Średnia - Avgas

Amerykański Aviation AA-1 Yankee jest tankować 100LL zbiorników samolotu benzyny lotniczej

Avgas ( benzyna lotnicza , w Wielkiej Brytanii znana również jako spirytus lotniczy ) to paliwo lotnicze stosowane w samolotach z silnikami spalinowymi o zapłonie iskrowym . Avgas różni się od konwencjonalnej benzyny (benzyny) stosowanej w pojazdach silnikowych , która w kontekście lotniczym jest określana jako mogas (benzyna silnikowa). W przeciwieństwie do benzyny samochodowej, które zostały sformułowane od 1970 do umożliwienia wykorzystania platyny -content katalizatorów do redukcji zanieczyszczenia, najbardziej powszechnie stosowane gatunki zbiorników samolotu benzyny lotniczej nadal zawierają tetraetylku ołowiu(TEL), substancja toksyczna stosowana do zapobiegania stukaniu silnika (przedwczesna detonacja). Trwają eksperymenty mające na celu ostateczne ograniczenie lub wyeliminowanie stosowania TEL w benzynie lotniczej.

Nafta -na paliwa do silników odrzutowych jest sformułowany, aby spełnić wymagania turbinowych silników, które nie mają obowiązku oktanową i działają w znacznie szerszym niż koperty lotu silników tłokowych. Nafta jest również używana w większości tłokowych silników wysokoprężnych opracowanych do użytku lotniczego, takich jak silniki SMA Engines , Austro Engine i Thielert .

Nieruchomości

Głównym składnikiem naftowym używanym w mieszaniu avgas jest alkilat , który jest mieszaniną różnych izooktanów. Niektóre rafinerie również stosują reformat . Wszystkie gatunki avgas spełniające wymagania CAN 2-3, 25-M82 mają gęstość 6,01 funta na galon USA (720 g/l) w temperaturze 15°C (59°F). (6 funtów/galon amerykański jest powszechnie używany w Ameryce do obliczania masy i wyważenia ). Gęstość wzrasta do 6,41 funtów na galon amerykański (768 g/l) w temperaturze -40 °C (-40 °F) i zmniejsza się o około 0,1% na wzrost temperatury o 1 °C (1,8 °F). AvGas ma współczynnik emisji (lub czynnik), z 18.355 funtów na galon (2.1994 kg / l) w CO _2, czyli około 3,07 jednostki ciężaru CO
2wyprodukowane na jednostkę masy zużytego paliwa. Avgas jest mniej lotny, z zakresem ciśnienia pary Reida od 5,5 do 7 psi, niż benzyna samochodowa, z zakresem od 8 do 14 psi. Minimalny limit zapewnia odpowiednią lotność do rozruchu silnika. Górne limity odnoszą się do ciśnienia atmosferycznego na poziomie morza, 14,7 psi, dla pojazdów silnikowych i ciśnienia otoczenia na 22 000 stóp, 6,25 psi, dla samolotów. Niższa lotność Avgas zmniejsza ryzyko zaparowania w przewodach paliwowych na wysokości do 22 000 stóp.

Poszczególne mieszanki stosowane obecnie są takie same, jak te, które zostały opracowane w latach 40. XX wieku i były stosowane w samolotowych i wojskowych silnikach lotniczych o wysokim poziomie doładowania ; w szczególności silnik Rolls-Royce Merlin używany w myśliwcach Spitfire i Hurricane, myśliwco-bombowym Mosquito i ciężkim bombowcu Lancaster (Merlin II i późniejsze wersje wymagały paliwa 100-oktanowego), a także chłodzony cieczą silnik Allison V-1710 , oraz chłodzone powietrzem silniki gwiazdowe Pratt & Whitney, Wright i innych producentów po obu stronach Atlantyku. Wysokie liczby oktanowe tradycyjnie osiągano przez dodanie tetraetyloołowiu , wysoce toksycznej substancji, która została wycofana z użytku samochodowego w większości krajów pod koniec XX wieku.

Średnio-ołowiowy gaz jest obecnie dostępny w kilku gatunkach o różnych maksymalnych stężeniach ołowiu. (Dostępny jest również gaz bezołowiowy). Ponieważ tetraetyloołów jest dodatkiem toksycznym, stosuje się minimalną ilość potrzebną do doprowadzenia paliwa do wymaganej liczby oktanowej; rzeczywiste stężenia są często niższe niż dopuszczalne maksimum. Historycznie rzecz biorąc, wiele opracowanych po II wojnie światowej, 4- i 6-cylindrowych tłokowych silników lotniczych o małej mocy było projektowanych na paliwo ołowiowe; dla większości z tych silników nie opracowano jeszcze i nie certyfikowano odpowiedniego zastępczego paliwa bezołowiowego. Niektóre samoloty z silnikami tłokowymi nadal wymagają paliw ołowiowych, ale niektóre nie, a niektóre mogą spalać benzynę bezołowiową, jeśli zastosuje się specjalny dodatek do oleju.

