Gasolina de aviación, (gasolina de aviación) - combustible de hidrocarburo para motores de aviones de pistón (motores), producido a partir de componentes de alto octanaje ( alquilato , isomerizado , gasolina de reformado catalítico , tolueno u otros componentes con alta estabilidad química) con la adición de líquido etílico , antioxidante y tinte [1] . En los países de habla inglesa, la gasolina de aviación se conoce como AvGas, abreviatura de Aviation Gasoline.
A mediados del siglo XX, las gasolinas de aviación eran el principal tipo de combustible de motor utilizado en la aviación, luego fueron reemplazadas gradualmente por combustibles para aviones a base de queroseno .
Las gasolinas de aviación siguen teniendo un uso limitado en el siglo XXI en aviones ligeros de todo el mundo. Debido a la fuerte reducción en el consumo de gasolina de aviación con plomo, su producción ahora se ha conservado solo en EE. UU. y la Federación Rusa, el resto de países que utilizan aviones ligeros prefieren cubrir sus necesidades a través de importaciones.
Las gasolinas de aviación y de automóviles difieren entre sí en la tecnología de producción, la composición fraccionada, la estabilidad química y una serie de otros parámetros. Las gasolinas de aviación y de automóvil no son intercambiables y, además, la gasolina de aviación es mucho más cara que la gasolina de automóvil. Sin embargo, en algunos casos, la gasolina de motor se usa en motores de aviones con algunas restricciones, o se agregan aditivos a la gasolina para mejorar el rendimiento.
Las razones por las que las gasolinas para automóviles y aviación difieren radican en las diferentes condiciones de funcionamiento de los motores. En un automóvil, el motor rara vez funciona a plena potencia y velocidad máxima, mientras que en un avión, el motor funciona a plena potencia o casi a plena potencia durante casi todo el vuelo.
Las gasolinas de aviación son un líquido inflamable, cuya concentración explosiva de vapores en una mezcla con aire es del 6%. La temperatura de autoignición de la gasolina de aviación es de 380 °C a 475 °C, el punto de inflamación es de menos 34 °C a menos 38 °C.
La división de las gasolinas de aviación por marcas se realiza de acuerdo al número de octanos, determinado por el método del motor. Además, para varias gasolinas de aviación, el grado de una mezcla rica se indica en la marca.
Para la gasolina de aviación, los principales indicadores de calidad son:
A partir de 2019, se emiten los siguientes en la Federación Rusa:
Aditivo antidetonante :
La mezcla antidetonante debe contener al menos un 61% de tetraetilo de plomo y dibromoetano en cantidad suficiente para proporcionar un contenido de dos átomos de bromo por átomo de plomo.
Aditivos antihielo :
Aditivos antioxidantes :
Aditivo antiestático
Aditivo anticorrosión
Gasolina sin plomo de primera destilación, de bajo octanaje, con una densidad no superior a 0,7 g/cm3. Inicialmente (a mediados del siglo XX) se utilizó en su forma pura como combustible para motores de pistón de baja fuerza (aviones ANT-9 , TB-3 , R-5 , Po-2 , MBR-2 , Yak- 6 , Yak-12 , Yak-18 , helicóptero An-14 , Ka-15 , etc.; motos de nieve , planeadores , etc.) y como base para varias mezclas de combustible de alto octanaje para motores más potentes, luego como combustible para algunos motores a reacción (motores estatorreactores de algunos misiles, arrancadores turbo de algunos motores turborreactores , etc.), en n.v. utilizado principalmente como solvente y desengrasante. Es un líquido inflamable de baja toxicidad, transparente e incoloro (temperatura de autoignición 270°C)
La gasolina de aviación B-91/115 es una mezcla carburante que se obtiene por destilación directa del petróleo mediante reformado catalítico. Es un líquido transparente inflamable de color verde con un olor característico. La gasolina B-91/115 permaneció en producción durante mucho tiempo, ya que funciona con el motor ASh-62 IR del avión An-2 , el tipo principal en las aerolíneas locales en la URSS.
Fue desarrollado en la Federación Rusa a principios de los años 90 como combustible de motor único para motores de pistón de aviación. Gasolina con contenido reducido de TPP. Producido según TU38.401-58-47-92, luego según GOST 1012-2013.
Es un líquido transparente inflamable de color verde con un olor característico.
Gasolina de aviación con plomo de alto octanaje con una resistencia a la detonación del motor de al menos 99,6. Es un líquido inflamable de color azul claro con un olor característico. El contenido de plomo es de 0,56 g/l.
Diseñado para uso en aeronaves con motores aeronáuticos de pistón con encendido por chispa, por ejemplo, para helicópteros Robinson R-22 y R-44, así como aeronaves Cessna-172/182, Extra EA300, etc.
