В комментариях всплыли вопросы:
- чем отличаются авиационный и автомобильный бензины?
- можно ли летать на автомобильном бензине?
- и как отреагирует на это двигатель?
Ну что же... Это вопросы вполне достойны того, чтобы на них ответить. Сравним, например, авиационный бензин Б91/115 (не забывая про современный AVGAS100LL) и автомобильный АИ-95. Почему именно их? Да потому что именно ими обычно и заправляют столь любимый нами самолет Ан-2.
И начнем с главного. Есть авиационные двигатели. Есть предназначенные для них авиационные бензины. Зачем вообще вся эта нездоровая суета с автомобильным топливом? Ответ прост. Экономика. Авиационный бензин стоит в 2-3 раза дороже автомобильного. А за одну лётную смену в нашем аэроклубе мы могли сжечь от 300 (это в "тухлый" день, когда почти все сидят на земле) до 3000 литров бензина. Экономию сами сможете прикинуть? Она измеряется сотнями тысяч рублей за день. А ведь аэроклуб это не богадельня, ему нужно зарабатывать. Деньги нужны и на зарплаты сотрудникам, и на текущие нужды, и на развитие, в конце-концов. Кроме того, если автомобильный АИ-95 можно купить на любой заправке, то авиационный так просто не купишь. Его сначала найти надо. Потом заказать. Потом дождаться, когда его привезут… Нет, если его немного надо, литров 200 для маленькой Цессны, то это пороще. Но для Ан-2 эти 200 литров это так, тьфу, всего один час полета… Поэтому вот так. Смысл в переходе на автомобильный бензин, безусловно, есть.
Теперь к сути. Для начала разберемся с маркировкой бензинов.
Обозначение Б91/115 говорит нам о том, что перед нами авиационный бензин (Б) с октановым числом 91 по МОТОРНОМУ методу, сортностью 115.
Avgas 100 LL это авиационный бензин (Aviation gasoline – авиационный бензин) с октановым числом 100 по ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМУ методу c пониженным содержанием (относительно Б91/115, но обязательным его наличием в составе!) тетраэтилсвинца (LL - low lead - низкое содержание свинца).
А вот АИ-95 обозначает, что перед нами автомобильный бензин (А) с октановым числом 95 по ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМУ методу (И).
Что это вообще такое – октановое число? Напоминаю, если кто вдруг забыл, что октановое число это показатель способности бензина сопротивляться детонации, то есть выдерживать сжатие в цилиндрах при высоких температурах без взрывного горения. Октановое число 100 имеет топливо состоящее из чистого изооктана (внезапно – именно поэтому это число так и называется). Соответственно, чем выше октановое число бензина, тем выше его детонационная стойкость. Но вот беда - разница между октановым числом измеренным по моторному (если упростить до максимума - то испытание проводится на эталонном одноцилиндровом двигателе под нагрузкой) и исследовательскому методу (тот же двигатель, но работающий без нагрузки) может достигать 8-12 единиц! Конкретно для бензина АИ-95 октановое число по моторному методу должно быть не менее 85. То есть АИ-95 соответствовал бы по октановому числу условному бензину Б85 (такого бензина не существует!), а бензину Б91/115 примерно соответствует бензин АИ-98 или даже АИ-100. Далеко не самый распространенный и дешевый. А вовсе не АИ-95, который, строго говоря, аналогом Б91/115 по показателю детонационной стойкости как раз не является. Или… AVGAS 100LL, имеющий как раз октановое число 100 по исследовательскому методу. Вот так.
Но насколько нужно такое высокое октановое число, ведь степень сжатия авиационного двигателя обычно сильно ниже, чем у современного автомобильного? На самом деле, нужно, ведь склонность к детонации зависит не только от степени сжатия, но и от формы камеры сгорания, скорости движения поршня, температуры камеры сгорания (а авиационные двигатели, в отличие от автомобильных, как правило имеют воздушное охлаждение и температура головок цилиндров у них около 200°С, а не 90-110°С как в автомобильных), типа свечей, угла опережения зажигания, качества и состава (степень обогащенности) топливовоздушной смеси… В общем, становится понятно, что детонационная стойкость для авиационного двигателя, пожалуй, намного важнее чем для автомобильного.