Lycoming udostępnia listę silników i paliw, które są z nimi kompatybilne. Zgodnie z ich tabelą z sierpnia 2017 r., wiele ich silników jest kompatybilnych z paliwem bezołowiowym. Jednak wszystkie ich silniki wymagają stosowania dodatku do oleju, gdy stosuje się paliwo bezołowiowe: „W przypadku stosowania paliw bezołowiowych określonych w Tabeli 1, dodatek do oleju Lycoming P/N LW-16702 lub równoważny produkt końcowy, taki jak Aeroshell 15W- 50, należy użyć." Lycoming zauważa również, że liczba oktanowa stosowanego paliwa musi również spełniać wymagania określone w specyfikacji paliwa, w przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia silnika z powodu detonacji.

Tymczasem Teledyne Continental Motors wskazuje (w dokumencie X30548R3 ostatnio zaktualizowanym w 2008 r.), że w ich silnikach wymagany jest ołowiowy gaz o średniej zawartości substancji czynnych: „Obecne silniki lotnicze zawierają elementy przekładni zaworowych, które są zaprojektowane tak, aby były kompatybilne z paliwami ołowiowymi ASTM D910. ołów działa jak smar, pokrywając obszary styku między zaworem, prowadnicą i gniazdem.Zastosowanie bezołowiowych paliw samochodowych w silnikach zaprojektowanych na paliwo ołowiowe może powodować nadmierne zużycie gniazda zaworu wydechowego z powodu braku ołowiu i pogorszenie wydajności cylindra do niedopuszczalne poziomy w mniej niż 10 godzin."

Konsumpcja

Roczne zużycie paliwa gazowego w Stanach Zjednoczonych wyniosło w 2008 r. 186 milionów galonów (700 000 m ³ ) i stanowiło około 0,14% zużycia benzyny silnikowej. Od 1983 do 2008 r. zużycie średnioaktywnego gazu w USA stale spadało o około 7,5 miliona galonów amerykańskich (28 000 m ³ ) każdego roku.

W Europie avgas pozostaje najpopularniejszym paliwem do silników tłokowych. Jednak ceny są tak wysokie, że podjęto próby przestawienia się na olej napędowy , który jest łatwiej dostępny, tańszy i ma zalety w lotnictwie.

Klas

Wiele gatunków avgas jest identyfikowanych za pomocą dwóch liczb związanych z jego Motor Octane Number (MON) . Pierwsza liczba wskazuje liczbę oktanową badanego paliwa zgodnie ze standardami „ air aviation lean ”, która jest zbliżona do wskaźnika przeciwstukowego lub „oceny pompy” przyznawanej benzynie samochodowej w USA. Druga liczba wskazuje liczbę oktanową testowanego paliwa zgodnie ze standardem „ lotniczym bogatym ”, który próbuje symulować stan doładowania z bogatą mieszanką, podwyższonymi temperaturami i wysokim ciśnieniem w kolektorze. Na przykład 100/130 avgas ma liczbę oktanową 100 przy ustawieniach ubogich zwykle używanych podczas rejsu i 130 przy bogatych ustawieniach używanych do startu i innych warunków pełnej mocy.

Dodatki takie jak TEL pomagają kontrolować detonację i zapewniają smarowanie. Jeden gram TEL zawiera 640,6 miligramów ołowiu .

100LL (niebieski)

Pobieranie próbki paliwa ze drenażu podskrzydłowego za pomocą próbnika paliwa GATS Jar. Niebieski barwnik wskazuje, że to paliwo ma 100LL.

100LL (wymawiane „sto niskiej zawartości ołowiu”) może zawierać maksymalnie połowę wartości TEL dozwolonej w benzynie samochodowej 100/130 (zielony) i ołowiowej benzynie premium sprzed 1975 r.

Niektóre z silników lotniczych o mniejszej mocy (100-150 koni mechanicznych lub 75-112 kilowatów), które zostały opracowane pod koniec lat 90., są zaprojektowane do pracy na paliwie bezołowiowym i na 100LL, czego przykładem jest Rotax 912 .

