航空燃料とは何ですか?航空燃料の総合ガイド

 

航空輸送システムにおいて、航空燃料は航空機の正常な飛行を保証する中心的な動力源であり、その性能は飛行の安全性、効率、コストに直接関係します。自動車や船舶などの地上および水上の乗り物で使用される燃料と比較して、航空燃料には品質基準、組成特性、分類、用途の点で厳しい要件があり、航空産業チェーンにおいて不可欠な重要なリンクとなっています。

これは普通の燃料ではなく、高度に精製され、厳しく規制された特別な石油製品であり、その品質は飛行の安全性、運航効率、さらには環境の持続可能性に直接影響します。

航空燃料を包括的に理解するには、基本特性 (燃料が何であるか)、品質と安全性 (純度と信頼性を確保する方法)、サプライ チェーンと運用 (航空機にどのように届くか)、最先端のトレンド (将来どこへ向かうのか) という 4 つの主要な側面から体系的に紹介する必要があります。{0}この記事では、まず航空燃料の基本的な定義を紹介します。

 

 

航空燃料は航空機用に特別に設計された燃料の一種であり、複雑な高高度環境（低温、低圧）における航空機の安定した運航要件を満たす必要があります。{0}したがって、その品質基準は、暖房システム、自動車、船舶で使用される燃料の品質基準よりもはるかに高いです。その中心的な特性は、次の 2 つの側面に反映されています。

安全性への適応性: 特定の添加剤を追加することで、低温高地環境での燃料凍結のリスクが軽減され、同時に高温高圧による爆発の危険も回避され、燃料システムの微生物腐食も軽減されます。

高エネルギー密度: 航空機は重量に非常に敏感であるため、航空燃料は単位質量あたりの発熱量がより高い必要があります。航空ガソリンの場合は 1 ポンドあたり約 18,720 BTU (1 BTU ≈ 1055.056 ジュール)、航空灯油の場合は約 18,401 BTU であり、より少ない燃料重量で十分な出力を確保し、飛行を向上させます。耐久性。

 

航空機エンジンの種類の違いに基づいて、航空燃料は主に航空ガソリンと航空灯油の 2 つの主要なカテゴリに分類されます。この 2 つは、構成、パフォーマンス、アプリケーション シナリオにおいて大きく異なります。

(I) 航空ガソリン (AVGAS): レシプロエンジンに適合

航空ガソリンは、レシプロ エンジンを備えた航空機に特化した燃料であり、原理的には民間の自動車ガソリンと同様ですが、耐ノック性と組成管理についてはより厳しい要件があります。{0}}

主な特性: オクタン価によって等級分けされ、アンチノック特性が鍵となります-

オクタン価は、耐ノック性能を測定するための中心的な指標です。イソオクタンは最高の耐ノック特性（オクタン価 100 として定義）を備えていますが、ヘプタンはノッキングを起こしやすい（オクタン価 0 として定義）。-航空ガソリンのグレードはオクタン価を表します。たとえば、オクタン価 80- の航空ガソリンは、イソオクタン 80% とヘプタン 20% の混合物と同等の耐ノック性能を持っています。

「二重数値グレード」の初期の使用: 100/130 など。最初の数値は「希薄混合気条件下でのオクタン価」(100) を表し、2 番目の数字は「濃厚混合気条件下でのオクタン価」を表します。-

(130)。高オクタン価モデル（例: 100/130）は、スーパーチャージャー付きの高圧縮エンジンに適しています。-現在は「単一番号グレード」に簡略化されており、希薄混合物のオクタン価のみでマークされており、一般的なモデルは 80、100、および 100LL です。

100LL は環境に優しい主流のモデルです。オクタン価 100- と比較して鉛含有量が 50% 削減され、耐ノック性を確保しながら毒性と環境汚染が軽減され、今日のレシプロ エンジン航空機の主な選択肢となっています。

安全性の区別: 色による識別

航空ガソリンの異なるグレードの混合（エンジンの故障や壊滅的な結果にさえつながる可能性がある）を防ぐために、業界の規制では、地上職員による迅速な識別を容易にするために、異なる色に対応する異なるグレードの着色染料を燃料に添加することが義務付けられています。

 

