Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости

Tags: гидромеханика летательные аппараты ракетная техника авиатехника механика жидкостей и газа космическая техника детали машин крепежные средства смазка авиация и космонавтика передачи механические подъемно транспортное оборудование
Year: 1986
Similar
Введение в химмотологию
Справочник. Растворители и составы для очистки машин и механизмов
Справочник по авиационным материалам
Авиационные топлива, смазочные материалы и специальные жидкости
Text
                    МЗДЙ^Т^РСТВО ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
1 LA ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
ЮВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

X
•ч
J.
АВИАЦИОННЫЕ ТОПЛИВА
СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ
ционной химмотологии являются: разработка оптимальных тре-
бований к качеству ГСМ, проведение их унификации, разра-
ботка мероприятий по сохранению качества и снижению потерь
ГСМ и специальных жидкостей при хранении, перекачках, транс-
портировании и применении, изучение процессов изменения ГСМ
и специальных жидкостей в двигателях и системах ВС и установ-
ление закономерностей, связывающих их качество с надежно-
тью долговечностью и экономичностью работы авиационной тех-
ники.
Специалисты инженерно-авиационной службы несут ответст-
венность за сохранение качества топлива, масла, рабочей жидко-
сти в баках ВС, осуществляют аэродромный контроль качества
заправляемых авиаГСМ.
В настоящем учебном пособии изложены основные сведения о
марках, применяемых авиаГСМ и специальных жидкостей, их фи-
зико-химических и эксплуатационных свойствах, методах оценки
их качества, рассмотрены особенности применения авиаГСМ в ГА.
1.	ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГСМ
1.1.	КЛАССИФИКАЦИЯ АВИАГСМ
Гражданская авиация ежегодно расходует свыше 10 млн. тонн
различных ГСМ и специальных жидкостей. Основная масса их
приходится на долю топлив для получения тепловой энергии в
авиадвигателях. Топлива, используемые воздушно-реактивными
двигателями (ВРД), называют реактивными, и их условно делят
на топлива для дозвуковых и сверхзвуковых ВС. Fla поршневых
двигателях с искровым зажиганием в качестве топлив используют
авиабензины.
Кроме горючих материалов — авиабензинов и реактивных топ-
лив — воздушный транспорт потребляет смазочные материалы»
уплотнительные, защитные смазки и специальные жидкости.
Смазочные материалы, применяемые для снижения сил трения
и износа трущихся деталей, делят на смазочные масла и пласти-
ческие смазки.
Смазки — это обычно густые мазеобразные продукты, пред-
ставляющие собой гомогенизированную смесь масла с загустите-
лем. Для снижения сил трения применяют также твердые смазки
в виде твердых смазочных покрытий и паст.
Уплотнительные смазки применяют для герметизации разъем-
ных фланцевых, резьбовых и других соединений топливных, мас-
ляных и гидравлических систем. Внешне они сходны с пластичны-
ми смазками.
4
Защитные смазки служат для защиты от коррозии деталей
авиационной техники, находящейся на хранении. Защитные функ-
ции могут выполнять смазочные масла и антифрикционные плас-
шчные смазки.
К специальным жидкостям относятся рабочие жидкости сило-
вых гидравлических систем ВС, жидкости для борьбы с обледене-
нием ВС на стоянках, жидкости для очистки ВС и их двигателей
в период эксплуатации в аэропортах и при ремонте (моющие
жидкости).
1.2.	ПОНЯТИЕ КАЧЕСТВА АВИАГСМ.
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА
Совершенствование авиационной техники, обеспечение надеж-
ной, экономичной и долговечной ее работы зависят от качества и
свойств авиа ГСМ и специальных жидкостей. В связи с этим неф-
теперерабатывающая промышленность постоянно повышает каче-
ство вырабатываемых нефтепродуктов и жидкостей, предназна-
ченных для ГА.
Понятие «качество продукта» неразрывно связано с его приме-
нением. Качество продукта выявляется только через свойства, ко-
торые необходимы для оценки его полезности.*Качество — это
совокупность свойств, определяющих пригодность'“продукта для
использования его по назначению. В числе многих свойств, опре-
деляющих качественную характеристику авиаГСМ, важнейшими
являются те из них, которые проявляются в условиях эксплуата-
ции авиационной техники.!
В химмотологии все свойства авиаГСМ условно делятся на фи-
шко-химические, эксплуатационные и экологические.
Свойства, определяющие качество авиаГСМ, характеризуются
ink называемыми показателями качества, по которым производит-
ся количественная или иначе, численная оценка качества
авиаГСМ. Количественная оценка качества авиаГСМ имеет боль-
шое техническое и практическое значение и позволяет, например,
\с। аповп!ь соответствие качества поступивших авиаГСМ той до-
к\мспIацпп, которая прибыла вместе с ними; проверить кондици-
онное и. применяемых авиаГСМ и др.
I рсбовання к качеству авиаГСМ устанавливаются Государст-
венными общесоюзными стандартами (ГОСТ) и другими норма-
।пнио-юхнпчсскими документами (ОСТ, ТУ).
Псшгроль качества авиаГСМ занимает особое место. Его значе-
ние определяется тем, что па авиационной технике должны при-
мени! вея юлько кондиционные топлива, масла, смазки и специ-
альные жидкое тп.
Главной задачей контроля качества авиаГСМ является преду-
преждение порчи и недопущение применения на авиационной тех-
нике нефтепродуктов и специальных жидкостей, качество которых
не соответствует требованиям стандарта или техническим усло-
виям. Если хотя бы один показатель качества авиаГСМ не соот-
ветствует установленным требованиям, использование их по на-
значению запрещается.
(Качество авиаГСМ должно контролироваться систематически
на всех этапах их движения и обеспечивать надежную, долговеч-
ную и безаварийную работу авиационной техники. Контроль дол-
жен проводиться во всех предприятиях ГА, его сроки и объем рег-
ламентируются инструкцией по применению и контролю качества
авиационных горюче-смазочных материалов и специальных жидко-
стей в ГА.
Организация контроля качества авиаГСМ в предприятиях ГА
учитывает ряд особенностей их применения на авиационной тех-
нике.
Все авиаГСМ являются достаточно стабильными продуктами,
при соблюдении установленных правил их приема и хранения со-
храняют кондиционность в течение нескольких лет.
Загрязнение и обводнение авиаГСМ практически полностью
устраняются в предприятиях ГА путем отстаивания, фильтрации
и сепарации (за исключением растворенной в топливе воды).
Наибольшую опасность представляет ухудшение качества
авиаГСМ в результате случайного смешения одной марки авиа-
ГСМ с другой.
ГТСонтроль качества авиаГСМ начинается с завода-изготовителя
(базы Главнефтеснаба), где качество продуктов проверяется за-
водскими (базовыми) лабораториями в полном объеме техничес
ких требований стандартов.
Последующий контроль качества авиаГСМ, начиная с поступ-
ления их в предприятие ГА и до заправки ВС, проводится по важ-
нейшим показателям качества, предъявляемым техническими тре-
бованиями и стандартами в объеме приемо-сдаточных, контроль-
ных или полных анализов.
В перечень показателей качества авиаГСМ, определяемых в
лабораториях ГСМ предприятий ГА при проведении различных
анализов, включены такие показатели качества авиаГСМ, кото-
рые лучшим образом характеризуют (определяют) данную марку
авиаГСМ, и показатели, изменяющиеся в процессе хранения, по
которым можно также вскрыть случайное смешение разных сор-
тов (марок) авиаГСМ.
Контроль качества авиаГСМ в предприятиях ГА является за-
ключительным и ответственным этапом всех проверок и анали-
5
зов. Главное требование, предъявляемое к этому заключительному
этапу контроля,— обеспечение безусловной гарантии кондицион-
ности авиаГСМ, заправляемых в ВС, так как от этого зависит на-
дежность работы авиационной техники и безопасность полета.
Для успешного выполнения этих задач специалисты инженер-
но-авиационной службы предприятий ГА должны знать физико-
химические и эксплуатационные свойства авиаГСМ и уметь пра-
вильно оценивать их качество.
1.3.	ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА АВИАГСМ
НА БЕЗОПАСНОСТЬ И РЕГУЛЯРНОСТЬ ПОЛЕТОВ
Безопасность полетов ВС является одним из важнейших пока-
зателей, характеризующих эффективность работы ГА. Обеспече-
ние безопасности полетов есть одна из главнейших обязанностей
всех работников эксплуатационных предприятий ГА.
Применяемые при эксплуатации ВС авиаГСМ должны рассма-
триваться как конструктивная часть ВС и двигателя. И как каж-
дая составная часть, как любой конструктивный элемент, авиа-
ГСМ должны быть надежными, безотказными, работоспособными.
Следовательно, влияние свойств авиаГСМ на безопасность поле-
тов проявляется как влияние па надежность работы систем ВС и
двигателя. Свойства авиаГСМ должны полностью соответствовать
условиям их работы на авиационной технике. Если это условие не
выполняется, в полете могут возникнуть аварийные ситуации, свя-
занные с отказом двигателя, падением его тяги, пожаром двигате-
ля и др. Отказ двигателя в полете может быть вызван, например,
прекращением подачи топлива в камеру сгорания из-за полной
закупорки фильтров тонкой очистки кристаллами льда, другими
низкотемпературными осадками, выходом из строя насоса высоко-
ю давления из-за интенсивной коррозии деталей насоса. Пожар
двигателя в полете возможен из-за нарушения распыла топлива
форсунками, закоксовавшимися продуктами окисления топлива с
низкой термической стабильностью. Любое летное происшествие
сразу влечет за собой ответную реакцию—расследование, уста-
новление причины и немедленное ее устранение. Достигнутый к
настоящему времени высокий уровень безопасности полетов явля-
«•1ся свидетельством эффективной работы предприятий по обеспе-
чению полетов качественными авиаГСМ.
1.4.	ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ АВИАГСМ
НА ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРЕДПРИЯТИЙ ГА
За 1 разы предприятия ГА, связанные с эксплуатацией ВС, ха-
рпктсрилуклся прямыми эксплуатационными расходами. При экс-
7
плуатации дозвуковых ВС прямые эксплуатационные расходы на
авиаГСМ составляют примерно 30... 35 %. Однако свойства
авиаГСМ оказывают влияние не только на прямые эксплуатаци-
онные расходы аэропорта, но и на косвенные, вызванные затра-
тами на строительство, эксплуатацию, ремонт и обслуживание на-
земных сооружений и оборудования службы ГСМ. Доля этих рас-
ходов, связанная с ГСМ, обусловлена строительством и эксплуата-
цией склада ГСМ, централизованной заправочной системы,
лаборатории, приобретением и эксплуатацией передвижных запра-
вочных средств и т. д. В общей структуре эксплуатационных за-
трат по Министерству гражданской авиации доля ГСМ составляет
примерно 23,2 %.
Технико-экономическую эффективность эксплуатации ВС в ГА
характеризуют удельным показателем — себестоимостью перево-
зок 1 ткм груза. Себестоимость единицы транспортной продукции
в большой степени зависит от часового расхода топлива и его
стоимости. Себестоимость перевозок 1 ткм на Ил-62 составляет
12 коп.; на Ту-134— 14,8 коп.; на Ан-24 — 20 коп. Одной из при-
чин столь значительной разницы в стоимости является различный
расход топлива на единицу транспортной продукции. Для совре-
менных ВС этот показатель лежит в очень широком интервале: от
0,051 до 0,107 кг/пасс.-км.
Одним из путей снижения себестоимости транспортной продук-
ции предприятий ГА является снижение средних часовых расхо-
дов топлива, а также использование более дешевых топлив.
В связи с возрастанием стоимости и дефицитности авиаГСМ
важнейшей задачей работников предприятий ГА является эконом-
ное и рациональное их использование, предотвращение потерь,
борьба за качество и т. д.
1.5.	КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ АВИАГСМ
1.5.1.	Нефть — основной вид сырья
для производства авиаГСМ. Состав нефти
Основным источником получения топлив, смазочных материа-
лов, а также многих специальных жидкостей является нефть.
Природная нефть представляет собой маслянистую жидкость,
физико-химические свойства которой зависят от ее месторождения.
Плотность нефтей различных месторождений находится в преде-
лах 770... 840 кг/м3, но встречаются нефти с плотностью более
1000 кг/м3. Теплота сгорания нефти 43 000 ... 45 500 кДж/кг. Нефть
на 90 % и более состоит из углеводородов различного состава и
строения.
8
Принято определять элементный, фракционный и групповой со-
ставы нефти.
Элементный состав определяется химическими элемента-
ми и их соотношением в нефти. Основные элементы, входящие в
состав нефти,— это углерод (84 ...87 %) и водород (12 ... 15 % ),
остальное — сера, азот, кислород и некоторые другие элементы, в
том числе и металлы.
Фракционный состав нефти определяется при ее разде-
лении по температурам кипения входящих соединений. При этом
выделяются отдельные фракции нефти. Фракцией называют часть
жидкости, выкипающую в определенном диапазоне температур.
При одной и той же температуре могут выкипать углеводороды,
обладающие различным групповым составом. Следовательно, в
одну и ту же фракцию вводят углеводороды разных групп.
Групповой состав определяется группами входящих в
нефть углеводородов, из которых основными являются: парафино-
вые (метановые, насыщенные, предельные, алканы) с общей
структурной формулой С„Н2п+2; нафтеновые (полиметиленовые,
цикланы, циклопарафиновые) с общей структурной формулой
C„H2n и ароматические (бензольные, арены) с общей структурной
формулой СнН211-ь.
Атомы углерода обладают исключительной способностью со-
единяться между собой и с водородом в самых различных соотно-
шениях и в самых различных формах, образуя множество соеди-
нений.
Свойства углеводородов в каждой группе определяются струк-
турой молекул и их молярной массой. С ростом молярной массы
увеличивается плотность, вязкость, температура плавления и ки-
пения углеводородов.
Углеводороды, содержащие от 1 до 4 атомов углерода, при
нормальных условиях являются газами. Жидкие углеводороды,
содержащие в молекуле от 5 до 20 атомов углерода, входят в со-
vi:ib бензинов, реактивных и дизельных топлив. В состав мотор-
ных масел входят углеводороды с количеством атомов углерода в
молекуле от 20 до 70.
Кроме трех основных групп углеводородов в нефти содержится
11П1ННюльная часть углеводородов, имеющая смешанное (гибрид-
ное) строение самого разнообразного сочетания. Гибридные угле-
иоцороды делят на три группы: парафино-нафтеновые, парафино-
йромн । нческие и парафино-нафтено-ароматические. Углеводороды
Иггх групп с большой молярной массой имеют изомеры. Изоме-
рии о/ша из причин многообразия органических соединений,
Тик кик с увеличением количества атомов в молекуле быстро воз-
ригтпг! число возможных изомеров. Так, для углеводорода 0,11|2
9
возможны 3 изомера, для углеводорода C8His—18, для СюН22—
75, а для С20Н42 — 366 000 изомеров. У гибридных углеводородов
изомеров больше всего.
Примеси в нефти. Кроме углеводородов в нефти содер-
жатся так называемые гетероорганические соединения — сернис-
тые, кислородные и азотистые соединения. Присутствие этих ве-
ществ оказывает многостороннее влияние па эксплуатационные
свойства топлив и смазочных материалов, получаемых из нефти.
Сернистые соединения, входящие в состав нефти, делят на ак-
тивные и неактивные. К активной группе относят элементарную
серу S, сероводород H2S и меркаптаны RSH, к неактивной груп-
пе — сульфиды RSR, дисульфиды RS2R, полисульфиды RS.-R.
НХ СН,	НС 1	, СН
I,
тиофаны Н2С 	J СН2	и тиофены НС '	** СН .
S	S
Активные сернистые соединения даже при обычных температу-
рах взаимодействуют с металлами, вызывая сильную коррош.о
тары, деталей топливной системы ВС и двигателей.
Основную часть кислородных соединений в нефти составляют
органические кислоты, главным образом нафтеновые кислоты
С„Н2п-1СООН и асфальтосмолистые вещества. Эти вещества пред-
ставляют собой сложные кислородсодержащие органические со-
единения с большой молярной массой, в состав которых могут вхо-
дить сера и азот. Асфальтосмолистыс вещества принято делить на
смолы, асфальтогеповые (полинафтсновыс) кислоты, асфальтены,
карбены и карбоиды.
Азотистые соединения в нефти содержатся в незначительных
количествах и концентрируются в основном в высококипящих дис-
тиллятах и гудроне.
1.5.2. Переработка нефти
Нефтепродукты получают прямой перегонкой нефти (первич-
ный процесс) и деструктивными методами ее переработки (вто-
ричные процессы).
Прямая перегонка нефти. Первичный процесс пере-
работки нефти заключается в разделении ее на отдельные части,
кипящие в определенных интервалах температур (фракции). При
этом никаких химических преобразований углеводородов не про-
исходит. Полученные в результате перегонки отдельные фракции
нефти называют дистиллятами.
10
Современная установка для прямой перегонки нефти, представ-
ляющая собой комплекс сложных устройств, работает по непре-
рывному циклу. Установка состоит из трубчатых печей, атмосфер-
ной п вакуумной ректификационных колонн. Нефть, нагретая в
теплообменниках и в трубчатой печи до температуры 330... 350 °C,
поступает в ректификационную колонну — стальную башню высо-
той 15...30 м с поперечными перегородками — тарелками. Темпе-
ратура по высоте колонны уменьшается от максимальной в зоне
ввода разделяемого продукта до минимальной в верхней части ко-
юнны. Нефтяные пары, поднимаясь вверх по колонне через отвер-
стия в тарелках, охлаждаются и постепенно конденсируются на
1арелках, образуя дистилляты разного состава. С тарелок средней
части колонны отбирается дистиллят дизельного топлива со срав-
нительно высокой температурой кипения, с верхних, более холод-
ных тарелок,— дистиллят реактивного топлива с более низкой
1смпературой кипения. Самые низкокипящие фракции нефти вы-
ходят из колонны вверх по трубам и поступают в холодильные
устройства; из них конденсируется бензиновый дистиллят и отде-
ляются углеводородные газы. Для поддержания требуемого пере-
пада температуры верхняя часть колонны охлаждается путем оро-
шения (возвращения части бензина в жидком виде), а отдельные
i аредки нижней и средней части подогреваются перегретым водя-
ным паром. В атмосферной ректификационной колонне от нефти
отделяют фракции с температурой кипения до 400 °C, используе-
мые для изготовления топлив.