Benzyna samochodowa

EAA Cessna 150 używana do amerykańskiej certyfikacji paliw samochodowych STC

Benzyna samochodowa  – znana wśród lotników jako mogas lub autogaz – niezawierająca etanolu może być stosowana w certyfikowanych samolotach posiadających uzupełniający certyfikat typu dla benzyny samochodowej, a także w samolotach doświadczalnych i ultralekkich . Niektóre natleniacze inne niż etanol są zatwierdzone, ale te STC zabraniają benzyn z dodatkiem etanolu. Benzyna uszlachetniona etanolem jest podatna na rozdział faz, co jest bardzo możliwe ze względu na zmiany wysokości/temperatury, którym poddawane są lekkie samoloty podczas zwykłego lotu. Paliwo nasycone etanolem może zalać układ paliwowy wodą, co może spowodować awarię silnika podczas lotu. Dodatkowo, paliwo z rozdziałem faz może pozostawić pozostałe części, które nie spełniają wymagań liczby oktanowej z powodu utraty etanolu w procesie absorpcji wody. Co więcej, etanol może atakować materiały w konstrukcji samolotów, które są starsze niż paliwa „gasahol”. Większość z tych samolotów ma silniki niskoprężne , które pierwotnie certyfikowane były do ​​pracy na gazie 80/87 i wymagają jedynie „zwykłej” benzyny samochodowej o indeksie przeciwstukowym 87 . Przykładami są popularna Cessna 172 Skyhawk czy Piper Cherokee z wariantem Lycoming O-320 o mocy 150 KM (110 kW) .

Niektóre silniki lotnicze były pierwotnie certyfikowane przy użyciu gazu 91/96 avgas i mają dostępne STC do napędzania benzyny samochodowej „premium” 91 o indeksie przeciwstukowym (AKI). Przykładami są niektóre Cherokee z 160-konnym (120 kW) Lycoming O-320 lub 180-konnym (130 kW) O-360 lub Cessna 152 z O-235 . Ocena AKI typowego paliwa samochodowego może nie odpowiadać bezpośrednio gazowi średniemu 91/96 używanemu do certyfikacji silników, ponieważ pompy samochodowe w USA używają tak zwanego systemu uśrednionej liczby oktanowej pojazdu silnikowego „(R + M)/2” jako zamieszczone na pompach stacji benzynowych. Czułość wynosi w przybliżeniu 8–10 punktów, co oznacza, że ​​paliwo 91 AKI może mieć MON zaledwie 86. Rozległy proces testowania wymagany do uzyskania STC dla kombinacji silnik/płatowiec pomaga zapewnić, że dla tych kwalifikujących się statków powietrznych paliwo 91 AKI zapewnia wystarczający margines detonacji w normalnych warunkach.

Benzyna samochodowa nie jest w pełni opłacalnym zamiennikiem paliwa gazowego w wielu samolotach, ponieważ wiele wysokowydajnych i/lub turbodoładowanych silników lotniczych wymaga paliwa o liczbie oktanowej 100 i konieczne są modyfikacje w celu zastosowania paliwa o niższej liczbie oktanowej.

Wiele silników lotniczych lotnictwa ogólnego zostało zaprojektowanych do pracy na 80/87 oktanach, mniej więcej jako standard (tylko jako paliwo bezołowiowe, z klasą 87-oktanową „{R+M}/2” ) dla dzisiejszych samochodów północnoamerykańskich. Bezpośrednie konwersje na paliwo samochodowe są dość powszechne, dzięki dodatkowemu certyfikatowi typu (STC). Jednak stopy stosowane do budowy silników lotniczych są wybierane ze względu na ich trwałość i synergiczny związek z właściwościami ochronnymi ołowiu, a zużycie silnika w zaworach jest potencjalnym problemem podczas konwersji benzyn samochodowych.

Na szczęście znacząca historia silników przerabianych na mogas pokazała, że ​​bardzo niewiele problemów z silnikiem powoduje benzyna samochodowa. Większy problem wynika z wyższego i szerszego zakresu dopuszczalnych ciśnień par występujących w benzynie samochodowej; może to stanowić pewne ryzyko dla użytkowników lotnictwa, jeśli nie uwzględni się kwestii projektowych układu paliwowego. Benzyna samochodowa może parować w przewodach paliwowych, powodując blokadę oparów (pęcherzyk w przewodzie) lub kawitację pompy paliwowej, a tym samym głodzić silnik paliwa. Nie stanowi to przeszkody nie do pokonania, a jedynie wymaga sprawdzenia układu paliwowego, zapewnienia odpowiedniej ochrony przed wysokimi temperaturami oraz utrzymania odpowiedniego ciśnienia w przewodach paliwowych. Jest to główny powód, dla którego zarówno konkretny model silnika, jak i samolot, w którym jest zainstalowany, muszą być dodatkowo certyfikowane do konwersji. Dobrym tego przykładem jest Piper Cherokee z wysokoprężnymi silnikami o mocy 160 lub 180 KM (120 lub 130 kW). Dopiero późniejsze wersje płatowca z różnymi układami osłony silnika i układu wydechowego mają zastosowanie do STC paliwa samochodowego, a nawet wtedy wymagają modyfikacji układu paliwowego.