А что такое сортность авиационного бензина? Это показатель мощности, развиваемой двигателем, работающем на данном бензине, относительно двигателя работающем на чистом изооктане, показатель сортности которого принято считать равным 100. То есть при работе на Б91/115 двигатель покажет на 15% большую мощность, чем при работе на эталонном изооктановом топливе.
Идем дальше. Если внимательно изучить нормативную документацию на бензины, то можно заметить, что основное отличие между авиационным и автомобильным бензинами заключается в их фракционном составе. Все остальное - следствие именно этого. Так вот, в автомобильном бензине доля ЛЁГКИХ фракций больше. Для авиабензина только 10% от объема перегоняется при температуре до 75°С, а вот для автомобильного бензина допускается до 50% при температуре 70-75°С. У данного факта есть как положительные, так и отрицательные стороны. Плюсом, несомненно, является то, что запуск двигателя на автомобильном бензине при низких температурах, происходит легче, вследствие его лучшей испаряемости. А обратная сторона этого же – склонность к детонации и образованию паровых пробок в топливной системе в жару. И если автомобильная топливная система (особенно современных инжекторных двигателях) склонности к образованию таких пробок не имеет, то вот в самолете это может быть неприятным фактором, приводящим (это в крайнем случае, конечно) даже к отказу двигателя.
С другой стороны, в авиабензине нет и ТЯЖЕЛЫХ фракций. По нормам, конец кипения авиабензина это 170°С (при этом 90% объема должны выкипеть уже при 135°С), а вот для автомобильного бензина это 210°С. Как следствие – авиабензин сгорает более равномерно и полно, что дает большую мощность и меньшее количество нагара.
Ну и последнее. В качестве антидетонационной присадки в авиационных бензинах используется тетраэтилсвинец, запрещенный для применения в автомобильном топливе. С одной стороны – да, это токсичное вещество, очень опасное для человека (в практике были случаи отравлений в том числе и со смертельным исходом), но в то же время… полезное для двигателя. Дело в том, что тетраэтилсвинец, во-первых, выступает в качестве смазки для деталей газораспределительного механизма (он смазывает стержни клапанов, снижая износ их направляющих), в во-вторых он дает очень стабильное октановое число, так как испаряется он только при 200°С, то есть при хранении качество бензина остается стабильным.
С теорией вроде разобрались, теперь перейдем к практике.
И для начала опять крохотный ликбез, а то вдруг кто не знает. Итак...
Взлетный режим работы двигателя, это режим, в котором он развивает максимально возможную мощность. Это самый напряженный режим и он всегда ограничен по времени, обычно это 5 минут. И это ограничение работает всегда, без учета прочих факторов - как бы хорошо двигатель себя не чувствовал, но через 5 минут пилот обязан уменьшить мощность. Для примера, АШ-62ИР на взлетном режиме развивает ровно 1000 лошадиных сил. Используется он только для взлета в тяжелых (жара, большой вес) условиях. Если есть возможность, благо это предусмотрено РЛЭ, то даже взлетать все обычно предпочитают на...
Номинальном режиме работы двигателя (или просто номинале). Это режим максимальной продолжительной мощности, то есть использование этого режима не ограничено по времени. Однако, могут вмешаться прочие (не временные) факторы. Например, в случае если система охлаждения не будет справляться, и температуры начнут приближаться к опасным значениям, то режим пилоту все-таки придется уменьшить.
Все тот же АШ-62ИР на этом режиме развивает уже не 1000, а всего лишь 820 лошадиных сил. Режим этот используется в наборе высоты или при выполнении пилотажа. В горизонтальном полете столько мощности не нужно, поэтому применяется...
Крейсерский режим. Несложно догадаться, что это режим работы двигателя, предназначенный для горизонтального полета куда-нибудь далеко. Здесь уже мощность настолько невелика (для АШ-62ИР это 740 или меньше лошадиных сил), что система охлаждения в любую погоду справляется с запасом.