Принято фракцию нефти, выкипающую в диапазоне темпера-
ivp 30 ...205 °C, называть бензиновой; 120 ...240 °C — лигроиновой;
150 ... 315 СС — керосиновой; 150 ... 360 °C — дизельной; 230 ...
31 И) *’(- - газойлевой; 300 ... 400 °C — соляровой.
()статок, не испарившийся в атмосферной ректификационной
ьолоппс (мазут), служит сырьем для получения топлив и смазоч-
ных масел. Для разделения мазута на фракции необходимо пони-
нгн. давление (создать вакуум). Мазут нагревают в трубчатой
iir'iii до температуры 425 °C и в вакуумной ректификационной ко-
лонне при давлении 5300... 7300 Па разделяют на фракции. В за-
йИгпмостн от температуры кипения различают легкие, средние и
И1Жглые масляные дистилляты. Масла, получаемые из масляных
ЛИсч иллитов, называют дистиллятными.
В вакуумной колонне остается жидкий невыкипевший оста-
ши ।удрои или полугудрон — смесь вязких углеводородов с
Исфа л1.1<> смолистыми веществами. Они используются для приго-
1ППЛГ11ИЯ масел для авиационных поршневых двигателей и транс-
миссионных масел. Такие масла называются остаточными, они
иIлпчпio।гя высокой смазывающей способностью.
1 е р м и чес ки
нефти, при котором
ходят расщепление
ктуры. Например:
С |6Н34
Продукты, полученные при первичной переработке нефти, на-
зывают прямогонными.
Деструктивные методы переработки нефти.
В нефти содержится около 50 % фракций светлых нефтепродуктов
(бензина, керосина, дизельного топлива). Прямой перегонкой
можно получить столько горючего, сколько его содержится в при-
родной нефти. Для того чтобы увеличить количество светлых неф-
тепродуктов, отбираемых от нефти, и получить высококачествен-
ные продукты, применяют вторичные процессы переработки нефти
и низкокачественных нефтяных фракций. При вторичной перера-
ботке происходят глубокие химические преобразования углеводо-
родов: разрыв (расщепление) молекул углеводородов, изомериза-
ция и др. Вторичных процессов переработки много. Рассмотрим
кратко основные из них.
“	й к р е к и и г — это такой вид переработки
под действием температуры и давления проис-
(крекинг) углеводородов и изменение их стру-
500 °C
—>	С8Н,8 + СвНцз
5 МПа
н-Октан	«-Октен
ГКИП=126°С Лип =123 °C
Сырьем для термического крекинга служит мазут. Термичес-
кий крекинг увеличивает выход бензина из нефти. Кроме бензина
при этом получается газ, являющийся ценным сырьем для нефте-
химии. Бензин термического крекинга содержит большое количе-
ство непредельных углеводородов, что делает его нестабильным
при хранении.
Каталитический крекинг отличается от термического тем, что
в этом процессе лары углеводородов расщепляются и изменяют
структуру под действием температуры и катализатора (вещества,
ускоряющего и направляющего ход реакции). Катализатор спо-
собствует образованию наиболее желательных углеводородов. Сы-
рьем каталитического крекинга является, как правило, керосино-
газойлевая фракция, иногда мазут. Основные продукты процесса:
газ, бензин, компоненты дизельного топлива. Продукты каталити-
ческого крекинга содержат небольшое количество непредельных
углеводородов.
Каталитический риформинг — это процесс облагораживания
(улучшения) низкокачественного бензина путем его переработки
с использованием катализаторов. Наиболее распространенным ка-
тализатором этого процесса является платиновый катализатор.
7\И1> =287 °C
12
Продукты каталитического риформинга используются для полу-
чения авиационных и автомобильных бензинов.
Гидрокрекинг — это такой процесс переработки нефти, при ко-
тором под действием температуры и давления в присутствии водо-
рода и катализатора происходит расщепление молекул углеводо-
родов, а также изомеризация парафиновых углеводородов. Сырь-
ем для процесса служат тяжелые низкокачественные фракции
нефти. Основные продукты процесса: газ, высококачественные бен-
зины, топлива для реактивных двигателей. Водород, присутствую-
щий в процессе, насыщает непредельные углеводороды, переводя
их в предельные, и разлагает сернистые соединения с образова-
нием сероводорода.
1.5.3. Очистка нефтепродуктов
Одним из обязательных процессов получения товарных нефте-
продуктов является их очистка от нежелательных примесей. Очи-
ока осуществляется несколькими способами.
Гидроочистка — наиболее совершенный метод очистки
нефтепродуктов от сернистых соединений. Сырье, смешанное с во-
юродом, нагревается в трубчатой печи до 380... 425 °C и подается
в реактор гидроочистки, наполненный катализатором. В реакторе
при высокой температуре и давлении в присутствии катализатора
и водорода разлагается большинство сернистых соединений с об-
разованием сероводорода и соответствующих углеводородов, а
кислородные и азотистые соединения разлагаются с образованием
и аммиака.
Щелочная очистка применяется для удаления из свет-
лых нефтепродуктов сернистых соединений (главным образом, се-
роводорода) и нафтеновых кислот. После контакта с раствором
щелочи нефтепродукт подвергается водной промывке для удале-
нии следов щелочи и продуктов реакции.
Карбамидная депарафинизация применяется
алн удаления парафина из керосиновых и газойлевых дистилля-
|оп. Сущность карбамидной депарафинизации заключается в том,
МГн сырье и водный раствор изопропилового спирта, насыщенный
ИйрПлмпдом, перемешиваются при температуре 45 ...50 °C. После
|1<)|о 1емпература смеси постепенно понижается до 30 ...35 °C.
при уюм карбамид образует с парафиновыми углеводородами
Ирис тилли-leeKHc соединения, называемые комплексом. Депарафи-
нированное топливо выделяется из системы отстоем. Оно всплы-
НИСI, обрп iy>i верхний слой, а кристаллы комплекса остаются во
HiNcniriiiioM состоянии в обедненном растворе карбамида, обра-
зуй имген* с ним нижний слой.
13
Очистка масел серной кислотой и отбеливаю-
щими глинам и. При очистке концентрированной серной кис-
лотой из масел удаляются непредельные углеводороды, асфальто-
смолистые вещества, нафтеновые кислоты и азотистые соединения.
После кислотной очистки масло окончательно доочищается отбе-
ливающей глиной. Масла, очищенные таким способом, называют-
ся маслами кислотно-контактной очистки. В названии таких масел
ставится буква «К», например, МК-22, МК-8, МК-6 и т. д.
Деасфальтизация масел проводится с помощью
жидкого пропана и, как правило, перед очисткой другими мето-
дами. Сущность этого процесса заключается в том, что при рас-
творении масел в пропане из раствора выпадают асфальтосмолис-
тые вещества, которые легко отделяются от раствора.
Очистка масел избирательными растворите-
лями (селективная очистка). В качестве растворите-
лей используют фенол, крезол, фурфурол и др. При селективной
очистке растворители экстрагируют из масел нежелательные ком-
поненты, а сами в масле растворяются плохо. Полученный рафи-
нат (масло) подвергается дальнейшей очистке (депарафинизации
и доочистке отбеливающей глиной). Экстракт может быть исполь-
зован для получения трансмиссионных масел. Масла, очищенные
с помощью селективных растворителей, называются маслами се-
лективной очистки. В названии таких масел ставится буква «С»,
например. МС-20, МС-8, МС-6 и т. д.
Депарафинизация применяется для понижения темпе-
ра гуры застывания масел. Этот процесс основан на плохой раство-
римости парафинов и церезинов в жидких углеводородах при низ-
кой температуре. Для депарафинизации масло смешивается с рас-
творителем в нужном соотношении. Затем смесь нагревается до
40... 70 °C в зависимости от температуры полного растворения
твердых углеводородов в растворителе, после чего постепенно
охлаждается сначала водой, а затем хладагентами (жидкий ам-
миак и др.). При охлаждении из раствора выпадают кристаллы
парафина и церезина, которые отделяются в барабанных фильтрах
или на центрифугах.
Методические указания
При изучении данного раздела особое внимание необходимо
обратить на понятие «качество авиаГСМ», главные задачи и осо-
бенности контроля качества авиаГСМ. Необходимо помнить, что
надежность и долговечность систем, агрегатов и двигателей ВС,
а значит безопасность и регулярность полетов тесно связаны с
качеством авиаГСМ.
14
Нефть является основным сырьем для производства авиаГСМ,
поэтому при изучении вопросов производства ГСМ следует обра-
тить внимание на то, что от состава и свойства нефти зависят ме-
тлы ее переработки и очистки товарных нефтепродуктов. Особое
внимание следует обратить на процесс гидроочистки (гидрогени-
;ации), который широко применяется при производстве реактив-
ных топлив.
.1 и т е р а т у р a- fl]; [2]; {5].
Контрольные вопросы
1.	Кли классифицируются авиационные ГСМ?
2.	Какими документами нормируется качество авиаГСМ?
3.	Кал'-вы задачи контроля качества авиаГСМ?
4.	Как влияет качество авиаГСМ па безопасность полетов?
' Как влияют свойства ГСМ па экономику предприятий ГА?
б	. Из каких классов углеводородов состоит нефть?
7	Каково назначение деструктивной переработки нефти?
х Какова цель гидроочистки нефтяных дистиллятов?
н. С какой целью осуществляют депарафинизацию нефтяных дистиллятов?
2. АВИАЦИОННЫЕ ТОПЛИВА
.' I. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
СВОЙСТВА ТОПЛИВ И ИХ ОЦЕНКА
2.1.1.	Энергетические характеристики топлив
Двнга’ели, установленные на ВС, создают силу тяги за счет
।г 11ЛОНОЙ энергии, полученной при сгорании топлив, которая с по-
Мпщыо газообразного рабочего тела преобразуется в механичес-
кую работу отброса газовой струи или вращения воздушного
пип га.
Горюше топлива — это быстрая реакция окисления, в ходе ко-
lopoli его химическая энергия превращается в основном в тепло-
Иую, а само топливо — главным образом в газообразные продук-
ты Горючими элементами топлив являются углерод и водород,
И окислителем — атмосферный воздух.
Реакции окисления — цепные. Они состоят из ряда повторяю-
щихся iHciibCB, в ходе которых образуются активные частицы —
Щоболиые атомы и радикалы. Ничтожно малого количества ак-
1ИМИЫХ промежуточных продуктов достаточно для непрерывного
Н|Нг|скпиия цепного превращения, в которое звено за звеном втя-
Rllwirii'H большая масса исходных веществ (углеводорода и кис-
ЛО|м»дл) Чтобы окисление происходило в форме горения, должны
f^HUM'iHoiui и. условия для быстрого перемещения активных частиц
15
и разветвления цепей реакций. Такие условия имеются только в
газовой среде, их нет в жидких и твердых телах. Жидкое топлива
сначала должно полностью испариться и перемешаться с возду-
хом, только после этого возможно его горение.
Количество кислорода, теоретически необходимое для полного
окисления горючих элементов, можно определить по уравнениям
реакций окисления. Так, для углерода и водорода:
уравнения реакции C + Ch-^CCh, Н2 + 1-02->-Н20;
молекулярные массы 12,01 32	2,16	32
Следовательно, на 1 кг углерода идет 32: 12,01 = 2,66 кг кис-
лорода, а на 1 кг водорода — 16 : 2,016 = 7,94 кг кислорода, т. е.
в три раза больше.
Количественные соотношения, в которых вещества реагируют
друг с другом без остатка, называются стехиометрическими. Сте-
кг окислителя
хиометрическое отношение то=-----------------называют стехио-
г	кг горючего
метрическим коэффициентом горючей смеси.
Чтобы определить, сколько кислорода требуется для полного
сгорания 1 кг топлива сложного состава, нужно знать его элемент-
ный состав, т. е. содержание в нем горючих элементов ([С], [Н] и
т. д.), а также кислорода [О], если он содержится в горючем ве-
ществе: хо=2,66 [С] + 7,94 [Н]—[О].
Например, для сгорания 1 кг реактивного топлива, состоящего
из 0.86 кг углерода и 0,14 кг водорода, необходимо кислорода
Хо=2,66-О,86 + 7,94-0,14 = 3,4 кг.
В воздушно-реактивных и поршневых двигателях для сжигания
топлива используется атмосферный воздух, 1 кг которого содержит
0.231 кг кислорода. Следовательно, потребное количество воздуха
(/0) для полного сгорания 1 кг топлива
0	0’231	4,7 КГ‘	j
Чем больше водорода в углеводородном топливе, тем больше
кислорода нужно для полного сгорания топлива.
Реальный состав горючей смеси в двигателях обычно отлича*
ется от стехиометрического. Его принято выражать коэффициент
- том избытка воздуха а, представляющим собой отношение дейст*
'висельной массы воздуха в смеси к стехиометрической:
16 ..... **	:
)де i — депс тигельное количество воздуха, приходящееся на 1 кг
топлива.
При а= 1 (стехиометрическая смесь) обеспечивается полное
<1 орание топлива без остатка избыточного окислителя. При аД>1
(бедная смесь) после полного окисления горючего остается избы-
юк окислителя. При cz < 1 (богатая смесь) из-за недостатка окис-
лителя происходит неполное сгорание топлива.
2.1.2.	Теплота сгорания топлив
Теплота сгорания топлив — одна из важнейших характеристик,
позволяющая оценивать энергетические возможности топлива.
1сплотоп сгорания называют количество тепловой энергии, выде-
ляемое при полном сгорании 1 кг топлива. Единицей теплоты сго-
рания является килоджоуль на килограмм (кДж/кг).
Теплота сгорания топлива зависит от его химического состава,
। е. от элементного соиава и от прочности связей в молекулах
к >пл ива и продуктов окисления.
Из элементов, входящих в состав углеводородного
отлива, наибольшей теплотой сгорания обладает водород—
113000 кДж/кг, теплота сгорания углерода — 32 500 кДж/кг. Чем
Польше водорода-содержится в топливе, тем выше теплота его сго-
рания. Парафиновые углеводороды содержат водорода больше,
чем нафтены в 1,1 раза, а по сравнению с ароматическими в
1.3 ...2 раза. Так, теплота сгорания парафиновых углеводородов
( 1ля смеси молекул с С = 9 ... 15) равна 44 000 кДж/кг. нафтено-
IH.IX (с С-=5 ... 15)— 43 500, а ароматических (с С —7... 10)—•
шего 41 000 кДж/кг.
Ря мшчают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшей теп-
ло ।ой сгорания называют все тепло, выделяющееся при сгорании
I к। юплива. При определении низшей теплоты сгорания не учи-
Н«пшс1ся тепло, выделяющееся при конденсации паров воды из
Продуктов сгорания (2500 кДж/кг). При сгорании 1 кг топлива
мыпгляс 1ся 9 [Н] кг воды. Продукты сгорания, выбрасываемые
И4 шт а ।еля, имеют температуру выше 100 °C, вследствие чего теп-
Ло конденсации воды не может быть превращено в полезную ра-
бшу Полому при оценке теплоты сгорания топлива пользуются
цИйчсиигм низшей теплоты сгорания.
|гило1.'| сгорания может быть определена расчетным путем и
ЦН'111'римгнталыю.
Дли определения теплоты сгорания пользуются эмпирическими
фпрмулимп:
пни Hinn ншлота сгорания	—
<.>„ 32 500 [С]+ 143 000 [Й]~к
J ""1	учеонв* мнер*
низшая теплота сгорания
QH=QB—2500-9 [Н] =g^—22 500 [Н] кДж/кг.
Экспериментально теплоту сгорания определяют сжиганием в
калориметре в среде сжатого кислорода 0,5 ... 0,6 г топлива. Вы-
деленную теплоту рассчитывают по нагреву воды в калориметри-
ческом сосуде.
Теплота сгорания, например, топлива РТ должна быть не ни-
же 43 120 кДж/кг. От значения теплоты сгорания зависят эконо-
мичность двигателя и дальность полета ВС.
Экономичность двигателя характеризуется удельным расходом
топлива, т. е. отношением часового расхода топлива Gt.u к тяге
двигателя Р:
г От ч _ 3600Q
' ‘ ’ Р ” е(?иРул ’
где Q — количество тепла, подведенного к воздуху в камере сго-
рания, е — коэффициент полноты сгорания; Руд — удельная тяга;
Q„ — низшая теплота сгорания топлива.
Чем больше теплота сгорания, тем больше дальность полета
ВС при неизменном запасе топлива на борту. Это следует из
формулы
L=O!427/<1!Q„1„ - --°-"	
С/]( С/т
где L — дальность полета; К — аэродинамическое качество ВС;
т| — полный КПД двигателя; Glt— начальная масса ВС перед
взлетом; GT—масса топлива.
Теплота сгорания 1 кг горючей смеси
Эго уравнение справедливо лишь при сь>1, так как при а<1
часть топлива не сгорает и его теплота сгорания не реализуется.
Тяга двигателя зависит от газообразующей способности топ-
лива. Чем больше объем газов, служащих рабочим телом, тем вы-
ше скорость их истечения из сопла двигателя и, следовательно,
тем больше тяга. Под газообразованием понимается приведенный
к нормальным условиям (9,8-104 Па, 0°С) объем газов (Vra3),
образующийся при сгорании 1 кг топлива. Его можно подсчитать,
зная, что 1 кг/моль любого газа при нормальных условиях имеет
18
ибьем 22 415 л и, следовательно, объем 1 кг газа в нормальных
условиях равен
..	22415
* I аз	’
Р-
lie ц — молекулярная масса.