Históricamente, las primeras gasolinas de aviación en la URSS fueron gasolinas de primera destilación obtenidas de depósitos en las regiones de Grozny y Baku.
Los campos de Grozny produjeron petróleo casi homogéneo. El destilado obtenido por ebullición del petróleo a una temperatura de 130 ° C acaba de formar gasolina de aviación Groznensky .
Los depósitos de Bakú produjeron petróleo de diferente composición, que se mezcló en ciertas proporciones durante la producción de gasolina. La fracción de gasolina se destiló a una temperatura de 175 ° C, el destilado resultante se denominó gasolina de aviación Baku "30" (hasta 1935 se llamó: gasolina Baku de exportación de 2 ° grado ).
La gasolina de aviación de Grozny tenía una gravedad específica de 0,700 ÷ 0,720 (a +15 °C), la gasolina de aviación de Baku - 0,748 ÷ 0,754; el octanaje del primero es 58-60, el segundo es 70-72. Los barriles con gasolina de aviación de Grozny estaban marcados con pintura azul, los barriles con Bakú, con pintura blanca.
Las fracciones más pesadas de petróleo, que hirvieron a temperaturas de hasta 200 ° C, formaron gasolinas de primer y segundo grado, y no se utilizaron como combustible en la aviación.
Con la destilación directa del petróleo, el rendimiento de combustible ligero es en promedio 10-15%.
La gasolina de aviación de Grozny en su forma pura se utilizó en motores de baja potencia como M-2 , M-5 , M-11 , M-26. La gasolina de aviación de Bakú se usó en motores M-17 , M-22
Con la llegada de los motores más potentes y con mayor relación de compresión en aviación, se empezó a añadir benceno (y el llamado pirobenceno) como agente antidetonante a estas gasolinas: benceno de aviación de verano de grado “L” aceite y aviación de invierno benceno de aceite grado “A” . Químicamente, el benceno de aviación era una mezcla de benceno , tolueno y xileno . Entonces, en el benceno de aviación de verano, la cantidad de benceno fue del 75%, tolueno del 18% y xileno del 7%. Este combustible (en su forma pura) se congela a -10°C. El benceno de aviación de invierno tenía la siguiente composición: benceno 50%, tolueno 35% y xileno 15%; punto de congelación -28°С. El octanaje del benceno de aviación es de al menos 100, benceno de pirólisis - 92. Dado que el benceno es más pesado que la gasolina (gravedad específica 0,884), cuando se usan mezclas de gasolina y benceno o benceno de aviación puro, es necesario volver a calcular la carga del avión y su vuelo. rango. Además, la potencia del motor disminuye cuando funciona con benceno, ya que el poder calorífico del benceno químicamente puro es de 9300 cal/kg (la gasolina tiene 10400 cal/kg). En la práctica, no se utilizó benceno puro para repostar aviones, sino mezclas con gasolina, en las que la cantidad de benceno puede llegar hasta el 75%.
Luego se agregaron al combustible para motores aditivos antidetonantes a base de tetraetilo de plomo (C 2 H 5 ) 4 Pb (TES). En la URSS, el primer aditivo de este tipo fue etil líquido (fabricado de acuerdo con el estándar de la industria OST No. 40033), que consta de centrales térmicas, compuestos de cloruro y bromo en una proporción de 1/1 y un tinte rojo. Luego se desarrollaron aditivos:
El aditivo se añadió por volumen de 1 a 4 cm³. líquidos por 1 litro de combustible de motor.
Dado que el tetraetilo de plomo es un líquido extremadamente venenoso, el país comenzó a crear la llamada gasolina de plomo para la preparación de gasolina de plomo . mezcla de bases . Sin embargo, debido a la amplia gama de motores en funcionamiento, la URSS continuó preparando mezclas de combustible directamente en las organizaciones operativas, es decir, en los aeródromos.
El líquido etílico es un veneno fuerte, por lo que se almacena bajo vigilancia y se transporta con escolta. Todo trabajo con etil líquido debe realizarse con overoles de goma, botas de goma, guantes de goma y una máscara antigás [2] .
En la URSS, durante algún tiempo, se utilizaron en la aviación las llamadas mezclas ternarias : alcohol-gasolina-benceno, en las que el contenido de gasolina es tan bajo como 20%, el resto es benceno (pirobenceno) y alcohol etílico 96%. La práctica de operar tales mezclas ha demostrado la gran complejidad de la preparación del combustible, así como ciertas operaciones bastante específicas en el sistema de combustible de una aeronave cuando se cambia de gasolina a mezclas ternarias.
