Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для небольших винтовых самолетов (частных и рейсовых само­летов местных авиалиний) в качестве топлива используется высоко­октановый бензин. Но большинство самолетов гражданской и воен­ной авиации являются реактивными и работают на соответствующем топливе различных сортов. Есть также самолеты, в которых исполь­зуется турбовинтовой двигатель[14].

Реактивные и турбовинтовые самолеты заправляются смесью вы­сокооктанового бензина и реактивного топлива[15].

ЧТО ТАКОЕ ТОПЛИВО ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ?

В большинстве видов реактивного топлива для реактивных дви­гателей в качестве основы используется керосин, выделяемый при переработке нефти наряду с бензином, дизельным топливом и други­ми нефтепродуктами. Керосин можно также получать из угля. Имен­но так и было в середине XVIII века, когда керосин применялся для газовых ламп, которыми обеспечивалось внутреннее и внешнее освещение до появления электрических ламп.

Керосин имеет различные области применения, не связанные с авиацией. В Японии он используется для отопления домов. На нем работают некоторые портативные печки для туристов и альпинистов. Керосин применяется в индустрии развлечений, так как он горит на открытом воздухе, выпуская эффектные языки пламени. Им можно воспользоваться в качестве растворителя. Керосином можно уничто­жать вшей, правда, он вызывает воспаление кожи. Керосин, который используется для особых целей, очищается лучше, чем тот, который берется в качестве основы для реактивного топлива. Он имеет специ­фический запах, подобный запаху дизельного топлива, который мо­жет вызвать у некоторых людей тошноту или головную боль.

Когда керосин очищается для использования в качестве топлива для реактивных двигателей, в нем снижается содержание серы, а так­же уменьшаются природные коррозийные свойства. Наиболее часто в Америке используется полученное из керосина топливо для реактив­ных двигателей марки JET А. Оно замерзает при температуре —40 °С (—40 °F) и имеет температуру самовозгорания примерно 425 °С (800 °F). Некоторые другие виды топлива для реактивных двигателей, особенно JET В, замерзают при более низких температурах, но они более летучи, поэтому используются только для полетов в высоких, или полярных, широтах, где температуры экстремально низкие.

В топливо для реактивных двигателей, получаемое из керосина, добавляются присадки, такие как антиоксиданты (чтобы топливо не стало слишком вязким)5; вещества, обеспечивающие нейтрали­зацию статического электричества (которое может вызвать искру и последующий пожар или взрыв); химические вещества, обеспечи­вающие понижение коррозийной активности чистого керосина; ве­щества, замедляющие образование льда, — ингибиторы оледенения

(чтобы предотвратить замерзание трубок, по которым поступает то­пливо), а также тетраэтилсвинец — антидетонационная присадка, которая ранее вводилась и в автомобильный бензин.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

На рисунке 6.3 иллюстрируется принцип работы реактивно­го двигателя[16]. Чертеж не стоит воспринимать буквально. Он зна­чительно упрощен, а пропорции не соблюдены, так что какие-то размеры значительно увеличены, а другие, наоборот, уменьшены, чтобы нагляднее показать взаимодействие между основными ком­понентами.

Воздух поступает в большое отверстие воздухозаборника и заса­сывается внутрь двигателя благодаря вращению лопаточного колеса компрессора. Сжатый компрессором воздух поступает в камеру сго­рания, туда же впрыскивается топливо, и смесь топлива с воздухом загорается. Сильное увеличение температуры вызывает экстремаль­ный подъем давления в камере, и горячие газы вырываются из вы-

ходного отверстия камеры сгорания с большой скоростью[17]. Турбина, вращаясь в этом газовом потоке, обеспечивает вращение лопаточного колеса компрессора (с которым турбина связана через центральный вал), но только после того, как двигатель начинает работать, а внача­ле компрессор требуется запустить от внешнего источника питания. В первых моделях реактивных двигателей питание компрессора обе­спечивалось за счет поршневого двигателя, подобного тому, который установлен в винтовых самолетах.

Выхлопные газы выбрасываются из двигателя через сопло в сто­рону, противоположную движению. Если скорость выхлопных газов выше, чем воздушная скорость всей конструкции (скорость движе­ния вперед в воздушном потоке), то возникает тяга.

Реактивные двигатели лучше всего работают на больших скоростях полета (более 640 км/ч), потому что в них малые объемы воздуха ускоряются с большим коэффициентом. На меньших скоростях дви­жения винтовые самолеты часто работают лучше, потому что они уско­ряют большие количества воздуха с маленьким коэффициентом. Для самолетов, летающих на малых скоростях, хорошо подходят и турбо­винтовые двигатели. Вот почему они заменяют винтовые двигатели на небольших и средних рейсовых самолетах местных авиалиний.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТРАДИЦИОННОГО ТОПЛИВА ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

У винтовых, турбовинтовых и реактивных двигателей в авиации есть лишь одно неоспоримое преимущество: сейчас им нет никаких альтернатив. Инженеры изучают возможность применения различ­ных альтернативных источников энергии, даже водородной и атом­ной энергии, для создания новых типов двигателей самолетов, но на сегодняшний день ни одна из исследуемых технологий не готова к тому, чтобы стать серийной.

НЕДОСТАТКИ ТРАДИЦИОННОГО ТОПЛИВА ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

• При сгорании авиационного топлива (даже при полном!) об­разуется С02.

• Авиационное топливо может быть пожароопасным при непра­вильном хранении.

ч/

• Бывали случаи, когда горючее авиационное топливо попадало в кабину самолета или протекало из топливных баков или тру­бок для подачи топлива и из-за этого возникали пожары или взрывы.

• Выбросы соединений серы, содержащихся в некоторых видах авиационного топлива, могут вызывать «кислотные дожди».

• Обычные авиационные двигатели шумят. В последние годы разработаны малошумящие реактивные двигатели, но если аэропорт расположен в черте города, шум все-таки будет соз­давать проблемы.

• Самолет с реактивным двигателем может оставлять за собой инверсионный (конденсационный) след, который способен по­влиять на естественную динамику верхних слоев атмосферы.

• Некоторые химические компоненты авиационного топлива уве­личивают риск возникновения онкологических заболеваний у человека и животных, если непосредственно воздействуют на них в течение определенного периода времени.

• Авиационное топливо получается путем переработки сырой нефти и, естественно, попадает в зависимость от всех рыноч­ных проблем, которые связаны с этим источником энергии.

• Запасы нефти и, соответственно, поставки обычного авиацион­ного топлива рано или поздно закончатся. Вопрос только в том, когда это произойдет.

Задача 6.3

Предположим, что наступил день, когда широкодоступный водо­род заменил природный газ для отопления домов, а также бензин или дизельное топливо для автомобилей, грузовиков, судов и тепло­возов. Будет ли он пригоден и в качестве авиационного топлива?

Решение 6.3

Да, но только если будет найден экономически эффективный и безопасный способ получения, транспортировки и хранения ис­пользуемого водородного топлива в нужных количествах.

Комментарии запрещены.