Например, 1 кг СОг (ц=44,01) занимает объем 509 л, а 1 кг
ii.ipa воды (р,= 18,02) — 1243 л. Отсюда видно, что водород при
<i орании образует гораздо больший объем газов, чем углерод. Это
Ш.1ЧИТ, что при одинаковой температуре в камере сгорания эти
и ы имели бы разное давление, следовательно, и разную скорость
нс течения.
(жорость истечения газа зависит также от его температуры.
< редиюю температуру рабочего газа можно приблизительно опре-
нлпть по формуле
г ~_ = £н
г ~	1 + а/„) С;,Ггаз
। if С},— теплоемкость 1 кг рабочего газа; Слр — теплоемкость 1 л
рабочего газа; /0 — теоретически необходимое количество возду-
ха чля сгорания 1 кг топлива.
Из этого уравнения следует, что чем больше потребное коли-
Miciiio воздуха для окисления топлива, чем выше газообразование
Н чем больше теплоемкость рабочего газа, тем ниже температура.
IbuioMy топлива, содержащие больше водорода (например, пара-
финовые углеводороды), имеют более низкую температуру сгора-
нии (па 50... 100°C), чем ароматические. Это особенно важно при
унглпчеппи теплоты сгорания топлива, так как позволяет Полу-
нин* прирост полезной работы (удельной тяги) непосредственно
Н гнет увеличения объема рабочего тела, а не путем повышения
ампера гуры газа, которое вызывает снижение КПД двигателя
Ий in '(негоциации продуктов сгорания.
2.1.3.	Плотность
£	11ло111осгыо называется масса вещества т, заключенная в еди-
ЯЙШ* ‘‘i’ll обьема
К	Q = m/V.
К 1<ДИ нпца плотности кг/м3, г/см3.
Де Иинт то, что плотность веществ изменяется с изменением тем-
ДЬ|Н1Уры Поэтому для получения сравнимых результатов плот-
ВКть определяют при одной и той же температуре или результа-
Н| миречелепий, полученные при разных температурах, приводят к
Мямлир । пым условиям. Нормы на плотность нефтепродуктов уста-
19
новлепы при 20 °C Плотность, измеренную при 1емперзтуре
можно привести к стандартным условиям по формуле
(?20==1/ + у(/_ 90),
где у--темперагурная поправка плотности нефтепродукта на Iе
(у ^0,0005—0,0009); t — температура испытания.
Точное значение плотности необходимо тпать при определит!
массового количества нефтепродукта по его объему или для о
ратного пересчета при поступлении нефтепродукта на склад пре
приятия или на заправку ВС. От плотности .зависит объемная те
лота сгорания топлива, т. е. его энергетические характеристик
Плотность топлив определяют |ремя методами: ареометро
гидростатическими весами и пикнометром. Лрсометрическпй мет*
самый простой и поэтому находит широкое применение.
2.1.4.	Испаряемость топлив
Испаряемостью жидкости называется способность се перед
лить в газообразное состояние. Она является одной из важнейш
эксплуатационных характеристик, так как влияет на процссч
смесеобразования и горения, потери топлива при высотных по/
тах, образование паровых пробок в топливной системе.
Испаряемость оценивается двумя показателями: фракционш-
составом и давлением насыщенных паров.
Испарение топлива, представляющего собой смесь больше
числа индивидуальных углеводородов с различными температуг
ми кипения, происходит в разных температурных интервалах. П
нагревании испаряются прежде всего тс углеводороды, ко юр1
имеют наиболее низкую температуру кипения.
Характеризовать испаряемость жидкости сложного согта
можно фракционным составом, т. е. предельными те
перату рами выкипания определенных объемных долей (фрзкцш
С фракционным составом связаны важнейшие эксплуатацис
ные свойства топлив, поэтому фракционный состав строго iiopN
руется стандартами. Нормируемыми показателями фракиионнс
состава авиационных топлив являются: температура начала кш
ния, температура выкипания 10 °/о, 50 %, 90 % и температура кс
ца кипения (или выкипание 97,5 ... 98 % топлива). Эти показате
указываются в паспортах на топливо.
Фракционный состав топлив и отдельные параметры, харак'
ризующие работу двигателя и топливной системы, находятся
определенной зависимости.
Температура начала кипения указывает на присутствие в т(
ливе легких фракций и характеризует «высотность» топлива. Г
20
шмп, ;ивание топлив с низкой темпера гурон начала кипения приво-
1111 к тому, что в топливной системе образовывается большое ко
шчес : во паровых пузырьков. Наиболее интенсивное выделение
11.1 |и>в(>здуи111ы,х пузырьков и образование паровоздушных пробок
iei происходить при повышении температуры топлива и пони-
/Ki-HiH! чавления при работе двига1еля на большой высоте.
Ьо избежание образования паровых пробок в системе питания
нпп а геля icMiiepa iypa начала кипения для авиабензинов, наирп-
\н р. си ранпчпваегея С1аидартом нс ниже 40 °C.
Iемпература выкипания 10 % топлива характеризует его пус-
ijir.i-ie свойства. Чем опа ниже, тем легче запустить двигатель при
пи (ких юмпературах наружною воздуха.
кмиерагура выкипания 50 % топлива характеризусi среднюю
in и.।ряемосгь, оказывающую влияние на приемистость, прогрев и
м |пйчнвос i ь paooibi двигателя. Чем ниже, э i а темпера тура, тем
III.IHIC испаряемость юплнва и усюйчивее работа двигателя.
I см пер а।ура выкипания 90 % топлива указывает на прису гст-
н|ц- в топливе тяжелых, iрудпо испаряющихся фракций. Чем она
ниже, тем полнее испарение топлива и равномернее горение.
Аналогично характеризуется температура конца кипения,
мн1Я1о1иая па полноту сгорания и на парообразующую способ-
Hnrii. юплпва. Повышение содержания тяжелых фракций может
привести к снижению мощности, экономичности п нарушению нор-
мильного режима работы двигаюля.
Фрикционный состав в соответствии с ГОСТ 2177—-82 опредс-
И1Ю1 районкой 100 мл топлива на специальном приборе.
Крппыс фракционного состава некоторых топлив показаны на
|iliv I
;	температцра дыкипаьио '
Ь
gL	Рис. 1. Кривые, фракционного состава некоторых
К'	IOH.IHB
Kb I r.'iii in парение жидкости происходит в замкнутое прооранст-
Bh |и ’lope i некоторое время количество молекул, испаряющихся
р|Инн р‘ нпг। и жпдкоенк становится равным количеству молекул.
21
поглощаемых поверхностью из паровой фазы. Давление, которо
развивают пары в условиях равновесного состояния с жидкостью
при данной температуре, называется давлением насыщен
ных паров жидкости. С повышением температуры давле
ние насыщенных паров возрастает.
Для топлив давление насыщенных паров определяют при ус
ловной температуре 38 °C по показанию манометра, присоединен
ного к специальному прибору, который состоит из двухкамерног
стального сосуда, обеспечивакйцего соотношение паровой
жидкой фаз 4:1.
Чем выше давление насыщенных паров, тем выше испаряе
мость. Для авиабензинов давление насыщенных паров нормир])
ется стандартом.
2.1.5.	Вязкость
Вязкостью называется свойство жидкости оказывать сопротив
ление взаимному перемещению частиц под воздействием внешни
сил. Вязкость — это внутреннее трение между частицами жидкое
ти, обусловленное молекулярным сцеплением и обменом количес]
ва движения.	I
По закону Ньютона сила внутреннего трения жидкости F пр(
порциональна площади движущихся относительно друг друга <
слоев, S и скорости их относительного сдвига v или градиента ск
dv
где т| — коэффициент динамической вязкости, зависящий (
свойств жидкости.
За единицу динамической вязкости принята паскаль-секущ
(Па-с).
Вязкостные свойства жидкости с точки зрения ее подвижное
характеризуются кинематической вязкостью v, равной отношен!
динамической вязкости и ее плотности при той же температуре:
V = T|/q.	1
За единицу кинематической вязкости принят м2/с (мм2/с).
Вязкостью топлив определяются величина гидравлического (
противления и потери напора при перекачках. Вязкость оказыв!
влияние на тонкость распиливания топлив в камере сгорания и
полноту испарения и сгорания топлив. От вязкости в ряде случЯ
зависят противоизносные свойства топлив.	Я
22
Вязкость углеводородов, входящих в состав топлив, значитель-
но изменяется с изменением температуры.
Измерение кинематической вязкости проводится по
ГОСТ 33—82 капиллярным вискозиметром по времени истечения
определенного объема жидкости из пузырька вискозиметра через
капилляр под действием силы тяжести. Для реактивных топлив
вязкость нормируется стандартом при температурах плюс 20 и
минус 40°C.
2.1.6.	Низкотемпературные свойства топлив
Топливо, являясь сложной смесью углеводородов, кристалли-
л'стся при охлаждении не при постоянной температуре, как одно-
родные жидкости, а постепенно, по мере понижения температуры.
Вначале кристаллизуются вещества с высокой температурой за-
мерзания, затем с более низкой. Например, температура застыва-
ния бензола — 5 °C, ксилола—13,2 °C, гексадекаиа—18 °C. Тем-
пература начала кристаллизации топлива зависит от концентра-
ции в нем высокозастывающих углеводородов. Чем больше кон-
центрация высокозастывающих углеводородов, тем выше темпера-
тура, при которой происходит выпадение кристаллов.
Среди углеводородов, составляющих топливо, наиболее высо-
кую температуру кристаллизации имеют нормальные парафины,
бициклические ароматические углеводороды, а также моноцикли-
ческие нафтеновые и ароматические углеводороды, имеющие длин-
ные боковые цепи нормального строения, присутствующие во фра-
кциях, выкипающих выше 200 °C.
При полетах на больших высотах, где температура воздуха и
I’leioM может достигать минус 60 °C и ниже, топливо в баках мо-
жет охлаждаться до минус 40 °C и ниже. Появление даже единич-
ных кристаллов в топливе может привести к опасным последст-
Ипнм, связанным с забивкой топливных фильтров и прекращением
llojiii'iii топлива в камеру сгорания.
11н (котемпературные свойства авиационных топлив оценивают
Но 1 гмпературе начала кристаллизации.
Для отечественных топлив она нормируется стандартами и
$ДШ1Жна быть не выше минус 60 °C.
Нормирование низкотемпературных свойств для предотвраще-
||1ИИ возникновения в топливе низкотемпературных осадков оказы-
ЦйП шнчптельное влияние на величину выхода топлива из нефти,
к Рассмотрим зависимость потенциального содержания фракций
I ипиых топлив в нижневартовской нефти от температуры на-
й крнгтн лл пзации.
23
Т а б .'I и u ? I
Зависимость потенциального содержания топлива в нефти от температуры
начала кристаллизации
Темпераi\pa начала
кр.;ста.т ш.ыцкп. ГС
- 60
- 5('
—40
О! 1 юепIс.<!>пос содер-
жание ।он.шва в неф-
ти, %	100	122	133	150
Стремление иметь юпливо с хорошими низкотемпературными
свойствами входи г в противоречие со стремлением получить боль-
ше топлива из тонны сырья.
Одним и >, путей устранения дефицита реактивных топлив явля-
ется внедрение топливных систем, оборудованных средствами по-
догрева тех агрегатов, на надежную работу которых оказывают
влияние низкотемпературные осадки, а также внедрение таких
двигателей, в которых достаточно полно будут сгорать топлива с
высоким содержанием ароматических углеводородов (до 23 . .
24 %), так как из некоторых нефтей топлива с температурой на-
чала кристаллизации минус 60 °C могут быть получены только с
более высоким содержанием ароматических углеводородов, чем
это предусмотрено ГОСТ 10227—62. Сейчас в нашей стране ве-
дутся работы по использованию топлив с повышенной температу-
рой начала кристаллизации.
Определение температуры начала кристаллизации топлив про-
изводится по ГОСТ 5066--56 в специальном приборе. Он пред-
ставляет собой пробирку с двойными стенками, в которую зали-
вают топливо и помещают в охладительную смесь (этиловый
спирт и углекислота). За температуру начала кристаллизации
принимается та максимальная температура, при которой в топли-
ве появились кристаллы, видимые невооруженным глазом.
2.1.7.	Гигроскопичность топлив
Все углеводороды обладают гигроскопичностью, т. е. способ-
ностью растворять в себе воду. Растворимость воды в юилпве за^
висит от химического состава, молекулярной массы углеводоро-j
дов, влажное in н температуры воздуха и атмосферного давления^
Меньше всего воды растворяется в парафиновых углеводородах^
больше всего в ароматических и непредельных. С повышением
молекулярной массы всех углеводородов растворимость води
уменьшается. С увеличением влажности воздуха, температуры q
атмосферного давления растворимость воды в топливе возрастаете
24
Молекулы воды не вступают в химическое взаимодействие с
молекулами углеводородов и удерживаются в топливе, подчи-
няясь законам диффузии, т. е. молекулы воды находятся в меж-
молекулярном пространстве углеводородов. Такие растворы пазы
в;пот ограниченными. Они обладают обратимой гигроскопичное-
н.ю, т. е. свойством поглощать в себя (раствора 1ь) или выделять
(испарять) при изменении условий некоторое количество влаги
Существуют растворы с необратимой гигроскопичностью, когда
вещества неограниченно растворяются друг в друге с образова-
нием устойчивых химических связей, например, водно-спиртовые
растворы. В этом случае вода не выделяется в свободном состоя-
нии даже при резких колебаниях температуры и давления.
Вода в топливах может находиться в трех состояниях: раство-
ренном, эмульсионном и свободном.
Топлива отличаются незначительной гигроскопичностью. При
б ыгоириятиых условиях в них может раствориться около 0.012 ',,
ни н>1 (120 г/т).
При снижении температуры растворимость воды уменьшается
и. например, при снижении температуры от 20 до 0 °C из каждой
типы топлива может выделиться 60 г воды в виде эмульсии —
мелких капелек размером 10...40 мкм. Например, за один полет
«нмолета Ил-62 количество выделившейся воды может составить
(I / л. самолета Ан-24 --0.3 ... 0,4 л.
I ..тайная опасность от присутствия эмульсионной воды заклю-
чится в том, что она может вызвать обмерзание фильтров и на-
рунннь работу топливной системы ВС. Мельчайшие капельки во-
ды < клонпы к сильному переохлаждению (капельки днамтром
|0 мкм переохлаждаются до минус 40 °C). Такне капельки воды,
IWlKiniaHCb с твер,до1Т поверхностью фильтров, мгновенно превра-
ШйИнгя в лсд. вызывая обмерзание сетки фильтра. Кроме того,
|МДп о|рпцательно влияет на работу топлпво.меров. различны'
(диппнов. дренажной споемы, гопливорегулирующей аппаратуры
Я|Г1ойпая (свободная) вода вызывает также механические по-
Ьрждгпия покрытий и швов топливных баков.
Учтивая большое влияние воды на надежность рабо)Ы топ-
ВВНЫХ снс।ем. содержание ее в топливах при заправке ограппчи-
К«ц не более 0,003 (>(, (т. е. 30 г/т). Для снижения содержания
МДОпднон воды топливо обезвоживают в фильтрах-сепараторах,
^М|Н|| Н'миературе наружного воздуха в месте вылета плюс 5 сС
полетах за полярный круг и полетах продолжительностью
^1* Г» ч тля предотвращения кристаллообразования воды в топ-
iiHoiHi ап । пводокрпсталлизующие присадки —этллцелло
(жп Iк<ic।ь «И»), тетрагпдрофурфуриловый спирт (жидкость
II п\ гмгги I : I с метанолом. Эти спирты в заимодейсiвуют
25
с водой, образуя низкозамерзающие растворы, предотвращая кри-
сталлизацию (и частично конденсацию) воды в интервале экс-
плуатационных температур. Присадки вводят в количестве от 0.1
до 0,3 % в зависимости от типа ВС и характера рейса.
2.1.8.	Стабильность топлив
Топлива должны обладать высокой стабильностью, т. е. сохра-
нять свои эксплуатационные свойства в условиях транспортиро-
вания, хранения и применения. Стабильность топлив определяет-
ся в первую очередь их физико-химическими свойствами, такими,
как плотность, вязкость, фракционный состав, наличие примесей
и т. д. Стабильность топлив условно подразделяют на физическою
и химическую, так как при изменении некоторых физических
свойств топлива в нем могут возникнуть изменения химического
порядка и наоборот.
Физическая стабильность — это способность топлщ
ва сохранять неизменными свои физические свойства. Одним из
основных физических свойств топлива является его гомогенность
Если в нем появляется твердая фаза в виде кристаллов углеводо-
родов или льда, то это ведет к нарушению нормальной иолачг
топлива в двигатель.
Топливо должно сохранять неизменным такой физический па'
раметр, как испаряемость, т. е. она оказывает существенное влия-
ние на работу двигателя. Потеря легких фракций, например, веде'
к усложнению запуска двигателя и т. д.
Физическая стабильность топлива оценивается и контролируй
ется путем периодического определения плотности, фракционного
состава, давления насыщенных паров, определения температуры
начала кристаллизации и т. д.
Химическая стабильность топлива — это его спо
собность сохранять неизменными химический состав и свойства я
процессе хранения, транспортирования и подачи в камеру crop а!
ния. Совершенно стабильных топлив не существует, однако парг
финовые, нафтеновые и в значительной степени ароматически
углеводороды, из которых состоят нефтяные топлива, практическ
стабильны. Нестабильными являются непредельные углеводород!
которые в большинстве нефтяных топлив содержатся в небольшо
количестве (до 2,5 %), а также примеси гетероорганических соед!