Blokada parowania występuje zwykle w układach paliwowych, w których napędzana mechanicznie pompa paliwowa zamontowana na silniku pobiera paliwo ze zbiornika zamontowanego niżej niż pompa. Obniżone ciśnienie w przewodzie może spowodować, że bardziej lotne składniki benzyny samochodowej zamienią się w parę, tworząc pęcherzyki w przewodzie paliwowym i przerywając przepływ paliwa. Jeśli w zbiorniku paliwa zamontowana jest elektryczna pompa wspomagająca w celu wypychania paliwa w kierunku silnika, co jest powszechną praktyką w samochodach z wtryskiem paliwa, ciśnienie paliwa w przewodach jest utrzymywane powyżej ciśnienia otoczenia, zapobiegając tworzeniu się pęcherzyków. Podobnie, jeśli zbiornik paliwa jest zamontowany nad silnikiem, a paliwo płynie głównie z powodu grawitacji, jak w samolocie górnopłatowym, nie może dojść do korka oparów, przy użyciu paliw lotniczych lub samochodowych. Silniki z wtryskiem paliwa w samochodach zwykle mają również linię „powrotu paliwa”, która przesyła niewykorzystane paliwo z powrotem do zbiornika, co ma tę zaletę, że wyrównuje temperaturę paliwa w całym układzie, dodatkowo zmniejszając ryzyko powstania korka oparów.

Oprócz potencjału blokowania par, benzyna samochodowa nie ma takiej samej jakości śledzenia jak benzyna lotnicza. Aby pomóc rozwiązać ten problem, opracowano specyfikację paliwa lotniczego znanego jako 82UL, zasadniczo jako benzyny samochodowej z dodatkowym śledzeniem jakości i ograniczeniami dopuszczalnych dodatków. Paliwo to nie jest obecnie produkowane i żadne rafinerie nie zobowiązały się do jego produkcji.

Gasohol

Rotax dopuszcza do 10% etanolu (podobnie jak paliwo E10 do samochodów) w paliwie do silników Rotax 912 . Lekkie samoloty sportowe, które są określone przez producenta, aby tolerować alkohol w układzie paliwowym, mogą używać do 10% etanolu.

Barwniki paliwowe

Barwniki paliwowe pomagają załodze naziemnej i pilotom w identyfikacji i rozróżnianiu gatunków paliwa, a większość z nich jest określona przez ASTM D910 lub inne normy. W niektórych krajach wymagane są barwniki do paliwa.

Wycofanie ołowiowej benzyny lotniczej

Wycofanie 100LL zostało nazwane „jednym z najbardziej palących problemów współczesnego GA”, ponieważ 70% paliwa lotniczego 100LL jest wykorzystywane przez 30% samolotów we flocie lotnictwa ogólnego, które nie mogą korzystać z żadnej z istniejących alternatyw.

W lutym 2008 Teledyne Continental Motors (TCM) ogłosiła, że ​​firma jest bardzo zaniepokojona przyszłą dostępnością 100LL iw rezultacie opracuje linię silników diesla . W wywiadzie z lutego 2008 r. prezes TCM Rhett Ross wyraził przekonanie, że przemysł lotniczy zostanie „zmuszony” do używania 100LL w najbliższej przyszłości, pozostawiając paliwo samochodowe i paliwo do silników odrzutowych jako jedyne alternatywy. W maju 2010 roku firma TCM ogłosiła, że ​​uzyskała licencję na rozwój silnika wysokoprężnego SMA SR305 .

W listopadzie 2008 r. prezes National Air Transportation Association Jim Coyne wskazał, że wpływ lotnictwa na środowisko będzie poważnym problemem w ciągu najbliższych kilku lat i spowoduje stopniowe wycofywanie 100LL ze względu na zawartość ołowiu.

Do maja 2012 r. amerykańska Federalna Administracja Lotnictwa (FAA Komisja ds. Przemiany Bezołowiowej Avgas) opracowała wspólnie z przemysłem plan zastąpienia ołowiowego avgas bezołowiową alternatywą w ciągu 11 lat. Biorąc pod uwagę postępy poczynione już w przypadku 100SF i G100UL, czas wymiany może być krótszy niż oszacowany na 2023 rok. Każde paliwo kandydujące musi spełniać listę kontrolną zawierającą 12 parametrów specyfikacji paliwa oraz 4 parametry dystrybucji i przechowywania. FAA zażądała maksymalnej kwoty 60 mln USD na sfinansowanie administracji wymiany waluty. W lipcu 2014 r. dziewięć firm i konsorcjów złożyło do Piston Aviation Fuels Initiative (PAFI) propozycje oceny paliw bez tetraetyloołowiu. Faza pierwsza testów jest przeprowadzana w Centrum Technicznym Williama J. Hughesa w celu wymiany zatwierdzonej przez FAA do 2018 roku.

W lipcu 2021 r. pierwszy gaz bezołowiowy, G100UL firmy GAMI , został zatwierdzony przez Federalną Administrację Lotnictwa poprzez uzupełniający certyfikat typu .

Nowe gatunki paliw bezołowiowych

93UL (bezetanolowa benzyna samochodowa 93AKI)

Firma Airworthy AutoGas przetestowała w 2013 roku bezetanolowy gaz samochodowy premium o współczynniku przeciwstukowym 93 (AKI) na Lycoming O-360-A4M. Paliwo jest certyfikowane zgodnie z Lycoming Service Instruction 1070 i ASTM D4814.

