噴氣燃料的質(zhì)量有嚴(yán)格規(guī)定,在石油輕質(zhì)燃料的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中其指標(biāo)項(xiàng)目多。主要的質(zhì)量指標(biāo)為:
體積發(fā)熱量
為噴氣燃料的能量特性,是指單位體積燃料完全燃燒時(shí)釋放的凈熱量,為燃料的質(zhì)量發(fā)熱量與其密度的乘積。嚴(yán)格說,它對(duì)用于導(dǎo)彈(沖壓導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈)的石油燃料才有決定意義。體積發(fā)熱量對(duì)的航程有重要意義,其值大表示航程也可以遠(yuǎn)。提高燃料密度是增大其體積發(fā)熱量有效的途徑,例如:密度為845kg/m3(體積發(fā)熱量約36×103MJ/m3)的燃料與密度為780kg/m3(體積發(fā)熱量約為33×103MJ/m3)的燃料相比,在同樣載油體積條件下,可使多載約9%的能量。
熱安定性
當(dāng)飛行速度超過音速以后,由于與空氣摩擦生熱,使飛機(jī)表面溫度上升,油箱內(nèi)燃料的溫度也上升,可達(dá)100℃以上。在這樣高的溫度下,燃料中的不安定組分更容易氧化而生成膠質(zhì)和沉淀物。這些膠質(zhì)沉積在熱交換器表面上,導(dǎo)致冷卻效率降低;沉積在過濾器和噴嘴上,則會(huì)使過濾器和噴嘴堵塞,并使噴射的燃料分配不均,引起燃燒不完全等。因此,對(duì)長(zhǎng)時(shí)間作超音速氣行的噴氣燃料,要求具有良好的熱安定性。
噴氣燃料的熱安定性主要取決于其化學(xué)組成。研究表明,噴氣燃料中的飽和烴生成的沉淀物很少,而加入芳香烴后沉淀物就成十倍地增多;而燃料中的膠質(zhì)和含硫化合物也會(huì)使其熱安定性顯著變差,使產(chǎn)生的沉淀物量大大增加。
航空燃油的處理設(shè)備主要是航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)與一般汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理相同,只是功率大,自重輕一些,因而對(duì)航空汽油的質(zhì)量要求和車用汽油就有類似之處。這種發(fā)動(dòng)機(jī)只用于一些輔助機(jī)種,如直升機(jī)、通訊機(jī)、氣象機(jī)等,所以相應(yīng)的航空汽油的用量也大大減少。
噴氣燃料的處理設(shè)備主要是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著航空工業(yè)和民航事業(yè)的發(fā)展,民航的大型客機(jī)的動(dòng)力裝置逐步被渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)代替。這種發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)飛機(jī)向前飛行,通過把燃料燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)猱a(chǎn)生推力,使用的燃料稱為噴氣燃料。
航空燃油通常由運(yùn)油車運(yùn)送到在停泊的飛機(jī)或直升機(jī)旁。但也有一些機(jī)場(chǎng)設(shè)有加油站,飛機(jī)需要滑行到加油站加油。而一些大型機(jī)場(chǎng)則鋪設(shè)有地下油管,連系到各個(gè)泊位下,飛機(jī)只須通過泵車加油。
加油方式亦有兩種,包括翼上和翼下。翼上加油用于小型飛機(jī)、直升機(jī)和所有往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上,打開一個(gè)或多個(gè)油箱再以傳統(tǒng)油泵加油,與汽車加油相似。翼下加油,也被稱為單點(diǎn)式(single-point)加油,用于使用航空煤油的大型飛機(jī)上,由一條高壓喉管連接加油口,再利用油泵以50PSI的壓力泵進(jìn)油箱內(nèi)。由于只有一個(gè)加油點(diǎn),油箱之間的燃油分配都由加油點(diǎn)控制面版或駕駛艙控制。
由于混淆航空燃油的種類會(huì)非常危險(xiǎn),所以有幾種方法去分辨航空汽油和航空煤油,除了清楚標(biāo)明燃油種類在所有容器、車輛和喉管上,航空汽油會(huì)被染成紅色、綠色或藍(lán)色,加油噴咀的直徑為40毫米(美國(guó)為49毫米),而往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的加油口則不得大于60毫米。航空煤油是無色的,而加油噴咀直徑大于60毫米,并不適合用于航空汽油的加油口。
航空燃料的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史過程,在同一時(shí)期還存在著各種不同種類和型號(hào)的燃料體系,但是歸結(jié)起來每一次航空發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史變革都會(huì)帶來航空燃料的迅猛發(fā)展和,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能改進(jìn)和變革會(huì)對(duì)燃料產(chǎn)生更高的性能要求,從而推動(dòng)了航空燃料的發(fā)展。從無發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行系統(tǒng)中的人力動(dòng)力源,到內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的航空柴油動(dòng)力源,到活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的航空汽油動(dòng)力源,到噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的噴氣燃料動(dòng)力源,到超音速發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的高密度碳?xì)淙剂?,再到新能源發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的生物燃料或太陽能動(dòng)力源,也就是說航空燃料的發(fā)展史是由航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展衍生而來的。
主要由石油加工制得。對(duì)所有航空燃料組成的共同要求,就是他們應(yīng)當(dāng)是只含有添加劑的、純粹的烴類混合物。但由于不同類烴的性能不同,對(duì)某些烴類如芳香烴和烯烴的含量有一定的限制。殘留在燃料中的非烴如:含氧、含硫、含氮等雜有機(jī)化合物及其燃燒產(chǎn)物,不僅引起系統(tǒng)金屬零部件腐蝕,而且還會(huì)污染大氣,且在燃料中容易被氧化縮合成膠質(zhì)和沉淀物,引起燃料系統(tǒng)堵塞等,通常認(rèn)為是不理想組分,在燃料的標(biāo)準(zhǔn)中以不同的方式加以嚴(yán)格限制。