нений, в состав которых кроме углерода и водорода входят сер
кислород, азот и другие элементы.
При длительном хранении под влиянием температуры, кпсл(
пода воздуха, света и каталитического действия металлов мал(
стабильные компоненты топлива окисляются с образованием орг.
26
ннческих кислот, смолистых веществ, жидких и твердых осадков.
Количество их может быть таким, что применять топливо будет
невозможно.
Смолистые вещества, содержащиеся в бензинах сверх опреде-
ленных пределов, значительно ухудшают их качество и понижают
надежность работы поршневого двигателя. Отлагаясь во впускных
|рубопроводах и на клапанах, они приводят к уменьшению мощ-
ности и экономичности двигателя, а иногда и к аварийной его
остановке. С увеличением количества смолистых веществ увели-
чивается нагарообразование в камерах сгорания двигателя, осо-
бенно с непосредственным впрыском топлива.
Велико отрицательное влияние смолистых веществ на качество
реактивных топлив. Ухудшается их термоокислительная стабиль-
ность, сильно засоряются фильтры топливной системы, увеличива-
'гся нагарообразование в камерах сгорания двигателей.
Затормозить образование смол и осадков можно добавлением
н топливо антиокислительных присадок и подбором оптимального
химического состава нефтепродуктов, которые не должны содер-
жать непредельные углеводороды, гетероорганические примеси
должны присутствовать в оптимальных количествах.
Антиокислительные присадки добавляют в топлива в неболь-
ших количествах: от тысячных до сотых долей процента.
Из отечественных антиокислителей широко применяется пара-
оксидифсипламин
который в авиабензинах уменьшает окисление непредельных угле-
полоролов и распад антидетонатора — тетраэтилсвинца (ТЭС).
В реактивные топлива добавляется присадка ионол в количе-
i’iiii’ до 0,003 % по массе
ОН
сн5
Оценивают стабильность топлив по индукционному периоду
г, (Время в минутах, в течение которого топливо не окисляется в
| Iprjir кислорода под давлением 0,7 МПа и температуре 100°C),
₽ Юдгржаншо в топливе непредельных углеводородов, определяе-
мых по йодному числу (весу йода в граммах, присоединяющемуся
Ц непредельным углеводородам в расчете на 100 г топлива), а
Ммже но содержанию фактических смол — количеству миллиграм-
Mi/B шердых или полутвердых пе.клучих веществ. остающихся
после выпаривания 100 мл топлива под струен воздуха пли перс-
гр юго водяного пара (при нагреве до 180 °C для реактивного,
то ктнва и до 150 °C для бензина).
!ермнческая стабильность топлива характеризует
ею \стойчпвость к образованию нерастворимых осадков при на-
гревании в присутствии кислородгт и металлов. Опа имеет особе
важное значение для топлива сверхзвукового ВС, так как в баках
и в юпливиоп системе может нагреваться до температуры 100..
250 '('. Осадки и смолы, выпавшие из топлива, забивают топлив-
иь-:. филыры, форсунки и мзтыс шзоры ищущихся пар, Ч1О при-
вели к нарушению работы топлнворегулпрующеп аппаратуры
снижению подачи топлива в щпгатсль, ухудшению распыла топ-
лива. нарушению нормальной работы двигателя.
Для большинства реактивных топлив существует наиболее
«опасная» темпера[урная юна (140 ... 190'С). в пределах которой
осадкообразование и скорость отбивки ими филыров макси-
мальны.
Осадкообразование в топливе зависит oi его химического со-
става, концен1 рации кислорода в надтопливном пространстве и
р<ю!верейного в топливе, каталитического действия металлов (ме-
ди и се сплавов). Повысить термическую стабильность можно сле-
дующими способами:
- очисткой топлива от малостабильных углеводородов и гете-
роорганпческпх соединений (сернистых и кислородных) с помо-
щью методов гидроочистки и глубокою гидрирования;
применением эффективных антнокпелн юльных присадок;
-- удалением из топлива мнкрозагрязнеиий и воды в эксплуа-
i анионных условиях;
устранением контакта топлива с кислородом воздуха путем
азо'прования его перед заправкой ВС.
Термическая стабильность реактивных топлив оценивается в
ст з I нческих и динамических условиях. В статических условиях
гоиливо исиыгываюг в герменшиых колбах при температуре
150 "С с плас।инкой из меди. Продолжительность испытания топ-
лив ия о ишх - 4 ч. дтя других, более стабильных--.) ч. Отфиль-
трованный осадок определяется в миллиграммах на 100 мл топ-
лива.
Пены 1 апис в динамических условиях производится путем одно-
кра ЧЮ11 прокачки юплива, подо! ретого сначала в баке испыта-1
ге.п.пой установки, затем в трубчатом элементе. Оценка произвол
.инея по перепаду давления на контрольном фильтре и но цвету
отло/кений на ipyonaio.M подогревателе.
2К
2.1.9.	Коррозионные свойства топлив
Нефтяные топлива в основном состоят из углеводородов, кото-
рые коррозии металлов не вызывают. Коррозионная агрессив-
ность обусловливается присущ внем в топливах воды, водорасг-
юримых кислот и щелочен, органических соединений кислого ха-
рактера, сернистых соединении.
Водорастворимые кислоты и щелочи могут содержаться в топ-
шее вследствие недостаточного контроля за процессом его очист-
ки (они мог>т остаться в топливе в результате плохой щелочной
обработки и недостаточной промывки после защелачивания в про-
цессе производства). Наиболее вероятно присутствие в топливах
серной кислоты, едкого натра, сульфокислот и др. Эти вещества
водорастворимых кислот и щелочей в топливе
помощью индикаторов метилового оранжевого и
соот -
ньнывают сильную коррозию как цветных, так и черных металлов.
Содержание их в углеводородных топливах недопустимо.
Присутствие
• hiределяется с
фенолфталеина. Окрашивание водной вытяжки из топлива
иг1ственио в розовый или малиновый цвет указывает на присут-
ciniie в топливе водорастворимых кислот пли щелочей. В случае
положительной реакции топливо бракуется.
К органическим соединениям кислого характера, в тех пли
иных количествах всегда содержащихся is топливах, относятся
ни<|>тоновые кислоты, не полностью удаленные из топлива при его
Производстве, кислоты, образующиеся при окислении топлив в
процессе хранения, фенолы, асфальтогеновыс кислоты и т. п. При
ННретеленпых условиях, особенно в присутствии воды, они способ-
ны вызвать коррозию металлов, особенно цветных. Органические
И11глоты дают с медными и железными сплавами мыльный осадок.
||пмюму органическая кислотность топлив нормируется стандзп-
1пм
Сущность определения органической кислотности заключается
| ИЫиеленпи из топлива органических кислот кипящим этиловым
ЙИ1Н|ном и дальнейшей их нейтрализацией спиртовым раствором
Rtiio кали (КОН) в присутствии индикатора. Кислотность выпа-
PH’)i в мг КОН, требующегося для нейтрализации 100 мл гоп-
Ссрннс i ые соединения, входящие в состав топлив, по своей
ро Шинной агрессивности подразделяются на активные и неак-
Ыг.
th iiiHiihie сернистые соединения вызывают коррозию металлов
Непосредственном контакте с ними, к таким соединениям от-
t ггршюдород H2S, меркаптаны RSH и элементарную серу.
Н|Пнннческпх соединений серы наиболее опасны меркаптаны -
липкое тн с резким неприятным запахом. С цветными ме-
29
таллами они образуют слизистые осадки — меркаптиды.
Неактивные сернистые соединения, к которым относят сульфи-
ды RSR, дисульфиды RSSR, тиофаны СДЬ^З, тиофены CrtHrtS и
другие, коррозии металлов при контакте с ними не вызывают, а
поэтому не представляют опасности для резервуаров, трубопрово-
дов. топливных баков. Однако при сгорании любые сернистые
соединения образуют сернистый ангидрид SO2, который при взаи-
модействии с водой и кислородом воздуха образует коррозионно-
активную серную кислоту H2SO4, вызывающую сильную коррозию
деталей двигателей.
Чем меньше серы содержится в топливе, тем лучше. Однако
полное удаление серы из топлива сопряжено с большими трудно-
стями и требует больших материальных затрат. Поэтому часть
сернистых соединений в количестве, практически не влияющем на
коррозионный износ двигателя, может быть оставлена в топливе.
Содержание сернистых соединений в топливах нормируется стан-
дартами. Предельные нормы содержания серы устанавливаются
для каждого сорта топлива: для авиабензинов — не более 0,05 %,
для реактивных топлив — не более 0,25 %. Общее содержание се-
ры находят в результате сжигания 1,5 ...5,0 мл топлива и опреде-
ления количества сернистого ангидрида в продуктах сгорания.
Для реактивных топлив отдельно определяется содержание
меркаптаиовой серы, которая строго нормируется: для прямогон-
ных топлив не более 0,005 %, для гидроочищенных топлив не бо-
лее 0,001 %. Содержание меркаптановой серы определяют по ко-
личеству синего аммиачного раствора сернокислой меди, прореа-
гировавшего с топливом.
Кроме количественных методов определения общей и меркап-
тановой серы существуют качественные методы определения со-
держания активных сернистых соединений в топливах. Они обна-
руживаются в топливе испытанием на медной пластинке, которая
на 3 ч погружается в топливо, нагретое до 50 или 100 °C. Появле-
ние на тщательно зачищенной пластине черных, темно-коричневы|
или серо-стальных пятен и налетов указывает на содержание j
топливе активных сернистых соединений, способных вызвать кои
розию. Для углеводородных топлив не допускается никакого из
менения цвета пластинки.	1
Разрушению жаростойких сплавов, соприкасающихся с при
дуктами сгорания топлива, может способствовать наличие в той
ливе ничтожно малых количеств (тысячных долей процента) в!
надия, молибдена и некоторых других металлов; источником 
может быть как исходная нефть, так и применяемые в произвои
стве топлива катализаторы. Окислы этих металлов служат катя
лпзаторами газовой коррозии.	1
30	1
2.1.10.	Нагарообразующие свойства топлив
Образование и отложение нагара связано с недостаточной пол-
ни юй сгорания топлива, которая зависит от конструктивных осо-
<н нпостей двигателя, режима и условий его работы, а также от
химического состава топлива. Основными местами образования
тиара в газотурбинных двигателях являются внутренние стенки
/каровых труб камер сгорания, лопатки завихрителей воздуха со
» ।ироны зоны горения, торцевые и внутренние поверхности сопел
отливных форсунок и каналы для охлаждающего воздуха, внут-
ргппне поверхности воспламенителей и электроды свечей.* Обра-
ii»iiaiiiic в камере сгорания нагара влечет за собой крайне отрица-
ir.ri.in.ie явления: нарушается аэродинамика газового потока, а
».'К’иовательно, качество смесеобразования, что ведет к неудовлет-
йпрнтельному использованию топлива. Вследствие низкой тепло-
проводности нагара металл камеры сгорания под ним перегрева-
ми н, поэтому возможно местное коробление и даже растрескива-
ние Уносимые газовым потоком частицы нагара оказывают разру-
шающее действие на лопатки турбины. Образование нагара на
фнрсунках изменяет форму распыленной струи топлива, что может
Прицеп п к нарушению смесеобразования и к прогару камеры сго-
pmiiHi при струйной подаче топлива.
Имеется определенная связь между склонностью реактивного
liii.'i к нагарообразованию в двигателе и некоторыми показа-
tf.'IMMit качества топлива. Так, например, нагарообразующая спо-
ФМШн । к топлива увеличивается с повышением содержания в нем
нческих углеводородов, фактических смол и серы; чем тя-
фракционный состав топлива, тем больше может образо-
ши ара в двигателе. С увеличением высоты некоптящего
ШйМпнп и люминометрического числа нагарность топлива умень-
ШН'и.
ЕншЛн условной оценки нагарообразующих свойств реактивного
ИКийл пользуются двумя показателями — высотой некоптящего
и люминометрическим числом. Оба показателя опреде-
И одном и том же приборе ПЛЧТ-69, состоящем из люмино-
и стандартной фитильной лампы, оборудованной полуавто-
поджогом фитиля и механизмом вертикального пере-
горелки. С помощью люминометра измеряют высоту не-
^^^Кц?го пламени, оценивают яркость пламени и температуру
^^кИйД пламенем.
определении высоты некоптящего пламени в фитильную
Hi Л ним ют 10 мл испытуемого топлива и зажигают фитиль,
и опуская фитиль до появления и исчезновения коптя-
31
шего пламени, измеряют высоту некоптящего пламени в милли-
метрах.
Люминометрическое число характеризует интенсивность тепло-
вого излучения пламени при сгорании топлива, иными словами —
радиацию пламени. Чем выше люминометрическое число топлива,
тем эффективнее его сгорание — меньше нагара отлагается на
стенках камеры сгорания, ниже температура стенок камеры cro-j
рания и лопаток газовой турбины.	।
О нагарообразующих свойствах топлив косвенно можно судить
по таким показателям, как зольность и содержание ароматические
углеводородов.
2.1.11.	Противоизносные свойства топлив
i
Надежность п долговечность работы агрегатов топливных сно
тем ВС зависит главным образом от износостойкости многочиа
ленных трущихся пар скольжения и качения, работающих в сред!
топлива.	1
Интенсивность развития процессов, вызывающих износ дета
лей, во многом определяется скоростью относительного двпжешя
трущихся пар, удельными нагрузками, температурами, возни
лающими на поверхностях трения, свойствами конструкционньи
материалов деталей и смазывающей жидкости.	I
Многочисленные испытания, а также опыт эксплуатации газ|
турбинных двигателей показали, что физико-химические свойств
топлив во многом определяют длительность надежной рабоп
насосов-регуляторов.	|
Способность топлива как рабочей жидкости снижать степей
износа трущихся деталей механизма во время его работы приня|
называть иротивоизносными свойствами топлив.	1
Наличие в топливе поверхностно-активных веществ (ПАВ)!
которым относятся нафтеновые и другие органические кисло'!
сернистые и азотистые соединения положительно влияют на п!
тивоизносные свойства топлив. Адсорбируясь на поверхности я
таллов трущихся пар, ПАВ образуют прочную граничную плен!
снижающую силу трения и изнашивание металлов. Удаление!
топлив ПАВ, например, при гидроочистке, способствует резкеи
ухудшению их противоизносных свойств. Для улучшения протм
износных свойств гидроочищенных топлив применяют против®
иосные присадки. Например, в топливо РТ при изготовлении а
дят присадку «К» (нафтеновые кислоты) до 0,003 % по объя
Противоизносные свойства топлив оценивают при испита!
насосов-регуляторов в стендовых условиях или на лаборатор!
установке.	I
32	I
2.1.12.	Общие требования к топливам
От качества топлива в той или иной степени зависят легкость
ишуска двигателя, быстрота прогрева и перехода на рабочий ре-
жим (приемистость), развиваемая двигателем тяга (или мощ-
ность), экономичность двигателя, устойчивость и надежность его
работы в течение установленного ресурса. При любых эксплуата-
ционных условиях топливо должно обеспечивать надежное проте-
кание процессов подачи, смесеобразования, сгорания, удаления
продуктов сгорания из двигателя, не вызывая при этом износа
илп перегрева деталей, коррозии, загрязнения двигателя. Жела-
н'льио, чтобы в ограниченном объеме топливных баков помеща-
лось возможно большее количество топлива. При транспортиров-
ке. хранении и заправке важное значение имеет стабильность топ-
лива, удобство и безопасность обращения с ним.
Требования, предъявляемые к энергетическим свой-
г । в а м топлива:
высокая теплота сгорания;
высокая скорость сгорания;
высокая теплоемкость продуктов сгорания;
высокая полнота сгорания;
низкий стехиометрический коэффициент;
высокое газообразование;
высокая плотность.
Требования, предъявляемые к свойствам топлив, обеспечиваю-
щим падежную работу двигателя и топливной
#Иг т г м ы:
невысокая вязкость (особенно при низкой температуре), га-
{цитирующая хороший распыл топлива при поступлении в камеру
и и я;
оптимальная испаряемость (фракционный состав и давле-
W насыщенных паров), достаточная для хорошего смесеобразо-
&ИИ)1 перед сгоранием, в том числе при запуске, но не вызываю-
р|И кавитации в топливной системе и потери паров из баков;
Ж интенсивное и устойчивое горение в широком диапазоне со-
гмгсен;
|L < высокая термическая стабильность и химическая стойкость;
К 1 отсутствие нагарообразования;
Кл" Низкая излучательная способность пламени;
к ж- отсутствие коррозионного воздействия;
К	удовлетворительные противоизносные свойства;
К	низкая температура кристаллизации;
отсутствие механических примесей и свободной воды;
К физическая однородность в широком диапазоне температур.
Um ।	зз
Требования, предъявляемые к свойствам топлива, обеспечиваю-
щим технологичность хранения и транспорти-
рования:
—	химическая стабильность при длительном хранении;
—	низкая летучесть;
—	пологая вязкостно-температурная зависимость;
—	низкая температура застывания;
—	низкая гигроскопичность;
—	взрывобезопасность;
—	низкий уровень токсичности топлива и продуктов его сго-
рания;
—	возможность транспортирования в обычных средствах тран-
спорта (трубопроводы, железнодорожные цистерны, танкеры).
Реальные топлива, как правило, не обладают всем комплексом
желательных свойств. К каждому топливу предъявляются высокие
требования только по тем свойствам, которые являются решающи-
ми для его использования в двигателях определенного типа. К
остальным менее существенным свойствам обычно предъявляются
лишь минимальные требования.
2.2.	РЕАКТИВНЫЕ ТОПЛИВА
2.2.1.	Общая характеристика и технические требования
к реактивным топливам
На ВС с газотурбинными двигателями в ГЛ применяют топли-
ва марок ТС-1 (ГОСТ 10227—62) и РТ (ГОСТ 16564—71),
которые в условиях эксплуатации являются взаимозаменяемыми.
