航空煤油是喷气式航空发动机所用燃料,也是如今绝大多数飞机特别是中大型飞机所用燃料。一般而言,小型轿车使用汽油,重型卡车用柴油,为什么喷气式飞机使用煤油呢?这可以从两方面进行分析,一方面是发动机的特性,另一方面是航空煤油的特性。
首先,喷气式飞机采用的是涡轮喷气式发动机。而用汽油的汽车发动机是点燃式的,用柴油的卡车发动机是压燃式的。涡轮喷气式发动机和汽油机、柴油机在工作原理和结构形式上有很大的差异,可以说是完全不同的两类内燃机。这种发动机不含气缸,燃料与高速气流混合后被点燃,一旦点燃就会在燃烧室持续燃烧。不像活塞发动机那样周期性地燃烧,也不像活塞发动机在密闭的缸内燃烧。在持续流动的高速气流中燃烧,燃烧速度需要超过气流速度,否则燃烧就会中断。
这种特殊的工作原理决定了其所用燃料的特殊性。喷气发动机的推力是借助燃料的热能转变为燃气的动能产生的,这个能量的转换过程是在高空飞行条件下实现的,所以对燃料的质量要求非常严格,以保证安全可靠。对喷气发动机燃料质量的主要要求为:良好的燃烧性能、适当的蒸发性、较高的热值和密度、良好的安定性、良好的低温性、无腐蚀性、良好的洁净性、较小的起电性、适当的润滑性。
其次,航空煤油本身的燃烧性能良好,其密度适宜、热值高、燃烧性能好,洁净度高、无机械杂质和水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小,对环境污染小。与汽油相比,航空煤油安全性更好。汽油的着火点低,若空气中存在适当浓度的汽油蒸气,只要存在静电电火花等极小的点火源,常温下自不必说,即使低于零度的气温下,也能简单地点火。与之相对,煤油的点火温度要高得多,蒸气温度若不高于37℃则不会点火。万一燃料撒落在飞机跑道上,只要路面温度比着火点低,即使存在点火源,也不会起火。并且,航空煤油具有更好的燃烧性能。喷气式发动机对燃料的继续性(不容易灭火)及发热量的要求更好。航空煤油比汽油具有更大的热值,能在任何情况下都能连续、平稳、迅速和完全燃烧,保证发动机在严寒中迅速启动,即使发动机在空中熄火也能迅速点燃。
综上所述,航空煤油作为最适合的燃料被广泛用于喷气式发动机。
(姚 旺)