UL94 (dawniej 94UL)

Bezołowiowe paliwo oktanowe 94 ( UL94 ) to zasadniczo 100 litrów bez ołowiu. W marcu 2009 Teledyne Continental Motors (TCM) ogłosiła, że ​​przetestowała paliwo 94UL, które może być najlepszym zamiennikiem 100LL. Ten 94UL spełnia specyfikację avgas, w tym prężność pary, ale nie został w pełni przetestowany pod kątem właściwości detonacyjnych we wszystkich silnikach Continental lub we wszystkich warunkach. Testy w locie przeprowadzono na IO-550-B napędzającym Beechcraft Bonanza, a testy naziemne na silnikach Continental O-200 , 240 , O-470 i O-520 . W maju 2010 r. TCM wskazał, że pomimo sceptycyzmu branży, kontynuują procedurę 94UL i że certyfikacja jest oczekiwana w połowie 2013 r.

W czerwcu 2010 roku Lycoming Engines zgłosił sprzeciw wobec 94UL. Dyrektor generalny firmy, Michael Kraft, stwierdził, że właściciele samolotów nie zdają sobie sprawy z tego, jak bardzo wydajność zostałaby stracona w przypadku 94UL i określił decyzję o dążeniu do 94UL jako pomyłkę, która może kosztować przemysł lotniczy miliardy strat w biznesie. Lycoming uważa, że ​​branża powinna zamiast tego dążyć do 100UL. Stanowisko Lycoming wspierają kluby lotnicze reprezentujące właścicieli samolotów, które nie byłyby w stanie jeździć na paliwie o niższej liczbie oktanowej. W czerwcu 2010 r. kluby, takie jak American Bonanza Society, Malibu Mirage Owners and Pilots Association oraz Cirrus Owners and Pilots Association wspólnie utworzyły Clean 100 Octane Coalition, aby reprezentować je w tej sprawie i dążyć do bezołowiowej 100-oktanowej benzyny.

W listopadzie 2015 r. UL94 został dodany jako drugorzędny gatunek bezołowiowej benzyny lotniczej do ASTM D7547, który jest specyfikacją regulującą UL91 bezołowiową benzynę średnią. UL91 jest obecnie sprzedawany w Europie. UL94 spełnia wszystkie te same ograniczenia właściwości specyfikacji, co 100LL, z wyjątkiem niższej motorycznej liczby oktanowej (minimum 94,0 dla UL94 w porównaniu do minimum 99,6 dla 100LL) i obniżonej maksymalnej zawartości ołowiu. UL94 jest paliwem bezołowiowym, ale tak jak w przypadku wszystkich specyfikacji ASTM International dotyczących benzyny bezołowiowej, dopuszczalna jest minimalna ilość nieumyślnie dodanego ołowiu.

Od maja 2016 roku UL94, obecnie produkt firmy Swift Fuels, jest dostępny w sprzedaży na kilkudziesięciu lotniskach w USA. Swift Fuels ma umowę na dystrybucję w Europie.

UL94 nie jest przeznaczony do pełnego zamiennika 100LL, ale raczej ma być zamiennikiem typu drop-in dla samolotów z silnikami o niższej liczbie oktanowej, takich jak te, które są zatwierdzone do pracy na gazie klasy 80 (lub niższym), UL91 lub mogas. Szacuje się, że do 65% floty obecnych samolotów z silnikami tłokowymi lotnictwa ogólnego może operować na UL94 bez modyfikacji silnika lub płatowca. Niektóre samoloty wymagają jednak zakupu uzupełniającego certyfikatu typu (STC) zatwierdzonego przez FAA, aby umożliwić eksploatację na UL94.

UL94 ma minimalną silnikową liczbę oktanową (MON, która jest liczbą oktanową stosowaną do klasyfikacji benzyn lotniczych) wynoszącą 94,0. 100LL ma minimalną wartość MON wynoszącą 99,6.

AKI to liczba oktanowa stosowana do klasyfikacji wszystkich amerykańskich benzyn samochodowych (typowe wartości na pompie mogą obejmować 87, 89, 91 i 93), a także paliwa 93UL firmy Airworthy AutoGas.

Minimalna wartość AKI UL94, sprzedawana przez Swift Fuels, wynosi 98,0.