Разрешается заправка и дозаправка ВС любым топливом назван-
ных марок, а также их смесями. Разрешается смешение топлив
РТ и ТС-1 в резервуарах складов ГСМ предприятий ГА в любых
соотношениях. Однако показатели качества смесей топлив, неза-
висимо от количества смешанных компонентов, нс должны выхог
дить за пределы технических требований на смеси этих топлив.
Топливо ТС-1 является прямогонной лигроино-керосиновой
фракцией, полученной из сернистых нефтей. При его производстве;
щелочную очистку и водную промывку не выполняют, так как дис*
тиллят топлива имеет низкую кислотность, которая не превышав!
0,5 ... 0,7 мг КОН на 100 мл. Если в дистилляте содержание мер!
каптановой серы повышено (более 0,005 %), его компаундируют^
гидроочищенной фракцией, массовая доля которой может достш
гать 30 ... 70 %.
Топливо ТС-1 имеет облегченный фракционный состав (темпе
ратура выкипания 98 % топлива не выше 250 °C). Данное ограни
34
чение вызвано тем, что во фракциях сернистых нефтей, выкипаю-
щих при температуре выше 250 °C, содержится значительное ко-
личество бициклоароматических углеводородов. В топливе ТС-1
содержится немного смолистых веществ и малостабильных угле-
водородов, поэтому оно имеет удовлетворительные термоокисли-
|ельную стабильность и противоизносные свойства.
Топливо РТ получают с помощью гидроочистки прямогон-
ных дистиллятов нефти с высоким содержанием меркаптановой
серы. Оно’ обладает повышенной по сравнению с топливом ТС-1
н’рмоокислительной стабильностью. Для улучшения противоизнос-
ных свойств в топливо введена в количестве 0,002 ... 0,004 % по
массе противоизносная присадка, а для повышения стабильности
и условиях храпения — присадка ионол в количестве 0,003 % по
Мпссе.
Основные технические требования к качеству реактивных топ-
лнн и их смесей приведены в табл. 2.
Таблица 2
Технические требования на реактивные топлива
	F	1орма для марок	
Наименование показателей	|	1		С м ее и
г	ТС-1	i 1	рт !	РТ с ТС-1
1	2	з	4
||j|ihunciь при 20 СС, г/см3,			
Н Менее	0,775	0,775	0,775
I PMiH’p.'H vpa начала перегонки, °C	Не выше	Не ниже	Не выше
	150	135	150
Ю И" пбьему перегоняется при			
vp<\ С. не выше	165	175	175
% П" ""ьгму перегоняется при			
ВКНПфиН |н’. С, не выше	195	225	225
Кр| Чк П" ""|.<'му перегоняется при			
Уре. С. не выше	230	270	270
Но обы’.му перегоняется при			
V|ir,	не выше	250	280	280
^ИМ|ШЧ'|| кинематическая, мм2/с:			
П Не	1,25	1,25	1,25
, не более	8,0	16,0		
Й rioinimoi шитая.			
III* Mel|ее	42914	43 120	—
35
Окончание табл.
	1_	i	2	3	4
Высота некоптящего пламени, мм,			
не менее Кислотность, мг КОН на 100 мл	2о	25	—
топлива, не более Йодное число, г йода на 100 г	0,7	0,5 1 1	0,7
топлива, не более Температура вспышки, определяе-	3,5 1 J	0.5		
мая в закрытом тигле, °C, не ниже Температура начала кристаллиза-	28 -60	’	28 —60	28
цни, °C, не выше Термическая стабильность в ста- тических условиях при 150 °C в те- чение 5 ч, количество осадка, мг на	—55 * 1 i	-55 *	
100 мл топлива, не более Содержание ароматических угле-	10	(5	—
водородов, %, не более Содержание фактических смол,	22,0	18,5 22,0 *	
мг/100 мл топлива, не более Содержание общей серы, %, не	5,0	4,0	6,0
более в том числе меркаптановой, %, не	0,25	0,10	—
более Испытание на медной пластинке при 100 °C в течение 3 ч	0,005	0,001 ) Выдерживает		
Зольность, %, не более Содержание мыл нафтеновых кис- лот Содержание суммы водораствори- мых щелочных соединений Содержание водорастворимых кислот Содержание нафталиновых угле-;	0,003	0,003 1 Отсутствие Отсутствие Отсутствие	'1,003 1 1
водородов, %, не более Содержание сероводорода Содержание механических приме- сей и воды	1,5	i	1.0 i	1.5 * Отсутствие Отсутствие	
* Показатель допускается для топлив из западносибирской нефти.
36
2.2.2.	Взаимозаменяемость топлив
Топлива ТС-1 и РТ могут заменяться топливами социалисти-
ческих стран: Т-1, ТС-1 (Болгария); TS-1 (ГДР); RP-1 (Китай);
I Г< >1 (Куба); PSM-2 (Польша); Т-1, Jet А-1 (Румыния); PL-6
(Чехословакия); GM-1 (Югославия). Капиталистических стран:
let Л-1, АТК. ATP, Avcat, Avtur, Jp-1, Jp-5 и др.
Перечисленные топлива представляют собой нефтяные фрак-
ции (150 ... 280 °C). Зарубежные топлива ряда стран имеют темпе-
p.iivpy кристаллизации выше минус 60 °C, например, топлива
\\i.H-40 и Avtur-50 имеют соответственно температуры начала
криг । аллизацин минус 40 и минус 50 °C.
2.3.	АВИАЦИОННЫЕ БЕНЗИНЫ
2.3.1.	Особенности процессов смесеобразования и сгорания
в поршневых двигателях
Все современные авиационные поршневые двигатели — четы-
ргмактные с искровым зажиганием.
Но способу смесеобразования они делятся на две группы:
ишгатели с внешним смесеобразованием, в которых распы-
/Рч1нс юплива, перемешивание его с воздухом и испарение осуще-
V I иля ют ся вне цилиндра в специальном агрегате — карбюраторе
(карбюраторные двигатели);
двигатели с внутренним смесеобразованием, в которых топ-
ливо и определенный регулируемый момент подается через фор-
непосредственно в цилиндры двигателя специальным насо-
IHM высокого давления (двигатели с непосредственным впрыском).
Il’lhi реп не топлива в поршневых двигателях происходит на такте
Й1’йгы1шпия и сжатия (около 0,02 с).
Для обеспечения полного испарения топлива за такой корот-
промежуток времени необходимо легкоиспаряющееся топли-
|f) пен ши с пределами выкипания 40 ... 180 °C.
Ногле нчжпгания горючей смеси пламя за 0,002 ... 0,003 с рас-
Мш |р11няг|ся ио камере сгорания в виде фронта. Скорость рас-
| р и 11 еп 11 я фронта пламени равна примерно 15... 30 м/с. Рас-
ДВйУМНЫг продукты сгорания, расширяясь, резко сжимают и силь-
|& ни priniioi еще не сгоревшую смесь впереди фронта пламени.
ЯГ |нмул||Н1 и* лого в ней идет быстрое окисление углеводородов.
№ Util лигно iropim цепных реакций, окисление идет через после-
Мшчфлiiiiur11. промежуточных реакций образования промежуточ-
HpoHVK тон, осуществляющих переход реагирующей системы от
37
исходного состояния к конечным продуктам. Такими промежуточ-
ными продуктами могут быть перекиси, молекулы и их «осколки»
с группой ОН, атомы водорода и кислорода, свободные радикалы
ОН, CH, СН2. Наиболее химически активные из них (атомы, ра-
дикалы) играют очень важную роль активных центров реакций:
появление одного из них может повлечь за собой лавинообразную
массу превращений в реагирующей системе, в которых участвуют
конечные продукты окисления и менее активные насыщенные мо-
лекулы углеводородокислородных соединений (альдегиды, спирты,
аминокислоты), способствующие образованию все новых актив-
ных центров.
В зависимости от условий в зоне реакции может развиваться
неразветвленная или разветвленная цепная реакция. В первом
случае вместо одного активного центра образуется один новый, п
реакция идет до тех пор, пока не израсходуются реагенты. Во вто-
ром случае в результате реакции в одном активном центре могут
образоваться два или больше новых активных центров: как след-
ствие, реакция окисления саморазгоняется, несмотря на то, что
концентрации реагентов уже начали убывать. Процесс ускоряется,
так как возрастают энергия соударений и в результате дробления
молекул — число центров реакций. При разветвленной цепной ре-
акции скорость сгорания могла бы
быстро увеличиться до бесконечно-
сти. Однако этого не происходит,
так как часть ответвлений в реак-
ции обрывается (главным образом
около стенок камеры сгорания), а
количество частиц, вступающих в
реакцию, уменьшается по мере рас-
ходования смеси. Достигнув макси-
мальной величины, скорость реак-
ции начнет уменьшаться.
При нормальном сгорании про-
исходит постепенное выравнивание
давления в сгоревшей и несгорев-
шей частях смеси. Скорость распро-
странения фронта пламени при нор-
мальном сгорании относительно не-
велика и не превышает 40 ... 45 м/с.
При некоторых условиях нор-
мальное сгорание может нарушить-
ся и перейти в детонационное
(рис. 2). Детонация — слож-
ный химико-тепловой процесс, раз-
Рис. 2. Развернутая индика-
торная диаграмма двигателя
с искровым зажиганием:
1—нормальное сгорание; 2 —
детонационное сгорание; Р —
давление в цилиндре; — угол
поворота коленчатого вала
38
пинающийся в горючей смеси при особых условиях; внешними при-
знаками детонации являются появление звонких металлических
звуков в цилиндрах двигателя, снижение мощности и перегрев
щигателя, выброс из выхлопной системы черного дыма, двигатель
работает неуравновешенно, наблюдается его тряска.
Возникновению детонации двигателя и ее интенсификация спо-
собствуют топлива с низкой детонационной стойкостью, обогащен-
ные (а~0,9) составы смеси, высокая степень сжатия, большие
нагрузки на двигатель, снижение частоты вращения вала двигате-
ля, чрезмерно большой угол опережения зажигания, высокие тем-
пературы и давления на впуске в двигатель, перегрев стенок ка-
меры сгорания, увеличение размеров цилиндров.
Детонационное сгорание возникает в наиболее удаленном от
свечи зажигания месте, расположенном около горячих с гонок, т. е.
him, где высокая температура и давление действуют наиболее
злительво. Смесь до прихода фронта пламени нормального сгора-
ния успевает в таких местах сильно перегреться и подвергается
интенсивному сжатию при распространении фронта пламени, что
способствует быстрому развитию в ней предпламенных реакций с
образованием и накоплением химически активных промежуточных
продуктов (радикалы-, перекиси, атомы водорода и кислорода).
В результате таких процессов смесь сильно активируется, воз-
никает самовоспламенение смеси с самоускоряющимися процесса-
ми. Сгорание приобретает взрывной характер с резким местным
повышением температуры и образованием ударной волны давле-
ния, скорость ее распространения в камере сгорания может дойти
ю 1000... 2300 м/с. Отражаясь от стенок камеры сгорания, удар-
ная волна образует новые волны и новые очаги воспламенения,
приводящие к развитию диссоциации с образованием окиси угле-
рода, атомарных углерода, водорода, кислорода и поглощением
большого количества теплоты. Продукты диссоциации и несгорев-
шая часть топлива догорают в процессе расширения неполностью
и с меньшей! эффективностью, мощность и экономичность двигате-
ля снижаются, а его перегрев и дымление на выпуске увеличива-
нися гем сильнее, чем в большем объеме смеси развивается дето-
нация. Ударные волны, действуя локально и кратковременно, не
повышают работу газов, но резко увеличивают теплоотдачу в стен-
ки, механические и тепловые ударные нагрузки на детали, газовую
Корре мню поверхностей, особенно днищ поршней. Длительная ра-
бота двигателей с детонацией недопустима.
Внешние признаки детонации начинают проявляться, когда де-
юинрует около 5 % смеси. При детонации средней интенсивности
Л«‘I(ишруег 10... 12 % рабочей смеси и детонация становится очень
гплиюн, если детонирует 18... 20 % смеси.
39
Наиболее эффективное средство предотвращения детонации в
двигателе — это применение топлива, имеющего достаточную де-
тон а ц 11он н у ю стоп кость.
2.3.2.	Методы улучшения детонационных свойств бензинов
По мере совершенствования двигателей с искровым зажига-
нием возрастают требования, предъявляемые к детонационной
стойкости топлив. Поэтому естественно стремление найти более
экономичные пути получения бензинов, обладающих высокой де-
тонационной стойкостью.
Современные бензины, как правило, готовят смешиванием не-
скольких компонентов. Смешение (компаундирование) компонен-
тов позволяет получать товарный продукт с необходимым качест-
вом, рационально используя свойства каждого компонента. Ком-
паундирование позволяет, например, при изготовлении товарных
бензинов вовлекать бензиновые фракции с недостаточно высоко!!
детонационной стойкостью, которая затем улучшается добавле-
нием высокооктановых компонентов и антидетонационпых при-
садок.
Наиболее эффективным и экономически выгодным способом
повышения детонационной стойкости бензинов является добавле-
ние к ним а и т и д е то н а ц и о н н ы х присадок — антидето-
наторов. Антидетонаторы добавляют в бензин в незначительном
количестве. Они практически не изменяют его химического со-
става.
В 1921 г. был открыт весьма эффективный антидетонатор —
ТЭС — РЬ (С2Н5)4, который до настоящего времени применяется
во всех странах. Тетраэтилсвинец — бесцветная тяжелая жидкость,
плотностью 1,652, кипящая с разложением при 200 °C.
Недостатком ТЭС как антидетонатора является неполный вы-
нос свинца из цилиндра двигателя вместе с отработавшими га-
зами. Около 10 % общего содержания свинца в бензине остается
на стенках камеры сгорания (в основном в виде окислов свинца).
Освинцеванис камеры сгорания нарушает нормальную работу
двигателя. Нарушение и даже прекращение работы двигателя
происходит прежде всего из-за замыкания контактов свечей зажи-
гания, на которых отлагаются окислы свинца. Кроме того, плохой
вынос свинца вызывает быстрый износ деталей двигателя и спо-
собствует увеличению осадков в масле.
Для лучшего выноса свинца из цилиндра двигателя ТЭС сме-
шивают с галоидпроизводными соединениями жирного ряда (бро-
мистыми и хлористыми), называемыми выносителями. При добав-
лении к бензинам ТЭС не в чистом виде, а в смеси с этими веще-
ствами в процессе сгорания образуются не окислы свинца, имею-
40
тис температуру плавления около 880 °C, а бромиды (/11Л «390 °C)
и хлориды (См ~ 500 °C) свинца, которые значительно легче вы-
носятся из цилиндра с отработавшими газами.
Смесь ТЭС с выносителем называют этиловой жидкостью.
В настоящее время вырабатывают этиловую жидкость трех
марок: Р-9, 1-ТС и П-2. Компонентный состав этиловых жидкос-
reii приведен в табл. 3.
Состав этиловых жидкостей
Таблица 3
Массовая доля компонентов
Компонеиты	в этиловой жидкости,		Н-2
	Р-9	1-тс !	
Тетраэтилсвинец Pt>(СТI -)4	54,0 1	58,0	55.0
Галоидированные углеводороды:			
(||н»МПСТЫЙ этил С2Н3Вг	33.0	—	—
лпбромэтан CjH.jBr	—	36,0	~ 
иибромпропан С3Н3Вг2	1	'	—	34.4
ч |ирпафталии С10117(Т	6.8 1	—	5,5
Красители	I	0,1	0,5	0,1
Антиокислитель — параоксидифе- ♦111 '1.1 мин	1 0,02—0,03	0,02-0,03	0,02—0,03
Наполнитель — бензин Б-70	• До 100	!	До 100	До 100
।
Этиловые жидкости Р-9, 1-ТС и П-2 отличаются одна от дру-
Inii тем, что содержат разные выносители.
Недостатком выносителя бромистого этила, содержащегося в
Жидкости Р-9, является то, что он кипит при 34 СС и при хранении
пилированных бензинов быстро из них испаряется.
Выпосптель дибромэтан, содержащийся в жидкости 1-ТС, ли-
шен этого недостатка, но при температуре минус 8 °C начинает
Ирис ।аллпзоваться и выпадает из раствора, что делает невозмож-
ным применение бензина зимой.
Э|иловая жидкость П-2 содержит выноситель дибромпропан,
< 1рыи кипит при температуре 141 °C и кристаллизуется при
hMIK'1'.тгуро минус 55 °C. Поэтому жидкость П-2 не имеет недос-
IltkoH. присущих жидкостям Р-9 и 1-ТС, и является более каче-
ItH^HHoii
При юбавлении к бензину ТЭС наиболее эффективно дейст-
Й1ИН первые порции. Добавление ТЭС в количествах, превышаю-
Нм 3,3 г на 1 кг бензина, оказывается нецелесообразным. Ука-
41
(МЦТМ) СНзС5Н4Мп(СО)3.
Содержание тзс сл.О’-.пиое
Рис. 3. Влияние ТЭС на повы-
шение октановых чисел топлив
(а) и сортности на богатой
смеси (б)
занная концентрация ТЭС является предельной для авиационных
бензинов, так как дальнейшее ее повышение ведет к возрастанию
отложений соединений свинца на стенках камер сгорания (рис. 3).
В пятидесятые годы были найдены весьма эффективные антиде-
тонаторы, в состав которых входит марганец. Более перспектив-
ным является метилциклопентадиенилтрпкарбонилмаргансп
Он представляет собой прозрачною
маловязкую жидкость светлоянтар-
ного цвета со слабым травянистым
запахом. Его плотность равна 1.39,
температура кипения 233 °C. Бен-
зиновые растворы с МЦТМ неток-
сичны.