(II) 航空灯油（JET FUEL）：ガスタービンエンジンに適合

「ジェット燃料」としても知られる航空灯油は、航空ガス タービン エンジン (民間旅客機や戦闘機などの主流の航空機) の中心燃料です。低揮発性、高引火点、良好な低温流動性を特徴としており、主に 2 つの主要なシリーズに分かれています。-民間と軍事。

 

軍用航空灯油: 軍用機の特別なニーズに適応

軍用モデルには「JP」(ジェット推進) という接頭辞が付けられ、軍用機の運用シナリオ (空母ベース、極超音速飛行など) に応じて性能がカスタマイズされています。一般的なモデルには次のものがあります。

JP-4: 組成は基本的にJET Bと同じで、かつて初期の軍用機で使用されていた低温適応性に重点を置いています。

JP-5: 低い凝固点、高い引火点、特に艦載機用に設計されています（高温多湿の海洋環境での安全上の危険を回避するため）-。

JP-8：JET A-1の軍用版で汎用性が高く、現在主流の軍用航空灯油。

JP-6/JP-7: 極超音速エンジン用にカスタマイズされ、高引火点特性が極度の高温環境に適応します - JP-6 は XB-70 の YJ93 エンジンで使用されています

爆撃機、JP-7 は偵察機「ブラックバード」SR-71 の J58 ターボジェット ラムジェット エンジンに使用されました。

 

 

 

化学分子式から見ると、航空灯油も一般灯油も炭化水素（分子式 CH3(CH2)nCH3、n=8～16) であり、組成の違いは極めて小さいです。一定の純度に達すると、組成だけで航空灯油であるかどうかを判断することさえ不可能です。両者の主な違いは、航空エンジンの要件を満たすことができるかどうかを直接決定する性能仕様にあります。

発熱量: 中国の基準では、航空用灯油の正味発熱量が 10,250 kcal/kg 以上であることが求められており、燃料の単位重量あたりの十分な出力が確保されています。通常の灯油にはそれほど高い発熱量は必要ありません。

密度: 航空灯油密度 0.775 g/cm3 以上。密度が高いということはエネルギー密度が高いことを意味し、輸送される燃料の量を減らすことができます。通常の灯油は通常、密度が低くなります。

低温性能: 航空灯油の凝固点 -55 度 ~-60 度以下。高度 10,000 メートルでも固化しないことを保証します。通常の灯油は凝固点が高く（通常は 0 度以上）、高地の低温には適応できません。

蒸留範囲: 航空灯油の蒸留範囲は正確に制御する必要があり (通常 180 ～ 310 度、必要に応じて調整可能)、エンジンの始動性能と燃焼完了に直接影響します。通常の灯油は蒸留範囲が広く、エンジンの動作条件に厳密に適応する必要がありません。

粘度: 航空灯油の 40 度での動粘度は 1.0 ～ 2.0mm²/s の間に制御する必要があります。粘度が高すぎると油滴が大きくなり不完全燃焼が発生する可能性があり、粘度が低すぎるとオイルミスト範囲が短くなり、エンジン内部の過熱が発生する可能性があります。通常の灯油には、そのような正確な粘度要件はありません。

これらの厳しい仕様を満たすために、航空ケロシンは「シングルパス部分変換プロセス」を採用しており、処理中に共ゲル触媒（充填量が多く、分子ふるいの含有量が低い）を使用して芳香族飽和容量を高めています。{{1}最終製品は、「高密度、高発煙点、高発熱量、低芳香族」という特性を示します。

 

 

航空燃料は、通常の燃料の「アップグレード版」ではなく、航空機のニーズに合わせて完全にカスタマイズされた特別な燃料です。分類の観点からは、航空ガソリンはレシプロエンジンに、航空灯油はガスタービンエンジンに適しています。性能の面では、発熱量、密度、低温特性、その他の指標を厳密に制御することで、高高度飛行の安全性を確保しています。{{0}{1}生産に関しては、特殊なプロセスと添加剤を通じて燃料の安定性を確保します。毎日の民間旅客機の通勤であれ、軍用機の特別任務であれ、航空燃料の品質と適応性は、航空輸送システムの効率的な運用を決定する中心的な要素です。