Al coquear carbón, se liberan gases que contienen hidrocarburos. Estos gases se capturan, se enfrían, se purifican a partir de resinas y luego los aceites se saturan con estos gases. El aceite saturado pasa a la destilación, durante la cual se obtienen benceno, tolueno y xileno. El combustible de carbón contiene compuestos de azufre en la fracción de punto de ebullición ligero, lo que afecta negativamente la vida útil de los motores. El rendimiento de los productos terminados con esta tecnología es muy bajo y asciende al 0,9%.
Es posible aumentar significativamente el rendimiento de la gasolina utilizando el método de hidrocraqueo (ver más abajo).
La gasolina también se puede obtener del esquisto mediante el método de semicoquización, mientras que el rendimiento de la gasolina de esquisto es del 1 al 4 por ciento.
En una forma muy simplificada: la gasolina sintética se obtiene del carbón. La masa de carbón finamente molida se calienta a una temperatura de 500°C a una presión de 100 a 200 atmósferas, en presencia de hidrógeno y catalizadores. Con esta tecnología se pueden obtener hasta 650 litros de masa líquida a partir de 1 tonelada de carbón, de los que posteriormente se pueden extraer hasta 200 litros de combustible ligero.
Se agregan aditivos especiales a la gasolina de aviación sintética para mejorar la resistencia a los golpes. Por ejemplo, los alemanes usaban Motil líquido a base de pentacarbonil hierro .
Alemania ha logrado el mayor éxito en la producción de combustible de motor sintético. A mediados de los años 30, la producción de gasolina hidrocraqueada era de 300.000 toneladas anuales.
Antes de la guerra en Alemania , se desarrolló un proceso para obtener combustible sintético utilizando varias tecnologías. Entonces, para el 1 de septiembre de 1939, en Alemania había 7 plantas operando según el método de hidrogenación, 7 plantas operando según el método Fischer-Tropsch y varias plantas más operando usando el método de producción de gasolina a partir del alquitrán de hulla que queda después de la coquización del carbón. . La producción mensual de combustible sintético en todas estas plantas alcanzó las 120.000 toneladas. Se produjeron los siguientes grados de gasolina de aviación:
En 1944, las fábricas alemanas produjeron 5,7 millones de toneladas de combustible sintético (todos los tipos y marcas en total).
Antes de la guerra, se introdujo un nuevo estándar para los combustibles para motores en la URSS. De acuerdo con GOST 1012-41, se produjeron gasolinas de aviación sin plomo: B-70, B-74, B-78b, ARB-70, así como gasolina de partida Krasnodar PKB con un octanaje de 70 y gasolinas de partida PGB según OST -10812-40, PMB, PVB según OST-10813-40.
Durante la Segunda Guerra Mundial se produjeron en la URSS las siguientes gasolinas de aviación: B-59, B-70, B-74, B-78b y B-78g.
Al agregar el aditivo antidetonante R-9 (o V-20) se obtuvieron los siguientes combustibles para motores:
Donde el número antes de la letra “B” significa la cantidad de aditivo en cm³ por litro de gasolina. El número entre paréntesis muestra el octanaje final de la mezcla de gasolina con el aditivo.
También se prepararon mezclas de combustibles a base de gasolina B-70, con adición de bencenos e isooctanos a la gasolina, con un octanaje de 95:
Lend-lease de los Estados Unidos recibió gasolina que recibió las marcas soviéticas B-95 y B-100. Son gasolinas de primera destilación con isooctano e isopentano, con adición de un aditivo antidetonante TPP. Además de estas gasolinas, Estados Unidos suministró los siguientes componentes para la producción de combustibles para motores: isooctano, isopentano, neohexano, gasolina alquílica y una mezcla técnica de isooctano e isopentano. Además, los estadounidenses suministraron centrales térmicas a la URSS bajo la marca "1-T".
Las gasolinas estadounidenses se utilizaron tanto en aviones importados como en aviones nacionales. En particular, luego de agregar el producto R-9 (1 cm³ por litro de combustible) a la gasolina B-95 (1B-95), fue reabastecido por aeronaves con motores M-88 B y M-105.
A partir de 1975, se produjeron en la URSS los siguientes grados de gasolina de aviación:
El 1 de julio de 2003, entró en vigor la Ley Federal del 22 de marzo de 2003 No. 34-FZ "Sobre la prohibición de la producción y el volumen de negocios de gasolina con plomo para motores en la Federación Rusa", como resultado de lo cual la producción de térmica Se suspendieron las centrales eléctricas en la Federación de Rusia y con ello comenzó a disminuir la producción de gasolina de aviación.
A partir de 2011, se interrumpió la producción de gasolina de aviación de todos los grados en la Federación de Rusia; sin embargo, desde el otoño de 2016, Gazprom reanudó la producción de gasolina de aviación y gasolina de aviación con un contenido reducido de TPP de grado 100LL de acuerdo con con GOST R 55493-2013 también se produce en la Federación Rusa.