the Future of General Aviation Fuels

Momenteel zijn de twee belangrijkste soorten brandstof die in de luchtvaart worden gebruikt Avgas 100LL en Jet A-1; Jet A-1 Voor turbinemotoren en Avgas voor zuigermotoren met vonkontsteking. Als u een general aviation pilot, degene die je waarschijnlijk meer bekend met Avgas en het is dit die we zullen concentreren op hier.

zoals u wellicht weet, bevat Avgas Tetra Ethyllood (TEL) – het additief dat in de Europese Unie om milieuredenen onlangs is verboden in brandstoffen voor voor de auto-industrie. Hoewel het totale brandstofvolume dat in de luchtvaart wordt gebruikt minder dan 0,5% bedraagt van het volume dat in de Europese automobielsector wordt gebruikt, is er aanzienlijke druk van Milieulobbyisten om TEL in Avgas te verwijderen of te vervangen en een loodvrije kwaliteit te produceren.

om te begrijpen wat er bij betrokken is, moeten we eerst kijken naar de voordelen van TEL. Zoals u misschien weet van de problemen met auto-brandstoffen, loodverbindingen van TEL vormen een beschermende laag op de klepzitting en voorkomt dat de zachte klepstoelen uit eroderen. Zonder TEL zullen kleine delen van een zachte metalen klepzitting fuseren met de klep en worden ‘geplukt’ van het gezicht van de zitting.

eenmaal bevestigd aan de klep vormen ze een schuurvlak dat de klepzitting verder beschadigt. Deze combinatie van acties is bekend als Valve Seat recessie (VSR) als de zitting van de klep is versleten en uitsparingen in de cilinderkop. De oplossingen hiervoor zijn het gebruik van een VSR additief of het aanbrengen van geharde klepstoelen die bestand zijn tegen deze actie.

VSR-additieven worden nu algemeen gebruikt in loodvervangende benzine op voordekken voor auto ‘ s, maar om verschillende redenen zijn ze nog niet goedgekeurd voor gebruik in vliegtuigmotoren. Dit betekent dat de enige huidige methode om te voorkomen dat Klepstoelrecessie optreedt voor vliegtuigmotoren die loodvrije brandstoffen gebruiken, het aanbrengen van geharde klepstoelen zou zijn. Dit is gebruikelijk in Nieuwe productie Avco Lycoming en Teledyne Continental motoren, maar sommige oudere motoren zouden moeten worden aangepast.

het andere grotere probleem met loodvrije brandstoffen is het octaangehalte.

octaangetal is een maat voor de weerstand van een brandstof tegen detonatie of” pinken”; hoe hoger het octaangetal, hoe meer het brandstof / luchtmengsel kan worden gecomprimeerd zonder dat detonatie plaatsvindt. Om dit duidelijk te maken, is het octaangetal geen maat voor de hoeveelheid energie in de brandstof, maar een maat voor de detonatieweerstand.

het voordeel of hogere octaanbrandstoffen is dat een hogere compressieverhouding of drukvulling kan worden gebruikt, wat vervolgens leidt tot een hoger rendement van de motorcyclus, wat op zijn beurt weer betekent dat er meer vermogen wordt afgegeven voor een bepaald brandstofverbranding. Echter, om dingen verder te verwarren, zijn er vier belangrijkste manieren om octaan rating te meten, RON, MON, Mager mengsel en rijke mengsel ratings.

Wegbrandstoffen worden meestal gemeten op een RON-schaal, waarbij loodvrije brandstoffen meestal 95-98 RON zijn, maar slechts 85-87 MON bedragen. Avgas wordt gemeten op Mager mengsel (vergelijkbaar met MON) maar heeft ook een rijke mengsel octaan classificatie.

het gehalte aan mager mengsel bedraagt 100 octaan (15 octaan hoger dan de vergelijkbare 85 MON voor loodvrije Moga ‘ s), maar Avgas heeft ook een gehalte aan rijk mengsel van 130, waardoor hogere drukdruk met een drukvulling zonder detonatie kan worden toegepast. Dit is vooral een probleem bij het gebruik van hoge vermogensinstellingen op lage hoogte, bijvoorbeeld tijdens het opstijgen.

