Картинка:
Конструктор самолёта, за редчайшим исключением, не имеет возможности «заказать» мотор для своего проекта, а вынужден выбирать мотор из того, что есть в его распоряжении на данный момент.
Именно от этого выбора зависит жизненный цикл конструкции, её надёжность, эксплуатационная пригодность. Множество самолётов сошли с производства по причине того, что прекратился выпуск того или иного мотора, а замены ему так и не нашлось.
Цель данной работы – разобраться с состоянием мирового моторостроения на современном этапе (весна 2008 года), проанализировать существующие конструкции, наметить тенденции и перспективы.
Все рассуждения будут вестись в отношении применяемости моторов в России (а также в Африке и Азии), так как российские условия эксплуатации самолётов резко отличаются от европейских и американских (канадских).
Основные отличия таковы:
- Полное отсутствие сети небольших аэродромов с искусственным покрытием. Это приводит к тому, что самолёты вынуждены базироваться на неподготовленных, либо слабо подготовленных площадках с низкой прочностью грунта (не более 2,5 кг/см ) с травяной растительностью.
Это обстоятельство, в свою очередь, приводит к тому, что:
- необходимо обеспечить требуемый зазор между поверхностью аэродрома и концом лопасти воздушного винта,
- применять колёса большого диаметра и ширины,
- очень высокое сопротивление качению самолёта по грунту (в три – пять раз выше, чем на асфальтобетонной ВПП) высокой стартовой тяговооружённости, что можно обеспечить лишь применением силовой установки с большим диаметром воздушного винта (не менее 2500мм).
Именно этот фактор сдерживает появление в России самолётов «секонд – хенд» из США, ибо никакая CESSNA – 172 не взлетит с русского поля.
- Грунтовые площадки базирования лёгких самолётов находятся вдали на неудобьях и бросовых землях, удалённых также и от ремонтных баз и центров снабжения горюче-смазочными материалами.
- Очень большой диапазон среднесуточных и межсезонных колебаний температур от – 30 С зимой до + 40 С летом на юге России. Не каждый импортный мотор может выдержать такие температуры эксплуатации.
- Чрезвычайная дороговизна и малораспространённость специальных авиабензинов вынуждает эксплуатировать моторы на низкосортных отечественных автомобильных бензинах.
Разберём этот вопрос подробнее.
Исходным сырьём для получения бензинов в России является отечественная нефть марки URALS, добывающаяся на северо-востоке России. Это регион новых геологических разломов земной коры богат всевозможными минеральными месторождениями. Эти элементы в запредельных концентрациях присутствуют в российской нефти (особенно сера). Именно из этой нефти и получается российский бензин.
Авиабензины – бензины прямой перегонки нефти – имеют выход 5% – 7%, подвергаются рафинированию (очистке) и этилированию этиловой жидкостью. Поэтому они имеют высокую стоимость.
Они высокостабильны и имеют высокую антидетонационную стойкость, низкое давление насыщенных паров, содержат пусковые фракции. Авиабензины находятся на снабжении крупных эксплуатантов авиатехники, имеющих бензовозы, бензохранилища и прочие службы ГСМ.
Авиабензины практически недоступны для мелкого эксплуатанта.
Именно на авиабензине и должны эксплуатироваться российские авиамоторы АИ – 14, М – 14П, М – 9, АШ – 62.
Автомобильные бензины выгоняют из нефти после отгонки авиабензинов. Бензины прямой перегонки тоже имеют небольшой выход – примерно 10% - 15% и также дороги, поэтому широко не используются. На бензоколонках продаётся только бодяженный малостабильный крекинг – бензин.
Крекинг – бензин получают с помощью крекинг – процесса (пиролиза) нефтяных остатков. Для этого производится нагрев нефти в специальных колоннах без доступа воздуха (температура примерно 400 С) в течение нескольких часов. В результате этого длинные молекулы углеводородов «разламываются» на несколько частей, следовательно, получаются лёгкие фракции.
Но вся беда в том, что длинная углеродная цепочка исходной молекулы была до предела насыщена водородом (все природные углеводороды предельные), а вновь образованные «обломки» молекул имеют с концов незамкнутые углеродные связи. Это приводит к тому, что крекинг – бензин нестабилен. С течением времени обломки молекул вновь собираются в углеродные цепи, восстанавливая разорванные связи. Образуются также как очень короткие молекулы с «заглушенными» торцами, так и сверхдлинные, превышающие по массе во много раз исходные нефтяные молекулы.
Теоретически, новые молекулы могут собираться в цепи огромной длины и кристаллы. Этот процесс называется полимеризацией (осмолением) бензина.
На практике это приводит к осмолению деталей топливной аппаратуры – фильтров,
топливных насосов, карбюраторов, жиклёров, эмульсионных колодцев и т. д., образованию сильнейшего «нагара» (таковым не является) на впускных трубопроводах и особенно на впускных клапанах.
В процессе сгорания бензовоздушной смеси в цилиндре эти молекулы не «успокаиваются» и образуют нагар на днище поршня, стенках камеры сгорания, выхлопных клапанах. Этому нагару ошибочно приписывают масляное происхождение
(якобы масло проникает в камеру сгорания и там сгорает).
Автор имел возможность наблюдать состояние цилиндра мотора LICOMING, эксплуатировавшегося на бензине прямой перегонки L – 100 после 2000 часов и цилиндра такого же мотора, эксплуатировавшегося на бензине Аи – 98. Как говорят в Одессе, это «две большие разницы».
Обсудить на форуме