Równolegle z dodaniem UL94 do ASTM D7547, FAA opublikowała Specjalny Biuletyn Informacyjny Zdatności do Lotu (SAIB) HQ-16-05, w którym stwierdza, że ​​„UL94 spełnia ograniczenia eksploatacyjne lub samoloty i silniki zatwierdzone do pracy z gazem klasy UL91 avgas”, co oznacza, że "Średni gaz klasy UL94, który spełnia specyfikację D7547, jest dopuszczalny do stosowania w tych samolotach i silnikach, które są zatwierdzone do pracy z... gazem klasy średniej UL91, który spełnia specyfikację D7547." W sierpniu 2016 r. FAA zrewidowała SAIB HQ-16-05, wprowadzając podobne sformułowania dotyczące dopuszczalności stosowania UL94 w samolotach i silnikach, które są zatwierdzone do pracy z gazem o minimalnej liczbie oktanowej silnika 80 lub niższej, w tym w klasie 80/ 87.

Publikacja SAIB, zwłaszcza wersja z sierpnia 2016 r., wyeliminowała potrzebę sprzedaży wielu STC UL94 przez Swift Fuels, ponieważ większość samolotów z Listy Zatwierdzonych Modeli STC posiada certyfikat typu na użycie 80-oktanowych lub niższych śr.

6 kwietnia 2017 r. Lycoming Engines opublikował Instrukcję Serwisową 1070V, która dodaje UL94 jako zatwierdzony gatunek paliwa dla kilkudziesięciu modeli silników, z których 60% to silniki gaźnikowe. Silniki o pojemności skokowej 235, 320, 360 i 540 cali sześciennych stanowią prawie 90% modeli z homologacją UL94.

UL102 (dawniej 100SF Swift Fuel)

Demonstrator Cessna 150M Swift Fuel na Uniwersytecie Purdue

Firma Swift Fuels, LLC uzyskała zgodę na produkcję paliwa do testów w swoim zakładzie pilotażowym w stanie Indiana. Składające się z około 85% mezytylenu i 15% izopentanu , paliwo jest podobno zaplanowane do szeroko zakrojonych testów przez FAA w celu uzyskania certyfikatu zgodnie z nową wytyczną ASTM D7719 dla bezołowiowych paliw zastępczych 100LL. Firma docelowo zamierza produkować paliwo z odnawialnych surowców biomasy i zamierza wyprodukować coś konkurencyjnego cenowo w stosunku do 100LL i obecnie dostępnych paliw alternatywnych. Swift Fuels sugeruje, że paliwo, wcześniej określane jako 100SF, będzie dostępne dla „wysoko wydajnych samolotów z napędem tłokowym” przed 2020 r.

John i Mary-Louise Rusek założyli Swift Enterprises w 2001 roku, aby rozwijać odnawialne paliwa i wodorowe ogniwa paliwowe. Zaczęli testować „Swift 142” w 2006 roku i opatentowali kilka alternatyw dla paliw bezalkoholowych, które można uzyskać z fermentacji biomasy. W ciągu następnych kilku lat firma starała się zbudować zakład pilotażowy, aby wyprodukować wystarczającą ilość paliwa do testów na większą skalę i przedłożyła paliwo do testów FAA.

W 2008 r. artykuł pisarza technologii i entuzjasty lotnictwa Roberta X. Cringely zwrócił uwagę opinii publicznej na paliwo, podobnie jak przelot Swift-Fueled przez Dave'a Hirschmana z AOPA . Twierdzenia Swift Enterprises, że paliwo można by ostatecznie wyprodukować znacznie taniej niż 100LL, były przedmiotem dyskusji w prasie lotniczej.

FAA stwierdziła, że ​​Swift Fuel ma silnikową liczbę oktanową 104,4, 96,3% energii na jednostkę masy i 113% energii na jednostkę objętości jako 100 LL i spełnia większość normy ASTM D910 dla ołowiowego paliwa lotniczego . Po testach w dwóch silnikach Lycoming, FAA stwierdziła, że ​​działa lepiej niż 100 LL w testach detonacyjnych i zapewni oszczędność paliwa o 8% na jednostkę objętości, chociaż waży 1 funt na galon amerykański (120 g/l) więcej niż 100 LL. Testy GC – FID wykazały, że paliwo składa się głównie z dwóch składników — jednego około 85% wagowo, a drugiego około 14% wagowo. Wkrótce potem AVweb poinformował, że Continental rozpoczął proces certyfikacji kilku swoich silników na nowe paliwo.

Od 2009 do 2011 roku 100SF został zatwierdzony przez ASTM International jako paliwo testowe , co pozwoliło firmie przeprowadzić testy certyfikacyjne. pomyślnie przetestowany przez FAA, przetestowany przez Purdue University i zatwierdzony zgodnie ze specyfikacją ASTM D7719 dla wysokooktanowej klasy UL102, co pozwala firmie na bardziej ekonomiczne testowanie w samolotach nieeksperymentalnych.

W 2012 roku utworzono Swift Fuels LLC, aby wnieść doświadczenie w branży naftowej i gazowniczej, zwiększyć produkcję i wprowadzić paliwo na rynek. Do listopada 2013 roku firma zbudowała swój zakład pilotażowy i uzyskała zgodę na produkcję w nim paliwa. Jej najnowszy patent, zatwierdzony w 2013 r., opisuje sposoby wytwarzania paliwa z biomasy fermentującej.

