Исследование эффективности применения альтернативных авиатоплив в летательных аппаратах

Содержание

Обозначения и сокращения

Введение

Глава 1. Обзор. Перспективы и опыт применения альтернативных топлив из газа в авиации

1.1 Топлива, получаемые из природного газа

1.2 Топлива, получаемые из нефтяного газа

1.3 Системный подход к решению задачи выбора топлива для ЛА

Выводы к Г лаве

Глава 2. Результаты исследований авиационных альтернативных жидких топлив, синтезированных из газового сырья

2.1 Разработка опытных образцов синтетического жидкого топлива

и экспериментальные исследования их свойств

2.2 Оценка эффективности применения синтетических жидких топлив

на транспортных самолетах

В ыводы кГлаве

Глава 3. Разработка и исследование топлива АСКТ для газотурбинных двигателей и оценка эффективности его применения в транспортных самолетах

3.1 Выбор и оптимизация состава АСКТ в системе «самолет-двигатель-топливо»

3.2 Определение физико-химических свойств образцов топлива АСКТ.

3.3 .Исследование противоизносных свойств топлива АСКТ

3.4 Исследование совместимости топлива АСКТ с конструкционными

и уплотнительными материалами

3.4.1 Совместимость с металлами

3.4.2 Совместимость с уплотнительными материалами



3.5 Исследование характеристик горения АСКТ в камере сгорания

3.6 Расчет зависимостей максимальных полезных нагрузок от дальности

полета транспортного самолета на АСКТ

Выводы к Г лаве

Глава 4 Потенциальный (располагаемый) хладоресурс топлива

АСКТ и его применение в высокоскоростных летательных

аппаратах

4.1 Экспериментальная установка и методы исследований

4.2 Газообразование при термическом разложении АСКТ

4.3 Тепловые эффекты реакций и хладоресурс АСКТ

4.4 Кинетика газообразования при термическом разложении АСКТ

4.5 Оценка эффективности применения АСКТ в высокоскоростных ЛА..

Выводы к Г лаве

Выводы

Заключение

Библиографический список использованной литературы

Приложения



Обозначения и сокращения

ЛА летательный аппарат

СУ силовая установка

ГЛА гиперзвуковой летательный аппарат

АСКТ авиационное сконденсированное топливо

КС камера сгорания

СЖТ синтетическое жидкое топливо

спг сжиженный природный газ

г '-уд удельный расход топлива, [г/(с-Н)]

ш масса, [кг]

Т - температура, [К]

т время (контакта), [с]

ДНХИМ тепловой эффект реакции, [Дж/кг]

8р* фактор жесткости, [К-с0,06]

Р давление, [Па]

Ъ степень превращения топлива

К показатель противоизносных свойств, %



Рис. 1.6 Схема получения СЖТ из природного газа-разработка «ЮРД-Центра».

1.2. Топлива, получаемые из нефтяного газа.

Сжиженные углеводородные газы (пропан-бутановые фракции), получаемые из нефтяного газа и широко применяемые в автомобильном транспорте [3], также представляют интерес для использования в авиации. Комплексный анализ, выполненный в ЦИАМ, ЦАГИ и ВНИПИ-газпереработки в начале 80-х годов, показал, что оптимальным топливом, получаемым из нефтяного газа, является АСКТ - авиационное сконденсированное газовое топливо [17, 22]. Его можно получать из широкой фракции легких углеводородов, вырабатываемой в больших количествах из нефтяного и нефтезаводских газов на ГПЗ и НПЗ в разных районах страны, в т.ч. в Западной Сибири.

АСКТ - бесцветная, прозрачная жидкость - представляет собой смесь парафиновых углеводородов от пропана (С3) до гексана (с доминированием бутана) с небольшой примесью более тяжелых парафиновых углеводородов (вплоть до С!0) [23, 24]. В Технических Условиях на АСКТ (ТУ 39-1547-91) предусмотрено ограничение на содержание пропана - не более 7,2%, т.к. он в основном и определяет давление насыщенных паров в топливном баке при плюсовых температурах. Содержание других компонентов не регламентируется. Основным сырьем для получения АСКТ является