При исследованиях марганцево-
го антидетонатора замечена харак-
терная особенность: он повышает
детонационную стойкость бензина,
содержащего ТЭС, при этом особен-
но эффективны первые порции
МЦТМ. В США выпущена антидс-
тонационная смесь AK-33Mix, со-
стоящая из ТЭС и МЦТМ (0,052 г
марганца на 1 мл ТЭС).
Кроме этих антидетонаторов в
ряде стран используют тетраметил-
свинец (ТМС) РЬ(СН3)4 и его сме-
си с ТЭС. Тетраметилсвинец по эф-
фективности действия примерно
равноценен ТЭС и даже несколько
превосходит его при добавлении к
высокооктановым бензинам. К не-
достаткам ТМС следует отнести сто
высокую токсичность и несколько большую стоимость, чем ТЭС.
Улучшить детонационную стойкость бензинов можно также
добавлением высокооктановых компонентов.
В отличие от антидетонаторов высокооктановые компоненты
добавляют в бензин в значительно больших количествах, до 40
Наибольшей детонационной стойкостью обладают изопарафинов
вне и ароматические углеводороды, поэтому некоторые из ни^
применяются в качестве высокооктановых компонентов авиациош!
ных бензинов. При этом изопарафиновые углеводороды повышаю!
их октановое число на бедной смеси, а ароматические углеводоро-
ды способствуют повышению детонационной стойкости бензинов
на богатых смесях.	I
42
1
К высокооктановым изопарафиновым углеводородам следует
отнести изооктан, изопентан, неогексан, триптан, алкилат и др.
Изопарафиновые углеводороды, добавляемые к бензину, имеют
низкую температуру плавления, мало гигроскопичны и обладают
высокой чувствительностью к ТЭС.
Более широкое распространение получили технический изоок-
lan и алкилат. Изооктан технический содержит до 92 % 2,2,4-три-
метилпентана, остальные 8 % составляют изооктаны другого
строения и некоторые другие изопарафиновые углеводороды.
Очень мало отличается по химическому составу от технического
июоктана алкилат, который, являясь продуктом алкилирования
п юбутана изобутиленом, также представляет собой в основном
• месь изооктанов различного строения.
К высокооктановым ароматическим углеводородам следует от-
нести пиробензол, алкилбензол, изопропилбензол (кумол) и то-
луол, реже применяют бензол. Достоинством этих компонентов
являются их значительная детонационная стойкость и высокая
•ортпость.
Но при применении этих ароматических компонентов необхо-
iiiMo учитывать и присущие им отрицательные свойства, которые
вынуждают ограничивать процентное содержание их в смеси с
Гн'н шнами.
Многие ароматические углеводороды имеют высокую темпера-
ivpy замерзания и при добавлении в бензины повышают их темпе-
ра i у ру начала кристаллизации. Одним из недостатков ароматиче-
ских углеводородов является пониженная их чувствительность к
ГЭС. Большинство ароматических углеводородов отличается пло-
хой испаряемостью ввиду высокой температуры кипения и низкого
1йплгния насыщенных паров. Топлива, богатые ароматическими
yi леводородами, наиболее склонны к нагарообразованию и к ка-
лильному зажиганию. Кроме того, ароматические углеводороды
Имеют высокую гигроскопичность и по сравнению с другими угле-
водородами меньшую массовую теплоту сгорания. Содержание
Промптавеских углеводородов в авиабензинах, например, не долж-
но превышать 35 %.
2.3.3.	Оценка детонационной стойкости бензинов
1 Детонационная стойкость авиационных бензинов оценивается
Шуми показателями: октановым числом и сортностью. Эти пока-
Kwili определяют испытанием бензина на специальных установ-
И|Д стандартных одноцилиндровых двигателях — и сравнением
К 1ТИлонными топливами. Октановое число определяют на уста-
Цие с переменной степенью сжатия по моторному методу, а
F	43
сортность — на установке с переменной степенью наддува по авиа-
ционному методу.
Моторный метод определения октановых чисел заклю-
чается в том, что при работе специального одноцилиндрового дви-
гателя (ИТ9-2 или УИТ-65) на испытуемом топливе изменением
степени сжатия устанавливается стандартная интенсивность дето-
нации. Затем подбирается такое эталонное топливо, которое при
данной степени сжатия и составе смеси даст такую же интенсив-
ность детонации, как и испытуемое.
В качестве эталонного топлива применяется смесь изооктана
С8Н18 и нормального гептана С7Ы!6. Высокая детонационная стой-
кость изооктана условно принята за 100 единиц, а низкая детона-
ционная стойкость нормального гептана — за нуль.
Октановое число бензина — доля (в процентах по объему) изо-
окина в эталонном топливе, которое по своим антпдетонацион-
ным свойствам оказалось равнозначным бензину. Так, например,
если октановое число бензина 70, то это означает, что топливо де-
тонирует так же, как смесь 70 % нзооктана и 30 % гептана. Окта-
новое число характеризует детонационную стойкость бензина при-
менительно к крейсерским режимам работы двигателей.
Авиационный метод служит для оценки детонацион-
ной стойкости бензинов на богатых смесях. На режиме полной
мощности (взлетный), когда двигатели работают на богатой сме-
си (а~0,6), детонационная стойкость совершенно иная, чем на
бедной смеси. При этом почти у всех авиационных бензинов (со-
держащих антидетонатор) она выше 100. В качестве эталонов при
определении сортности бензинов применяют изооктан с добавле-
нием различных количеств антидетонатора—ТЭС. Эталоны тари-
руют на одноцилиндровой установке при а = 0,6 и для каждого из
них устанавливают сортность, например, изооктан с концентра-
цией! ТЭС 0,76 мл/кт имеет сортность 130 и т. д. (см. рис. 3). Сорт-
ность показывает мощность, развиваемую двигателем на испытуе-
мом бензине в процентах, полученную при повышении наддува
до начала детонации, по отношению к мощности двигателя, рабо-
тающего на изооктане, не содержащем ТЭС, принятой за 100 %.
Сортность бензинов определяют на установке ИТ9-1 при посто-
янной степени сжатия, равной 7,0: находят, какое эталонное
топливо начинает детонировать при такой же мощности, как и
испытуемый бензин. Сортность бензина принимается равной сорт-
ности этого эталона. Например, на испытуемом авиабензине moiuj
ность двигателя на 30 % больше, чем на изооктане, следовательно»
сортность бензина равна 130. Чем выше сортность бензина, тем
лучше его аптидетонационные свойства на богатой смеси.
*	л
44
2.3.4.	Марки авиационных бензинов
Нефтяная промышленность вырабатывает авиационные бензи-
ны Б-95/130 и Б-91/115 (ГОСТ 1012-72), технические нормы на ко-
юрые приведены в табл. 4.
В наименование марок авиационных бензинов входят буква и
(робь, в числителе которой указывается октановое число, а в зна-
менателе — сортность бензина.
Авиационные бензины Б-95/130 и Б-91/115 готовят на базе бен-
iiiiioB каталитического крекинга, риформинга и прямогонных бен-
шповых фракций с добавлением высокооктановых компонентов
(алкилбензин, алкилбензол, толуол) и этиловой жидкости.
Т а бл и ц а 4
Технические нормы на авиационные бензины
ГОСТ 1012—72
Показатель	i ---------- —;------------
1	5-95/130	Б-91/115
1	2	3
1 Содержание тетраэтилсвинца,	1	
।/м, не более	3,1	2,5
Чеюнационная стойкость:		
uhHiiioBoe число по моторному мс-		
юлу, не менее	95	91
lupi кость на богатой смеси, не		
Miller	115	115
Удельная теплота сгорания низ-		
шин, кДж/кг, не менее	42 947	42 947
Фрикционный состав: |»»М11грптура начала кипения, "С,		
lit» МГНГГ	40	40
HMlii'pniура выкипания 10%, С,		
НИ Nblllle	82	82
flMlirpniура выкипания 50%, СС,		
НМП1Г	105	105
гЙМИерйтура выкипания 90%, °C,		
Ер ИМ III Г	145	145
ИЦНРри1 ура выкипания 97,5%, СС,	1	
К МИН'	;	180	180
ММЦНМ. %, не более	1	1’5	’’5
^^шрМЯЛ1Н1И<* насыщенных паров, Па:	1	1
ИрйИ1'«'	33 325	29 326
Нр	45 422 1	47 988
45
1
Кислотность, мг КОН на 100 мл
бензина, не более
Температура начала кристаллиза-
ции, С, не выше
Йодное число, г йода на 100 г
бензина, нс более
Содержание ароматических угле-
водородов, %
Содержание серы, %, не более
Содержание фактических смол, мг,
в 100 мл бензина, не более
Испытание на медной пластинке
Содержание водорастворимых
кислот и щелочей
Содержание механических приме-
сей и воды
Прозрачность
Цвет
Содержание параоксидифснила-
мина, %
Период стабильности, ч, нс менее
Плотность при 20 °C, г/см3
Окончание табл. 4
1	2	j	3
1,0	1,0
0,3	0,3
—60	60
10	2,0
6 1	2,0
35 '	
0,05	0,05
0,03	0.03
4	3
j	Выдерживает	
i ।	Отсутствие I	
.	Отсутствие	
!	Прозрачный	
Желтый	Зеленый 1 к
0.002—0,005	!	0,002—0,005
8	;	s
12 i	12
i	Определение	обязательно
Примечание. В знаменателе приведены показатели для высшей кате-
гории качества бензинов Б-95/130 и 5-91/115.
Количество ТЭС не должно превышать: для бензина Б-91/115—
2,5 г на 1 кг бензина, для Б-95/130 — 3,1 г на 1 кг бензина. Кроме
того, в высокооктановые авиабензины вводят в качестве антиокис-
лителя параоксидифениламин (0,002 ... 0,005 %) и краситель (6 м^
на 1 кг бензина). Бензин Б-95/130 окрашивают жирорастворимый
желтым красителем К, а бензин Б-91/115 — жирорастворимым
зеленым красителем 6Ж-	I
46
Кроме этих бензинов, в ГА для технических целей и при опро-
бовании двигателя с целью подготовки для съема с ВС применя-
ется неэтилированный бензин Б-70 (ТУ 38101913—82). Его готовят
на базе бензина прямой перегонки нефтей нафтенового основания,
смешивая его с ароматическими компонентами, содержание кото-
рых в товарном бензине не должно превышать 20 %. Бензин Б-70
можно приготовить компаундированием некоторых газоконденса-
тов с алкилбензином.
Методические указания
При изучении материала данного раздела необходимо особое
внимание уделить таким эксплуатационным свойствам топлив,
как теплота сгорания, испаряемость, стабильность, низкотемпера-
турные, коррозионные, нагарообразующие и противоизносные
свойства, от которых во многом зависит эффективная, надежная
и долговечная работа авиационной техники.
Рассматривая вопросы применения авиабензинов, следует глуб-
же изучить процессы сгорания топливовоздушных смесей, обратив
внимание на детонационное сгорание. Знание причин возникнове-
ния детонации, ее зависимости от конструкционных факторов и
химического состава топлив необходимо при изучении методов
улучшения детонационных свойств бензинов.
Изучая марки реактивных топлив и авиабензинов, следует об-
рашть внимание на различие физико-химических показателей и
технологии получения топлив.
•Литература: [1]; [2]; [3]; [4].
Контрольные вопросы
1.	Как определить теплоту сгорания топлив?
2.	Какими показателями нормируется фракционный состав авиационных
НИ1.1ПВ?
3.	Как изменяется вязкость с изменением температуры? Какими методами
и теряется вязкость?
I. Что такое обратимая и необратимая гигроскопичность?
Какими методами повышается термическая стабильность реактивных
ItJH IIIB?
б. Как влияет химический состав топлива на его противоизносные свойства?
/. Что такое октановое число и сортность авиабензина?
Н. Что называется детонацией и почему она недопустима при работе дви-
fUi» in?
9 Назовите марки современных реактивных топлив и авиабензинов. В чем
Jh рл ишчие?
47
3.	СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
3.1.	СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА
3.1.1.	Функции, выполняемые смазочными маслами
Главным назначением смазки любого механизма является
уменьшение износа трущихся деталей и снижение мощности, за-
трачиваемой на трение. Мощность, затрачиваемая на трение, бла-
годаря смазке уменьшается в сотни раз. При современных скоро-
стях и нагрузках узлы трения двигателей и силовых передач
разрушились бы без смазки в течение нескольких секунд из-за за-
дира, заклинивания или расплавления и сваривания деталей вы-
деленным при трении теплом.
Смазочные масла выполняют также ряд других важных функ-
ций: отводят тепло от нагретых деталей машин; предохраняют
детали от коррозии; очищают пространство между трущимися по-
верхностями от продуктов износа и механических примесей; обес-
печивают уплотнение зазоров между деталями (например, между
поршнем и цилиндром двигателя); используются в качестве рабо-
чей жидкости гидроустройств (например, изменение шага воздуш-
ного винта).
3.1.2.	Основные эксплуатационные свойства масел
Основными эксплуатационными свойствами смазочных масел
являются: смазывающие свойства, вязкостные свойства, стабиль-
ность и коррозионные свойства.
3.1.2.1.	Смазывающие свойства масел
Проблема борьбы с трением и изнашиванием деталей, маши|
и механизмов является одной из основных проблем в технике. О
успешного ее решения зависят надежность и долговечность раба
ты машин, их КПД, а следовательно, и эффективность всей нах<|
дящейся в эксплуатации машинной техники страны.	|
Чтобы правильно подбирать и применять масла, необходим!
прежде всего знать основные закономерности процессов трения!
изнашивания деталей машин, условия, в которых работают ма
ла, качество, состав и возможные их изменения при работе в да
гателях.	I
Отсутствие или наличие смазки, ее количество между труха
мися поверхностями определяет классификацию трения по вида
Различают три принципиально отличных друг от друга вида Т1
ния: сухое, жидкостное и граничное.	1
48
Сухое трение может возникнуть при работе сопряженных
деталей механизмов в случае нарушения подачи смазки. Оно ха-
рактеризуется высокими значениями сил трения и значительными
взносами. Развивающиеся высокие температуры при сухом трении
могут привести к свариванию трущихся деталей и выходу из строя
узла трения.
Сила сухого трения согласно закону Амонтона—Кулона опре-
деляется по формуле
где / — коэффициент трения; Р — нагрузка, нормальная к поверх-
ности трения; А — величина, зависящая от сцепляемости поверх-
ностей.
Для большой области условий трения величиной А пренебре-
гают ввиду ее малости и пользуются упрощенной формулой
F=fP.
Коэффициент трения зависит от материала трущихся деталей
л условий трения и находится в пределах 0,2 ... 0,8, а в случае воз-
никновения процесса схватывания поверхностей при тяжелом ре-
жиме трения он может повышаться до значений 5... 10 и даже
;ыше.
Жидкостное трение — это такой вид трения, при кото-
ром движущиеся относительно друг друга поверхности разделены
слоем масла и трение происходит между частицами и слоями это-
ю масла. Сила жидкостного трения определяется не качеством
поверхностей, а качеством смазывающего вещества, заключенного
между ними, и прежде всего его вязкостью.
Закон жидкостного трения, установленный Н. П. Петровым,
। ыражается следующей формулой:
г?
г =~	’
h
tie S — площадь поверхностей трения; v— скорость взаимного
перемещения поверхностей; h--толщина слоя масла, разделяю-
щего поверхности.
В основе методов расчета условий, при которых возможно
жн нчостное трение, лежит гидродинамическая теория смазки, раз-
|щбо|анпая Н. П. Петровым, Н. Е. Жуковским, С. А. Чаплыгиным,
Ь Рейнольдсом и др.
Для создания жидкостного трения необходимы два условия:
М»нло должно прилипать (адсорбироваться) к трущимся поверх-
Ишчмм и толщина масляного слоя должна быть больше суммы
lUvor микронеровностей поверхностей.
i ЧН I
49
В трущейся паре вал — подшипник масло, обволакивающее
вал, вследствие внутреннего трения увлекает соседние слои масла
в клиновидную часть зазора (рис. 4). Создается гидродинамичес-
кое давление, приподнимающее вал. Вращающийся вал «накачи-
вает» под себя масло и всплывает на созданном нм самим масля-
ном потоке. Чем выше вязкость масла, тем большую нагрузку мо-
жет выдержать масляный клин. Аналогично этому при возвратно-
поступательном движении поршня в цилиндре силы внутреннего
трения затягивают прилегающие к поршню слои масла в зазор,
имеющий плавный выход (рис. 5). Создается давление, которое
оттесняет поршень от стенки цилиндра, обеспечивая жидкостную
смазку. Коэффициеш жидкостного трения находится в пределах
0.001	0,01.
Необходимо стремиться к созданию, где это возможно, жидко-
стного трения. Однако многочисленные причины не позволяют в
настоящее время создать во всех узлах жидкостное трение. Конк-
ретные условия работы в ряде случаев оказываются такими, что
жидкостное трение то возникает, то нарушается. Нарушение
жидки< гного трения нс приводит непосредственно к сухому тре-
пню.
Рис. 4. Схема формирования
масляного клина в подшипни-
ке скольжения:
^min •— минимальная толщина
масляного слоя
Рис. 5. Движение тела по ,
слою смазочного материала:
НД — направление движения;
1—тело; 2—смазочный ма-1
териал	J
Граничное трение — это трение поверхностей, покрыть
пленками разных видов: адсорбционными и хемосорбционным
При граничном трении износ деталей и сила трения зависят <
комплекса свойств масла, который принято называть смазыва!
щей способностью или смазывающими свойствами масла. П|
50
правильном подборе материалов трущихся деталей, выборе усло-
вий трения и смазочного масла с требуемым уровнем смазываю-
щей способности граничное трение позволяет обеспечить большой
ресурс работы трущихся деталей с незначительными потерями
мощности на преодоление сил трения. Коэффициент граничного
трения составляет 0,01... 0,15.
В основе физико-химического процесса образования граничной
пленки и, следовательно, смазывающей способности лежит явле-
ние адсорбации и хемосорбации.