FAA zaplanowało UL102 na 2 lata testów fazy 2 w ramach swojej inicjatywy PAFI, począwszy od lata 2016 roku.

G100UL

W lutym 2010 r. General Aviation Modifications Inc. (GAMI) ogłosiło, że jest w trakcie opracowywania zamiennika 100LL, który ma nosić nazwę G100UL („bezołowiowa”). Paliwo to jest wytwarzane przez blending istniejących produktów rafineryjnych i daje marże detonacji porównywalne do 100LL. Nowe paliwo ma nieco większą gęstość niż 100 litrów, ale ma o 3,5% wyższą wydajność termodynamiczną. G100UL jest kompatybilny z 100LL i może być mieszany z nim w zbiornikach samolotów do użytku. Ekonomika produkcji nowego paliwa nie została potwierdzona, ale przewiduje się, że będzie kosztować co najmniej 100 litrów.

W demonstracjach przeprowadzonych w lipcu 2010 r. G100UL spisał się lepiej niż 100LL, który po prostu spełnia minimalną specyfikację i działał równie dobrze jak przeciętna produkcja 100LL.

Bezołowiowa G100UL GAMI została zatwierdzona przez Federalną Administrację Lotnictwa przez wydanie uzupełniającego certyfikatu typu w AirVenture w lipcu 2021 r. STC początkowo ma zastosowanie tylko do modeli Cessna 172 z silnikami Lycoming , ale planuje się, że typy samolotów zostaną szybko rozszerzony. Firma wskazała, że ​​oczekuje się, że koszt detaliczny wyniesie 0,60-0,85 USD za galon amerykański powyżej 100LL.

100-oktanowe paliwo bezołowiowe Shell

W grudniu 2013 roku firma Shell Oil ogłosiła, że ​​opracowała 100-oktanowe paliwo bezołowiowe i przekaże je do testów FAA z oczekiwaną certyfikacją w ciągu dwóch do trzech lat. Paliwo na bazie alkilatów z pakietem dodatków aromatycznych. Nie opublikowano jeszcze żadnych informacji dotyczących jego wydajności, produkcyjności ani ceny. Analitycy branżowi wskazali, że prawdopodobnie będzie kosztować tyle samo lub więcej niż istniejące 100LL.

Regulacja środowiskowa

TEL znalezione w ołowianych avgas i produktach jego spalania są silnymi neurotoksynami , które, jak wykazano w badaniach naukowych, zakłócają rozwój mózgu u dzieci. Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) zauważył, że narażenie na nawet bardzo niskie poziomy skażenia ołowiem została jednoznacznie powiązana z utratą IQ w testach czynnościowych mózgu dziecka, zapewniając tym samym wysoki stopień motywacji do wyeliminowania ołowiu i jego związków z środowisko.

Podczas gdy stężenie ołowiu w powietrzu spadło, badania naukowe wykazały, że znacznie niższy poziom narażenia na ołów niż wcześniej sądzono, szkodzi rozwojowi neurologicznemu dzieci. Ekspozycja na niski poziom ołowiu została wyraźnie powiązana z utratą IQ w testach wydajności. Nawet przeciętny spadek IQ wynoszący 1–2 punkty u dzieci ma znaczący wpływ na cały naród, ponieważ spowodowałby wzrost liczby dzieci zaklasyfikowanych jako upośledzone umysłowo, a także proporcjonalny spadek liczby dzieci uznanych za „ utalentowany".

16 listopada 2007 r. grupa ekologiczna Friends of the Earth złożyła formalną petycję do EPA, prosząc ją o uregulowanie avgas ołowiu. EPA odpowiedziała zawiadomieniem o petycji do tworzenia przepisów.

W zawiadomieniu o petycji stwierdzono:

Friends of the Earth złożyli petycję do EPA, prosząc EPA o stwierdzenie, zgodnie z sekcją 231 ustawy o czystym powietrzu, że emisje wiodące z samolotów lotnictwa ogólnego powodują lub przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza, które można racjonalnie oczekiwać, że zagraża zdrowiu lub dobrostanowi publicznemu oraz że EPA proponuje normy emisji ołowiu z samolotów lotnictwa ogólnego. Alternatywnie, Friends of the Earth prosi EPA o rozpoczęcie badania i dochodzenia w sprawie wpływu emisji ołowiu z samolotów lotnictwa ogólnego na zdrowie i środowisko, jeśli EPA uważa, że ​​istnieją niewystarczające informacje, aby dokonać takiego ustalenia. Petycja złożona przez Friends of the Earth wyjaśnia ich pogląd, że emisje ołowiu z samolotów lotnictwa ogólnego zagrażają zdrowiu i dobrobytowi publicznemu, co nakłada na EPA obowiązek zaproponowania standardów emisji.