Продолжаем. В свое время, в рамках работ по допуску к эксплуатации самолетов Ан-2; Як-52; Як-55; Як-18Т; Вильга-35А на автомобильном бензине АИ-95 были выполнены испытания для оценки мощности двигателя АШ-62ИР (и тяги винтомоторной установки) на автомобильном бензине АИ-95. В результате этих работ установлено, что при переводе двигателя на автомобильный бензин происходит потеря мощности примерно на 2-3% (помните, разбираясь с фракционным составом топлив мы предполагали, что так и будет!), что, вроде бы, вполне укладывается в допуск. То есть с этой точки зрения проблем никаких нет, но... Одновременно с этим было отмечено, что при работе на автомобильном бензине АИ-95 температура выхлопных газов на номинальном и взлётном режимах выше на 60-80 градусов. Казалось бы - ну и что? Ведь этого параметра нет в руководстве по летной эксплуатации двигателя? Но не все так просто. Одновременно с температурой выхлопных газов растут и все остальные - и температура головок цилиндров и температура масла. А вот эти параметры ограничены, да еще как. Перегрев двигателя частенько ведёт, как известно, к его внезапной остановке. И если при наземных испытаниях с этим проблем не было, их всегда можно было прервать при достижении опасных температур, то в полете деваться некуда. Засада…
В реальной эксплуатации это выглядит так - при работе на АИ-95 на взлетном режиме температуры масла и головок цилиндров растут, выходя за ограничения, несмотря на полностью открытые створки капота и маслорадиатора. Единственный выход - снижать мощность. И да, разумеется, скорость роста температуры зависит от температуры воздуха. Зимой, весной или осенью, в холодную погоду, она просто не успевает вырасти до опасных значений за время работы на взлетном режиме (несмотря на ограничение в целых 5 минут, все пилоты стараются экономить ресурс двигателя и бензин и обычно снижают мощность раньше). А на номинале система охлаждения уже справляется. Летом, при условии, что жары нет, тоже можно как-то летать. Просто как можно раньше переводим двигатель сначала на номинальный режим, а затем и на крейсерский. А вот в жару... Во-первых, в жару, все-таки возможна детонация, так как октановое число бензина АИ-95 ниже требуемого для этого двигателя. А во-вторых, даже номинальный режим не спасает от перегрева, приходится еще сильнее уменьшать режим. Но это не всегда возможно - в наборе высоты или при пилотаже нужен именно номинал. На крейсерском режиме высота набирается в час по чайной ложке, что невыгодно - топлива сожрешь столько, что это никогда не окупится.
Поэтому был найден выход!
В отличие от автомобиля, у которого, как правило, имеется один-единственный топливный бак, в самолете обычно топливная система состоит из двух основных баков (или групп баков). При этом есть возможность работать как на одном, так и на другом баке независимо. Или использовать топливо из обоих баков одновременно. А раз есть такая возможность, то… Заправляем в левый бак дорогой авиационный бензин, а в правый - дешёвый автомобильный. И погнали:
- запускаемся на автомобильном бензине (за счет его лучшей испаряемости, запускается двигатель лучше);
- прогреваемся тоже на автомобильном бензине;
- рулим снова на автомобильном бензине;
- а вот перед взлетом переключаем двигатель на питание из левого бака авиационным бензином и взлетаем именно на нем!
После набора безопасной высоты оцениваем ситуацию. Если на улице холодно и температуры двигателя стабильны – переключаемся на питание чистым автомобильным бензином. Если жарко – то переходим или на смесь бензинов (это все равно огромная экономия) или, в крайнем случае, остаемся в наборе высоты на чистом авиационном. Редко, но иногда приходится так делать.
И да – вот такие полеты, это абсолютно нормальная практика. Другое дело, когда люди настолько заигрываются в экономия, что авиационный бензин не используют вовсе. Вот это уже прямой путь к авиационным инцидентам.
What tak!
А я напоминаю, что у меня завелся канал в MAX:
Ну и неофициальный Telegram пока еще работает: