по охране окружающей среды определило авиационный бензин как один из наиболее «значительных источников свинца». [119] [120]
На публичных консультациях Агентства по охране окружающей среды, состоявшихся в июне 2008 года по новым стандартам, Энди Себула, исполнительный вице-президент Ассоциации владельцев и пилотов воздушных судов по связям с правительством, заявил, что авиация общего назначения играет важную роль в экономике США, и любые изменения в стандартах на свинец, которые изменят текущий состав авиационного бензина, окажут «прямое влияние на безопасность полетов и будущее легких самолетов в этой стране». [121]
В декабре 2008 года AOPA подала официальные комментарии к новым правилам EPA. AOPA попросила EPA учесть стоимость и проблемы безопасности, связанные с удалением свинца из авиационного бензина. Они сослались на то, что в авиационном секторе занято более 1,3 миллиона человек в США, а его прямой и косвенный экономический эффект «превышает 150 миллиардов долларов в год». AOPA интерпретирует новые правила как не влияющие на авиацию общего назначения в том виде, в котором они сейчас написаны. [122]
Публикация в Федеральном реестре США предварительного уведомления о предлагаемом нормотворчестве Агентства по охране окружающей среды США произошла в апреле 2010 года. Агентство по охране окружающей среды указало: «В этом действии будет описан свинцовый реестр, связанный с использованием этилированного авиационного бензина, качество воздуха и информация о воздействии, дополнительная информация, которую Агентство собирает в отношении воздействия выбросов свинца из поршневых самолетов на качество воздуха, и будут запрошены комментарии по этой информации». [123] [124]
Несмотря на утверждения в СМИ о том, что этилированный авиабензин будет ликвидирован в США не позднее 2017 года, в июле 2010 года EPA подтвердило, что даты поэтапного отказа нет и что ее установление будет обязанностью FAA, поскольку EPA не имеет полномочий в отношении авиабензина. Администратор FAA заявил, что регулирование свинца в авиабензине является обязанностью EPA, что привело к широкой критике обеих организаций за создание путаницы и задержку решений. [125] [126] [127] [128] [129]
В апреле 2011 года на выставке Sun 'n Fun Пит Банс, глава Ассоциации производителей авиационной техники общего назначения (GAMA), и Крейг Фуллер, президент и генеральный директор Ассоциации владельцев и пилотов самолетов , заявили, что они оба уверены, что этилированный авиабензин не будет ликвидирован, пока не появится подходящая замена. «Нет никаких оснований полагать, что 100-низкосвинцовый бензин станет недоступным в обозримом будущем», — заявил Фуллер. [130]
Окончательные результаты исследования моделирования свинца, проведенного Агентством по охране окружающей среды в аэропорту Санта-Моники, показывают, что уровни за пределами аэропорта ниже текущих 150 нг/м 3 и возможные будущие уровни 20 нг/м 3. [131] Пятнадцать из 17 аэропортов, контролируемых Агентством по охране окружающей среды в США в течение года, имеют выбросы свинца значительно ниже действующего Национального стандарта качества окружающего воздуха (NAAQS) для свинца. [132]
Avgas иногда используется в любительских гоночных автомобилях, поскольку его октановое число выше, чем у автомобильного бензина, что позволяет двигателям работать с более высокой степенью сжатия. [ необходима цитата ]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )[ постоянная мертвая ссылка ]Примечание: этот документ USEPA 1996 года предоставлен исключительно для обоснования цифры 2–3 грамма на галлон свинца в автомобильном бензине для дорог общего пользования 1973 года.
{{cite web}}: CS1 maint: год ( ссылка )После завершения первых полетов TCM начнет процесс сертификации нескольких моделей двигателей для удовлетворения потребностей существующих и будущих самолетов.
15 из [17] аэропортов, контролируемых в течение года, имеют выбросы свинца значительно ниже действующего Национального стандарта качества окружающего воздуха (NAAQS) для свинца.