Okres publicznego komentowania tej petycji zakończył się 17 marca 2008 r.

Zgodnie z nakazem sądu federalnego ustanawiającym nowy standard do 15 października 2008 r., EPA obniżyła dopuszczalne limity dla ołowiu atmosferycznego z poprzedniej normy 1,5 µg/m ³ do 0,15 µg/m ³ . Była to pierwsza zmiana standardu od 1978 roku i stanowi zmniejszenie rzędu wielkości w stosunku do poprzednich poziomów. Nowy standard wymaga, aby 16 000 pozostałych źródeł ołowiu w USA, które obejmują wytop ołowiu, paliwa lotnicze, instalacje wojskowe, górnictwo i hutnictwo metali, produkcję żelaza i stali, kotły przemysłowe i podgrzewacze procesowe, spalanie odpadów niebezpiecznych i produkcję baterii ich emisje do października 2011 r.

Własne badania EPA wykazały, że aby zapobiec mierzalnemu spadkowi IQ u dzieci uważanych za najbardziej podatne, norma musi być znacznie niższa, do 0,02 µg/m ³ . EPA zidentyfikowała avgas jako jedno z najbardziej „istotnych źródeł ołowiu”.

Podczas konsultacji publicznych EPA, które odbyły się w czerwcu 2008 r. w sprawie nowych standardów, Andy Cebula, wiceprezes wykonawczy ds. spraw rządowych Stowarzyszenia Właścicieli i Pilotów Samolotów , stwierdził, że lotnictwo ogólne odgrywa cenną rolę w gospodarce USA i wszelkich zmianach w standardach ołowiu które zmieniłyby obecny skład avgas, miałyby „bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo lotu i samą przyszłość lekkich samolotów w tym kraju”.

W grudniu 2008 r. AOPA złożyła formalne uwagi do nowych przepisów EPA. AOPA poprosiła EPA o rozliczenie kosztów i kwestii bezpieczeństwa związanych z usuwaniem ołowiu z avgas. Przytoczyli, że sektor lotniczy zatrudnia w Stanach Zjednoczonych ponad 1,3 miliona ludzi i ma bezpośrednie i pośrednie skutki gospodarcze, które „przekraczają 150 miliardów dolarów rocznie”. AOPA interpretuje nowe przepisy jako nie mające wpływu na lotnictwo ogólne, tak jak są obecnie napisane.

Publikacja w Federalnym Rejestrze USA wcześniejszego zawiadomienia o proponowanym tworzeniu przepisów przez amerykańską EPA miała miejsce w kwietniu 2010 r. EPA wskazała: „Działanie to będzie opisywać spis ołowiu związany ze stosowaniem ołowiu o średniej zawartości ołowiu, informacje o jakości powietrza i narażeniu, dodatkowe informacje Agencja zbiera dane dotyczące wpływu emisji ołowiu z samolotów z silnikiem tłokowym na jakość powietrza i poprosi o komentarze dotyczące tych informacji.

Pomimo zapewnień w mediach, że wiodący avgas zostanie wyeliminowany w USA najpóźniej do 2017 r., EPA potwierdziła w lipcu 2010 r., że nie ma daty wycofania i że jej ustalenie byłoby obowiązkiem FAA, ponieważ EPA nie ma uprawnień ponad śr. Administrator FAA stwierdził, że regulacja ołowiu w avgas jest obowiązkiem EPA, co skutkuje powszechną krytyką obu organizacji za wprowadzanie zamieszania i opóźnianie rozwiązań.

W kwietniu 2011 r. na Sun 'n Fun Pete Bunce, szef Stowarzyszenia Producentów Lotnictwa Ogólnego (GAMA) oraz Craig Fuller, prezes i dyrektor generalny Stowarzyszenia Właścicieli i Pilotów Samolotów , wskazali, że obaj są pewni, że ołowiane avgas nie będzie eliminowane do czasu, gdy pojawi się odpowiedni zamiennik. „Nie ma powodu, by sądzić, że 100 o niskiej zawartości ołowiu stanie się niedostępne w przewidywalnej przyszłości” – stwierdził Fuller.

Ostateczne wyniki badania modelowego przeprowadzonego przez EPA na lotnisku w Santa Monica wskazują na poziomy poza lotniskiem poniżej obecnych 150 ng/m ³ i możliwe przyszłe poziomy 20 ng/m ³ . Piętnaście z 17 portów lotniczych monitorowanych podczas rocznego badania w USA przez EPA ma emisje ołowiu znacznie poniżej obecnego Narodowego Standardu Jakości Powietrza (NAAQS) dla ołowiu.

Inne zastosowania

Avgas jest czasami używany w amatorskich samochodach wyścigowych, ponieważ jego liczba oktanowa jest wyższa niż benzyna samochodowa, co pozwala na pracę silników przy wyższych stopniach sprężania.

Zobacz też

• Względna emisja CO ₂ z różnych paliw

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• ASTM D910