Поверхность металла обладает значительной свободной энер-
1 пси. Объясняется это тем, что расположенные на поверхности
атомы металла в отличие от атомов в глубине имеют свободные
незамещенные связи, создающие силовое поле.
При физической адсорбции поверхностно-активные молекулы
»мазочной среды, попадая в силовое поле поверхности твердого
1сла. присоединяются под действием сил Ван-дер-Ваальса к ее
активным центрам, формируя первоначально мономолекулярный,
а затем мультимолекулярный адсорбированный слой граничной
* мазки (рис. 6).
Рас. 6. Схема образования граничной
	пленки из полярных молекул жидко-
сти на твердой поверхности

Основные компоненты масел — парафиновые, нафтеновые и
|юм;нические углеводороды — состоят из полярно инертных мо-
МКул. которые сами не способны создавать адсорбированные слои
пн'рдых поверхностях.
Kilt числа производных углеводородов наибольшую поверхност-
лк।явность имеют соединения, молекулы которых содержат
ИМоьсильиую группу СООН. Сюда, прежде всего, относятся кар-
кислоты: жирные, нафтеновые и ароматические. К числу
^ШМ|н1ы\ соединений принадлежат и спирты, простые и сложные
И|И|п.1 а 1акже содержащиеся в маслах природные сернистые со-
51
единения, смолы и различные продукты окисления. Они проявляют
наибольшие силы сцепления с металлической поверхностью. Ад-
сорбированный поверхностный слой по своим свойствам резко от-
личается от той жидкости, из которой он образовался. Хаотичес-
кого теплового движения молекул, характерного для жидкости, в
нем нет; он скорее напоминает кристаллическое твердое тело с
упорядоченным расположением молекул и поэтому может быть
назван квазикристаллическим. Граничное трение внутри такого
слоя можно сравнить с трением при сдвиге листов в стопке бума-
ги: подобно им слои молекул в граничной масляной пленке, не,
разрушаясь, сдвигаются относительно друг друга.	j
Мультимолекулярная адсорбционная пленка, находящаяся nod
действием силового поля твердой поверхности, обладает рядом
специфических свойств, из которых наиболее важными являются
высокая прочность на сжатие и упругость (более 100 МПа) и
легкость сдвига под действием тангенциальных сил трения. Этим
и объясняются небольшие коэффициенты трения при скольжении
смазанных поверхностей.	|
Адсорбционные пленки на поверхностях трения разрушаются
от термических и механических воздействий. При нагреве кинета
ческая энергия адсорбированных молекул преодолевает энерги,
адсорбционной связи, происходит дезориентация молекул и их Д1
сорбция с твердой поверхности, при этом резко увеличивается ш
нос металлов.	|
Иногда между граничным слоем смазки и поверхностью мета
ла устанавливаются химические связи, образуется тонкий повей
ностный слой нового вещества (оксида, сульфида, хлорида, мьЗ
и т. д.). Это явление, называемое хемосорбцией, обеспечивает!
лее прочную связь граничной смазки с поверхностью металла. 
кие пленки образуются при тяжелых режимах трения, когда!
трущихся поверхностях развиваются высокие температуры. Пя
ки предотвращают контакт чистых металлов, их задир и схвм
вание, т. е. обладают противозадирным действием. Для получш
таких защитных слоев в масло вводят противозадирные прим
ки — органические соединения, содержащие в своем составе Л
хлор, фосфор, жирные кислоты и др.	Л
Оценка смазывающих свойств масел производится на оОВ
сравнительных испытаний, проводимых или непосредствен^
той машине, для смазки которой масло выбирается, или Л
дельном агрегате этой машины при его испытании на стенде
на лабораторной установке, специально предназначенной дЯ
пытания масел.	Ш
Наиболее распространенной лабораторной установкой
оценки смазывающих свойств масел в условиях больших КОН
52
вых нагрузок при трении твердых стальных поверхностей является
четырехшариковая машина. Смазывающие свойства масел оцени-
вают по значению коэффициента трения, износу шариков за опре-
деленное время испытания, критической нагрузке, при которой
происходит разрушение граничной смазочной пленки.
3.1.2.2.	Вязкостные свойства масел
Вязкость смазочного масла является одним из важных его экс-
плуатационных свойств. От нее зависят надежность работы дви-
iaien>: износ его деталей, потери мощности на трение, легкость
шпуска двигателя и прокачиваемость масла по системе смазки.
Общим для всех смазочных масел является уменьшение вязко-
сти при повышении температуры и возрастание вязкости при пони-
жении. Желательно применять масла с пологой вязкостпо-темпе-
рз!урной зависимостью. Чем меньше масло меняет свою вязкость
и зависимости от температуры, тем более высокими эксплуатаци-
онными качествами оно обладает, так как масло при высоких тем-
нгратурах сохранит свою Вязкость на уровне, необходимом для
гм а :кп горячих и нагруженных деталей двигателя, а при низких—
Иг будет загустевать настолько, чтобы ухудшились прокачивае-
мое п» масла и запуск двигателя (рис. 7).
Максимальная вязкость для зегуыа
Максимальная вязкость для
распыла и охлаждения
I
Qj
Е
Минимальная вязкость для
предотвращения утечки	, Y
н И * Минимальная вяз- V
кость для обеспечения р
жидкостного клина %
Температура
Рис. 7. Требования к вязкостно-температурным
свойствам .масел
|циГн»/!<•<• пологая вязкостно-температурная кривая у легких
Иллпгных масел, состоящих из низкомолекулярных углеводо-
Чем Польше молекулярная масса углеводородов, входящих
РMin магла, гем круче его вязкостно-температурная кривая.
53
Вязкостно-температурные свойства моторных масел в сущест-
вующих стандартах регламентируются различными способами:
— ограничением вязкости по нижнему пределу при высокой
температуре и по верхнему пределу при низкой температуре (на-
пример, для синтетического масла вязкость при 100 °C не менее
3.2 мм2/с, при минус 40 °C не более 2000 мм2/с);
— отношением вязкости при различных температурах (напри-
мер, для масла МК-6 отношение V-20/V50 не более 46,5; для масла
ЛАС-20 отношение v5o/vioo не более 7,85);
— температурным коэффициентом вязкости (ТКВ) (например,
ту т~>	^0	O()’J \	4
для маловязкпх масел ТКВ=	);
'<50	1
— индексом вязкости (ИВ) , который выражает пологость вяз]
костно-температурной характеристики (ВТХ). путем сравнения d
кривыми эталонных масел. Лучшее из эталонных масел обладае!
пологой ВТХ и имеет ИВ, равный 100; худшее — крутой ВТХ я
имеет ИВ, равный 0. Чем выше ИВ, тем более пологую ВТХ гмее|
масло и тем лучше его вязкостно-температурные свойства. Ин деки
вязкости определяют с помощью таблиц и номограмм.	|
Вязкостно-температурную характеристику масла можно . :ачя
тельно улучшить применением специальных вязкостных присадоя
которыми загущают маловязкие масла, имеющие очень пологу!
ВТХ, но недостаточную
крис. 8).
Рис. 8. Влияние вязкостной
присадки на вязкость масла
при различных температурах:
1 — маловязкое масло; 2 — ма-
ловязкое масло с вязкостной
присадкой (загущенное мас-
ло) ; 3 — дистиллятное масло,
равновязкос при 100 °C загу-
щенному маслу
<54
вязкость при рабочей температу
В качестве вязкостны?; приезд
используют высокомолекулярн!
полимерные соединения (полии!
бутилены, полиметакрилаты, ви|
полы, полиалкилстиролы и Ди
Механизм действия вязкости
присадок объясняется изменен!
формы молекул присадки—I
повышенной температуре молей
имеет вид длинной разветвлея
цепи и присоединяет ко всей СИ
поверхности за счет сил адга
окружающие ее углеводородный
лекулы, что повышает вязкость!
твора. При снижении темпера!
молекула присадки «свертывав
ее поверхность уменьшается, I
ветственно снижаются силы Я
молекулярного взаимодействЯ
следовательно, и вязкость 
Загущенные масла обладают пологой ВТХ, свойственной низкомо-
лекулярным маловязким базовым маслам, и достаточно высокой
вязкостью при рабочей температуре двигателя. Основной недоста-
ток загущенных масел — постепенная механическая деструкция
(«размол») загустителя, а также их термическая деструкция при
высокой температуре, приводящие к снижению вязкости масел.
Характерной особенностью масел является их застывание при
понижении температуры, когда происходит потеря подвижности
масла. Застывание может быть вызвано двумя различными про-
цессами: постепенным повышением вязкости вплоть до превраще-
ния масла в аморфную стекловидную массу с неупорядоченным
расположением молекул или же образованием кристаллического
каркаса из высокоплавких парафиновых углеводородов.
При производстве масел для обеспечения низкой темпера ;уры
шетывання из них стремятся удалить высокоплавкие парафины.
3 некоторые сорта масла вводят специальные присадки — депрос-
гаторы, препятствующие росту и сращиванию кристаллов парафи-
нов. Депрессатор может снизить температуру застывания масел
па 20 ...30 °. При отсутствии или незначительном содержании па-
рафиновых углеводородов депрессатором нельзя задержать засты-
вание масла, обусловленное повышением вязкости. В этом случае
понизить температуру застывания масла можно только путем раз-
жпжеиия его топливом.
Минимальная температура масла, до которой возможен -леек
двигателя, определяется двумя факторами, связанными с увеличе-
нием вязкости масла при понижении температуры: ростом сопро-
тивления раскрутке двигателя от стартера и уменьшением или
прекращением подачи масла к узлам трения. ^Максимальной вяз-
костью масла, до которой возможен запуск от стартера, в -ависи-
мости от типа двигателя обычно считается 2000 ... 5000 мм- с. пре-
кращение же циркуляции масла в системе происходит при вяз-
кости порядка 20 000 мм2/с. Заметное уменьшение нодачи масла к.
ответственным узлам трения авиадвигателей, а также существен-
ное ухудшение разбрызгивания и распределения масла внутри
узлов трения обычно происходит при достижении вязкости поряд-
ка 5000 мм2/с — не намного большей, чем предельная вязкость
раскрутки ротора.
3.1,2.3.	Термоокислительная стабильность масел
развитием авиационного двигателестроения повышаются теп-
ловые напряжения и нагрузки на трущиеся детали двигателей.
Млело в двигателе подвергается воздействию высоких темнера-
Ц'р. каталитическому влиянию различных металлов, большим дав-
55
лениям, окислительному действию кислорода воздуха. Кислород
воздуха вступает в реакцию с молекулами компонентов масла, что
приводит к образованию совершенно новых продуктов — органи-
ческих кислот, смол, асфальтенов, карбенов, карбоидов и пр.
Накапливание продуктов окисления в масле влечет за собой
изменение и внешнего вида масла и его физико-химических
свойств: масло темнеет, в нем появляются нерастворимые осадки,
увеличивается его вязкость, возрастает кислотность и соответст-
венно коррозионная агрессивность.
Способность масла противостоять окислению при повышенных
температурах называется его термоокислительной стабильностью.
Применение масел с низкой термоокислительной стабильностью
может вызвать серьезные затруднения в эксплуатации, техничес-
ком обслуживании и ремонте двигателей.
Окисление масла является главной причиной, вызывающей за-
грязнение деталей двигателя и системы смазки различного рода
углеродистыми отложениями. Так, например, в поршневом двига-
теле на боковых поверхностях поршня, цилиндра, в поршневых
канавках и внутренних поверхностях стенок поршня, шатунах,
шестернях откладывается прочно скрепленная с поверхностью ме-
талла лакообразная пленка толщиной от нескольких десятков до
200...300 мкм. Из-за сходства с лаковыми покрытиями такие плен-
ки называют лаковыми отложениями или лаками. Лаковые отло-
жения способствуют перегреву двигателя и накоплению нагара,
скрепляя его с металлической поверхностью. В лаках собираются
интенсифицирующие износ поверхностей трения частицы нагара,
пыли, износа и др. Накапливаясь в канавках поршневых колец,'
эта масса приводит к потере кольцом подвижности — его «пригож
ранию», в связи с чем нарушается герметичность между цилиндр
ром и поршнем.	|
На стенках картера, фильтрах, в маслопроводах откладываю1Я
ся черные мазеобразные осадки, могущие нарушить подачу масля
к узлам трения.	|
В газотурбинных двигателях наиболее часто встречаются слв
дующие случаи загрязнения двигателя, вызванные окисления
масла:	и
— появление лаковой пленки вдоль беговой дорожки подшив
ников;	1
— забивка элементов масляных фильтров откачивающих »
гистралей;	1
— отложение осадка на подшипниках турбины в виде «
хромы»;	Я
— появление отложений	в трубопроводах, канавках и жим
рах маслоподающих	форсунок.	Л
56	1
Поэтому одним из важнейших требований к смазочным маслам
является их высокая термоокислительная стабильность.
Исходя из термоокислительной стабильности данного масла
устанавливают предельную температуру его работоспособности и
время стабильной работы. Чтобы удлинить срок службы двигате-
ля и срок работы масла в двигателе, нужно прежде всего замед-
лить окисление масла.
Способность смазочных масел окисляться и осмоляться зависит
от многих факторов, важнейшие из которых следующие: химичес-
кий состав масла; температурные условия; длительность окисле-
ния; каталитическое действие металлов и продуктов окисления;
присутствие воды и механических примесей.
Различные типы углеводородов, входящие в масло, дают раз-
ные по химическому составу и физическим свойствам конечные
продукты окисления. Парафиновые и нафтеновые углеводороды
при окислении образуют растворимые в масле соединения (кисло-
ты. смолы, оксикислоты), ароматические — нерастворимые в мас-
ле асфальтосмолистые вещества (асфальтены, карбены, карбои-
ды). Поэтому хорошо очищенные от ароматических веществ масла
склонны к повышению вязкости и кислотности, но даже в тяжелых
условиях работы двигателя дают малое количество отложений.
Наибольшей стойкостью к окислению обладают малоразветвлен-
ные углеводороды, не имеющие боковых цепей. Более того, про-
дукты окисления этих углеводородов — фенольные соединения —
обладают свойством обрывать цепи окислительных реакций, т. е.
предохранять от окисления остальные углеводороды. На этом
свойстве основан метод усиления антиокислительных свойств мас-
ла — искусственного введения в него веществ фенольного харак-
тера (например, ионола).
Образующиеся в процессе окисления масла промежуточные
продукты могут как ускорять, так и замедлять дальнейшие окис-
лительные и полимеризационные процессы. Некоторые из углево-
дородных компонентов масел являются естественными антиокис-
лителями. Перекисные соединения действуют в качестве ката ли-
ли торов, ускоряющих окисление углеводородов масла и способ-
ствующих более глубокому окислению начальных продуктов.
Одним из важнейших способов улучшения термоокислительной
||*U»6iuibHOCTH масел является применение различных антиокисли-
twi.iiux и моющих присадок к маслам,
ь
j	3.1.2:4. Коррозионные свойства масел
г
При работе в двигателях смазочное масло контактирует с раз-
Цьнйра шыми по составу металлами и сплавами. Основные компо-
jHviiни синтетических масел и углеводороды, составляющие основу
г
нефтяных масел, с металлами не реагируют. Коррозию металлов
могут вызвать три группы веществ, которые содержатся в масла?;
К первой группе относятся водорастворимые кислоты и щелочи,
которые могут оказаться в масле при недостаточно тщательной
очистке при его получении или попасть в него при работе двигате-
ля на сернистом топливе, ко второй — органические кислоты, ко-
торые попадают в масло из сырья и образуются при окислен* п
масла. л третьей--активные сернистые соединения.
Наиболее коррозионно-агрессивны водорастворимые кислот!1 н
щелочи, содержание их в маслах недопустимо. Как и в топливах,
наличие водорастворимых кислот и щелочей в маслах определяю'1,
с помощью индикаторов (метиловою оранжевого и Фенолфю-
jciiiia).
/
Коррозионное действие высокомолекулярных органических ю
лог па металлы интенсивнее проявляется в присутствии кислоро..;
н тды. Механизм коррозии следующий:
2Ме4-О2 + 2Н2О->2Мс(ОН)2,
Me (ОН) ? + RCOOH-> (RCOO)2Мс2Н2(),
гд: Че -- металл.
В результате коррозии металлов образуются мазеобразные ве-
щества-соли органических кислот мыла, засоряющие маслосис-
тему двигателя. Содержание органических кислот в маслах оце-
нивала. как и в топливах, по количеству щелочи--едкого кали
КОН, которое их нейтрализует. Показатель их содержания в 1 г
смазочного масла называется кислотным числом. Для свежих -юф-
тяных масел оно невелико — нс более 0,04... 0,1 мг КОН па 1 г:
масла, но при работе двигателя многократно возрастает.	i
Коррозия со стороны активной серы (свободная сера, серово-j
дород, меркаптановая сера) проявляется в основном в о’ношений!
цветных металлов. Коррозия при этом происходит лишь при зы|
соких температурах (выше 140 °C), поскольку при более ннюкия
температурах сера образует с металлом комплексные соединения
которые удерживаются на поверхности металла и защищают era
от проникновения коррозии вглубь. Однако коррозионное действия
масла со стороны сернистых соединений в некоторых случаях ия
рает положительную роль, так как предотвращает задир и схвЛ
тывание.	Я
Для повышения антикоррозионных свойств масел в них добаЛ
ляют специальные присадки, действие которых объясняется паЛ
сивированием поверхности металла (сплава) и образованием Д
его поверхности тонкой защитной пленки, препятствующей дадД
53	Л
нейшему воздействию корродирующих агентов. В качестве анти-
коррозионных присадок применяют органические соединения, со-
держащие <еру или фосфор или оба эти элемента вместе.