zoals u kunt zien maakt TEL in Avgas een significant verschil voor het octaangehalte en zonder dat zou het octaangehalte terug dalen tot 80-85 Mager mengsel – het niveau voor wegbrandstoffen-in plaats van 100/130. Dit is geen probleem voor de meeste typische moderne normaal aangezogen motoren, omdat hun compressieverhoudingen zijn vrij bescheiden en detonatie zou geen probleem met 80 – 85 Mager mengsel octaan brandstof.

voor vliegtuigen met een motor met supercharge of turbo zou het gebruik van ongelode brandstoffen met een laag octaangehalte echter niet geschikt zijn. De enige manier om deze turbomotoren op de huidige loodvrije technologie brandstoffen te bedienen zou zijn om de boost druk van de supercharging aanzienlijk te verminderen en de motoren massaal te de-rate. Deze de-rating zou zo ernstig zijn dat veel van de motoren niet meer krachtig genoeg zouden zijn voor het vliegtuig in kwestie.

moderne loodvrije brandstoffen voor de luchtvaart worden momenteel ontwikkeld, zoals 82UL in de Verenigde Staten. Dit is een 82 octaan Mager mengsel rating brandstof en is goedgekeurd voor gebruik in moderne niet turbo Avco Lycomings motoren onder andere. Het is echter nog niet beschikbaar in Europa, maar ook niet iedereen kan het gebruiken – uw vliegtuigfabrikant moet een Wijzigingsdocument opstellen om het gebruik ervan goed te keuren.

sommige nieuwe Cessna ‘ s zijn goedgekeurd om 82UL te gebruiken, maar de meeste luchtvaartuigtypes hebben momenteel geen toestemming van de fabrikant. De potentiële hoeveelheid Avgas-zuigermotoren wereldwijd die deze klasse zou kunnen gebruiken, wordt geschat op ongeveer 60%, hoewel sommige van deze waarschijnlijk zou moeten brandstofsysteem wijzigingen voorafgaand aan de goedkeuring.

tot op heden zijn er geen additieven beschikbaar ter vervanging van TEL die het octaangehalte verhogen – de additieven die in loodvervangende brandstoffen voor auto ‘ s worden gebruikt, pakken alleen het probleem van de recessie van klepstoelen aan en hebben geen invloed op het octaangehalte van de brandstof. Als Avgas 100LL zou verdwijnen, zou de enige andere optie die momenteel beschikbaar is voor eigenaren met turbo-of supercharged motoren zijn dat de vliegtuigfabrikant een wijziging instelt om hun motor te vervangen door een turboprop-of dieselmotor.

Dit brengt ons op de andere recente vooruitgang in de Algemene luchtvaartmotoren; de ontwikkeling door verschillende motorfabrikanten van dieselmotortechnologie. Shell is betrokken bij alle grote potentiële fabrikanten van vliegtuigdieselmotoren en werkt nauw samen aan deze projecten. Deze motoren potentieel bieden een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van Avgas motoren.

ze leveren tot 30% minder brandstof op, gebruiken Jet A-1 in plaats van Avgas, en hebben het potentieel om te worden uitgerust met veel lichte vliegtuigen, ter vervanging van hun huidige avgas-motoren. Het nadeel zal zijn de kosten van de vervanging van de motor en wijziging van vliegtuigen en hoewel sommige toepassingen kunnen profiteren van deze technologie, dit zal niet een oplossing voor iedereen.

kortom, Luchtvaartmotoren vormen veel unieke uitdagingen voor de ontwikkeling van Avgas en als zodanig is er nog geen vaste datum om Avgas 100LL te vervangen, maar er kan weinig twijfel over bestaan dat uiteindelijk gelode Avgas uit het gebruik zal worden genomen. Dit lijkt echter niet waarschijnlijk totdat er geschikte volledig ontwikkelde alternatieven beschikbaar zijn; een situatie die waarschijnlijk nog enkele jaren in de toekomst zal zijn.