3.1.3.	Общие требования к свойствам смазочных масел
Для обеспечения надежной и долговечной работы двигателей
и других смазываемых механизмов и узлов ВС смазочные масла
должны обладать следующими свойствами:
-	- хорошей смазывающей способностью;
-	- возможно меньшей вязкостью, но достаточной для создания
падежного жидкостного слоя в узлах с гидродинамической смаз-
кой при максимальной рабочей температуре;
пологой ВТХ;
противозадирными свойствами при высоких температурах:
— высокой термоокислнтсльной стабильностью;
—	низкой коррозионной активностью;
—	низкой температурой застывания;
высокой температурой вспышки;
—	узким фракционным составом;
—	физической однородностью (отсутствием механических при-
месей, воды, склонности к ценообразованию);
малой токсичностью.
Смазочные масла, обладающие всем комплексом желательных
свойств, получить практически невозможно, так как многие требо-
вания, предъявляемые к ним, противоречат друг другу. Так. аро-
матические углеводороды обеспечивают высокую термоокисли-
юльную стабильность нефтяных масел, но ухудшают ВТХ и повы-
шают агрессивность к резине. Парафиновые углеводороды с поло-
гой ВТХ имеют высокую температуру застывания. Естественные
носители смазывающей способности (органические кислоты, смо-
лы. соединения серы) ухудшают термоокислительную стабиль-
ность и повышают коррозионную активность в отношении метал-
лов. Синтетические масла, обладающие рядом ценных качеств,
коррозионно-активны и ядовиты. Поэтому к каждому сорту масла
предъявляются высокие требования по тем показателям, которые
являются решающими, а по остальным устанавливаются менее
жесткие требования.
3.1.4.	Масла для авиационных поршневых двигателей
Узлы трения авиационных поршневых двигателей являются са-
мыми напряженными из всех типов двигателей внутреннего сгора-
ния. Кроме того, в авиационных поршневых двигателях масло вы-
59
полняет функцию уплотнителя между камерой сгорания и карте-
ром двигателя, следовательно, оно соприкасается с зоной горения
горючей смеси. Это делает условия работы масла в двигателе
исключительно тяжелыми. Поэтому к маслам предъявляются же-
сткие требования.
Для обеспечения, например, жидкостной смазки узлов трения
двигателя в условиях высокого удельного давления и высокой
температуры, а также для хорошего уплотнения зазоров между
поршнем и цилиндром авиационное масло должно обладать боль-
шой вязкостью, хорошими вязкостно-температурными свойствами,
незначительной испаряемостью и высокой термической стабиль-
ностью.
Для смазки авиационных поршневых двигателей применяют
остаточное масло МС-20 (ГОСТ 21743—76). Основные техничес-
кие требования на это масло приведены в табл. 5.
Масло МС-20 селективной очистки получают из бакинских,
грозненских, эмбенских нефтей и нефтей восточных районов
страны.
Т а б .'I и ц а 5
Технические требования на авиационное масло МС-20,
применяемое для поршневых двигателей самолетов и вертолетов
Наименование показателя
Норма по
ГОСТ 21743—76
Плотность при 20 °C, г/см3, не более
Вязкость кинематическая при 100 С, мм2/с.
не менее
Отношение кинематической вязкости при 50 °C
к кинематической вязкости при 100 °C, не более
Коксуемость, %, нс более
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, нс
более
Содержание воды
Содержание механических примесей
Содержание водорастворимых кислот и ще-
лочей
Температура вспышки, определяемая в откры-
том тигле, °C, не ниже
Температура вспышки, определяемая в закры-
том тигле, ?С, не ниже
0.897
20.5
7,85
0,29
0,03
Отсутствие
Отсутс гв Нс
Отсутствие
265
250
60
3.1.5.	Масла для газотурбинных двигателей
В системе смазки турбореактивного двигателя (ТРД) масло
непосредственно не соприкасается с зоной горения топливо-воз-
душной смеси, как в поршневом двигателе.
Отсутствие тяжелонагруженных и работающих при повышен-
ных температурах узлов трения, а также отсутствие необходимос-
ти создания уплотнения за счет масла, как это требуется в цилинд-
рах поршневых двигателей, обеспечивает возможность использо-
вания для смазки ТРД маловязких масел.
Однако подшипники компрессора при работе могут нагревать-
ся до 120... 200 °C, подшипники турбины—до 250... 300 °C, а после
останова двигателя из-за прекращения циркуляции масла и внеш-
него обдува корпуса подшипника — значительно выше. Это спо-
собствует испарению масла и создает условия для окисления,
осадко- и лакообразования. Из этого вытекают требования низкой
испаряемости и высокой термоокислительной и термической ста-
бильности смазочного масла.
Широкий диапазон температурных условий применения масел
требует пологой ВТХ и низкой температуры его застывания.
Для смазки ТРД применяют маловязкие дистиллятные нефтя-
ные масла МК-8п (ГОСТ 6457—66) и МС-8П (ТУ 38101659—76).
Турбовинтовой двигатель (ТВД) имеет редуктор, понижающий
частоту вращения при передаче мощности от вала турбины на воз-
душный винт в 10... 15 раз. Шестерни редуктора работают при
контактных напряжениях 120... 150 МПа. Система смазки турбо-
компрессорного агрегата и редуктора общая, поэтому смазочное
масло должно обеспечивать быстрый и легкий запуск двигателя и
одновременно надежную смазку шестерен редуктора. В турбовин-
товых двигателях маловязкие нефтяные масла типа МК-8п и дру-
гие не могут быть использованы ввиду их недостаточной смазы-
вающей способности. Применяемое для смазки поршневых двига-
телей высококачественное вязкое масло МС-20, известное своими
высокими смазывающими свойствами, не удовлетворяет требова-
ниям ТВД в области пусковых и низкотемпературных свойств. В
сил}7 этих причин для ТВД применяют смеси маловязких дистил-
лятных и высоковязких остаточных масел.
В гражданской авиации на самолетах с ТВД применяют мае-
лосмесь СМ-4,5, приготовляемую из 75 % МК-8п или МС-8п и
25 % МС-20, а также масло МН-7,5У (ТУ 38 101722—85), пред-
ставляющее собой загущенную нефтяную фракцию с присадками.
Оно позволяет запускать двигатель без подогрева при температу-
рах до минус 30 °C.
Технические требования на минеральные масла для газочур-
бпппых двигателей приведены в табл. 6.
01
Таблица 6
Технические требования на минеральные масла для газотурбинных двигателей
Наименование	i МК-8п	Норма для марок МС-8п I СМ-4.5		МН-7.5У
показателей	гост ^6-157—66	ТУ 38 101659—76	—	ТУ 38101 722—85
Вязкость кинемати- ческая, мм2/с:				I 1
при 100 °C, пе менее	—	—	4,3—4,7	i
при 50 СС, не менее	8.3	8,0		—
при 20 "С, не более	30,0	—	—	t		
Кислотное число, мг КОН па 1 г масла, пе б о/j ее	0,04	0.05	0.05	0.10 1
Температура вспыш- ки, определяемая в за- крытом тигле, °C, не ниже	140	150	138	1
Коксуемость, %. не более			0.15	
Содержание воды	1	Отсутствие		
Содержание водорас- творимых кислот и те- ло ч’ей		Отсутствие		
С одер ж а и и с мехами ч ее - кнх примесей	1	Отсутствие		
Плотность при 20 °C, г/cv3, не. более	1 i 0,885	0,875	1 Не менее 1	0,870	0.900
3.1.5.1.	Синтетические масла для
газотурбинных двигателей
Масла, получаемые из нефти, не полностью удовлетворяют
требованиям современных теплонапряженных ГТД по термоокис-
лительной стабильности, испаряемости, работоспособности при
низких температурах и по другим эксплуатационным свойствам.
Поэтому в последнее время все более широкое применение нахо-
дят смазочные масла, получаемые синтетическим путем. К ним
относятся масла на основе сложных эфиров, полисилоксановые,
фторуглеродные, фторхлоруглеродные и др.
Масла на основе сложных эфиров по сравнению с нефтяными
маслами имеют более низкую температуру застывания, лучшие
62
вя.жостио-температурные и противоизносные свойства, они ста-
бильнее при высокой температуре.
Полисилоксановые масла имеют в своей основе цепочку из че-
редующихся атомов кремния и кислорода. К атомам кремния в
виде боковых цепей присоединены углеводородные радикалы раз-
личного строения. Эти масла имеют температуру застывания ми-
нус 65 °C и ниже, хорошие вязкостно-температурные свойства, ма-
лую испаряемость и высокую термоокислительную стабильность.
Фторуглеродные и фторхлоруглеродные масла получаются за-
мещением углеводородных атомов водорода фтором и хлором. Они
устойчивы к воздействиям высоких температур, окислителей и
других активных веществ, обладают хорошей смазывающей спо-
собностью, низкой коррозионной активностью, однако имеют кру-
тую BTN. их применяют для смазки деталей, работающих при вы-
сон их температурах или в контакте с агрессивными средами.
В настоящее время в ГА применяются синтетические
масла на основе сложных эфиров марок ВНИИ НП-50-1-4Ф
(ГОСТ 13076—67), Б-ЗВ (ТУ 38 101295—85), 36/1КУ-А
ГГУ 38 101384—78).
Масло ВНИИ НП-50-1-4Ф представляет собой двойной слож-
ный эфир (диоктилсебацинат), получаемый в результате взаимо-
действия себациновой кислоты С8Н]б(СООН)2, вырабатываемой из
растительного касторового масла, с изооктиловым спиртом
СсН}7ОН, оно имеет следующую структурную формулу:
СН.
СИ
С,Ни-СН—СН2—О—С—(СН2)3—С—О—СН2—СН—(>Нн.
Масло содержит антиокислительную и противоизносную при-
садки, длительно работоспособно до температуры 175 °C, кратко-
временно— до 200 °C.
Масло Б-ЗВ вырабатывают на основе пентаэритритового эфи-
ра, получаемого путем последовательного взаимодействия синте-
тических жирных кислот СоНцСООН, СбН^СООН и других сна-
чала с метиловым спиртом СНзОН (первичная этерификация),
hi юм с четырехатомным спиртом — пентаэритритом С5Н8(ОН)4.
Оно имеет следующую структуру молекулы:
С5Нн- С-О-СН
С5НИ-С - О - СН
, -СН2 — О — С — С5Ни
СН2 -О-С-С-Нн ‘
<
Масло Б-ЗВ содержит многофункциональные присадки, обла-
дающие антиокислительными, противоизносными и противозадир-
ными свойствами.
Масло 36/1КУА получают на базе сложных эфиров низкомо-
лекулярных карбоновых кислот и многоатомных спиртов. Оно со-
держит антиокислительную, противоизносную и антикоррозионную
присадки, длительно работоспособно до температуры 200 °C.
К полисилоксановым относится синтетическое масло ВТ-301
(ТУ 38 101657—76). Основой для его получения служит фторсил-
оксановая жидкость ФС-Т-5.
Масло ВТ-301 содержит 5 % многофункциональную присадку.
Оно работоспособно в диапазоне температур от минус 60 до плюс
300 °C.
Синтетическое масло ИПМ-10 (ОСТ 3801294—83) получают
смешиванием изопарафиновых углеводородов с термостабильным
диоктилсебацинатом. Оно содержит комплекс присадок, обладаю-
щих антиокислительными, противоизносными и антикоррозионными
свойствами. 1Часло работоспособно в диапазоне температур от
минус 45 до плюс 200 °C.
Основные технические требования к синтетическим маслам для
ГТД приведены в табл. 7.
Таблица 7
Технические требования к синтетическим маслам для ГТД
1 Наименование показателей Вязкость кинематическая при 100 °C, мм2/с, не менее	Нор		ма для марок 36/1 КУ-А ВТ-301 1		_	—  - ИПМ-10, 1 -I 3,0 j
	ВНИИ НП-50- 1-4Ф 3,2	. Б-ЗВ 5,0			
			3,0	8,5	
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла, не более	0,22	4,4—5,5	0,5	0,33	л 0,05 j
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, ' С, не ниже	204	235	1 195	250	1	1 190 Я
Содержание водораствори- мых кислот и щелочей Содержание механических поимесей Содержание воды Плотность при 20 °C, г/см3	Не	Отсутствие Отсутствие Отсутствие : 0,990—	0,980—		1,090—	
	более 0,926	, 0,997 1 1	0,997 1	.1,110	ммВ оЖ
64
3.1,6,	Масла для двигателей и трансмиссий вертолетов
Силовые установки вертолетов, как правило, имеют две авто-
номные системы смазки: одну для питания двигателя маслом,
другую для смазки редукторов.
Система смазки вертолетного двигателя практически пе отли-
чается от системы смазки двигателей самолетов. Поэтому на вер-
толетах с поршневыми двигателями для смазки самого двигателя
используют масло МС-20, а на вертолетах с ГТД-----минеральные
масла МК-8п, МС-8п и синтетическое Б-ЗВ.
На вертолете мощность от двигателя передается несущему и
хвостовому винту при помощи трансмиссии, состоящей из муфты,
валов и редукторов.
Условия работы масла в трансмиссиях хуже, чем в двигателях.
Основными узлами трения здесь являются зубчатые зацепления
червячной, конической и гипоидной передач. При передаче боль-
1ИИ/Х мощностей, например, в редукторе вертолета, на зубьях шес-
терен развиваются сверхвысокие' давления при достаточно боль-
шой скорости скольжения^ а также значительные температуры.
Этим и другим воздействиям подвергается пленка масла, находя-
щаяся между зубьями шестерен в момент их контакта.
Одним из основных требований, предъявляемых к маслу для
трансмиссий вертолетов, является максимальное уменьшение из-
носа и полное устранение схватывания поверхностей зубьев шес-
|ерен.
Масла должны обладать высокими противоизносными и проти-
шыадирными свойствами, а также выполнять ряд функций —
уменьшать потери на трение, обеспечивая высокий КПД, отводить
|<ч1ло от зоны контакта, предохранять детали трансмиссий от кор-
|ю ши, не вспениваться и иметь достаточную стабильность.
Для смазки различных узлов и агрегатов трансмиссий
юле юв применяют масла: шарнирное ВНИИ НП-25
II (И 7Г 11122—65) и маслосмеси СМ-8, СМ-9 и СМ-11,5.
Масло шарнирное ВНИИ НП-25 представляет собой смесь ди-
|||||рного масла с низкозастывающей нефтяной основой, загущен-
ий нысоковязкпм компонентом с антиокислительной и противоиз-
liyiioii присадками. Вязкость его при 100 °C пе менее 9,8 мм2/с,
jMiirpa iура застывания не выше минус 54 °C.
i Маслосмесь СМ-8 получают смешиванием 50 % масел МК-8н
Клп МС 8п) и 50 % МС-20.
[ Маслосмесь СМ-11,5 получают смешиванием 25 % масел
Ни (или МС-8п) и 75 % МС-20.
' Мш логмесь СМ-9 получают смешиванием 67 % гипоидного
|й» i.i и 33 % масла АМГ-10,
I »»п |	(Щ
Гппопдпос масло представляет собой осернсштую смесь «смол-
ки» (экстракт после селективной очистки остаточных масел) и ве-
ретенного дистиллята с добавлением депрессорной присадки. Ки-
нематическая вязкость масла при 100 °C равна 20,5... 32,4 мм2/с,
1смперату])а застывания — не выше минус 20 °C.
3.2.	ПЛАСТИЧНЫЕ И ТВЕРДЫЕ СМАЗКИ
3.2.1.	Состав, структура и классификация пластичных смазок
Пластичные (консистентные) смазки представляют собой дис-
персные микронеоднородные смеси жидких масел с твердыми за-
густителям!1, ограничивающими их текучесть. Они занимают про-
межуточное положение между твердыми телами и жидкостями,
потому что не растекаются под действием собственного веса и
обычных инерционных сил, а при больших нагрузках текут подоб-
но вязким жидкостям. Это придает им особенные эксплуатацион-
ные свойства и позволяет использовать в таких узлах трения, где
жидкая смазка не удерживается или куда ее трудно подвести (на-
пример, в узлах трения шасси, управления ВС и др.). Пластичные
смазки применяют также для герметизации резьбовых, фланцевых
соединений в трубопроводах и зазоров в механизмах, для защиты
открытых поверхностей деталей от загрязнения и предохранения
их от коррозии.
Пластичные смазки состоят из структурного каркаса, образо-
ванного твердыми частицами загустителя (дисперсная фаза), и
масла, включенного в ячейки этого каркаса (дисперсионная сре-
да). Именно наличие структурного каркаса придает смазке свой-
ства твердого тела.	"
В качестве загустителей смазок обычно применяют твердые, н(
достаточно пластичные вещества, главным образом, мыла (наТ
риевые, литиевые, кальциевые, цинковые, бариевые, алюминиевые
свинцовые и комплексные), а также твердые углеводороды (паря
фин, церезин). Некоторые смазки загущаются специально обрв
ботанным силикагелем, органическими и фторуглеродными ПОЛИ
мерами, твердыми смазочными веществами — графитом, дисудН
фидом молибдена. В пластичных смазках загуститель содержи»
в небольшом количестве (как правило, нс более 10...25 % от М»
сы смазки).	Я
В пластичных смазках сросшиеся кристаллики загустителя Я
разуют непрерывный, но рыхлый структурный каркас смазк!»
ячейках которого находится жидкое масло. Обычно криста»
загустителя, имеющие нитевидную форму длиной от сотых ДО»
сятых долей миллиметра и диаметром порядка десятой доли
рометра, обеспечивают микроволокнистую структуру образу*»
66
йми пространственного каркаса смазки с большой поверхностью
его контакта с маслом (до тысяч квадратных метров в грамме ве-
щества) и, как следствие этого, большую величину адсорбционных
сил, связывающих загуститель с маслом. Эти силы обеспечивают
устойчивость, нераздельность смазки, которую принято опреде-
лять как ее коллоидную стабильность.
Свойства пластичных смазок определяются главным образом
загустителем и в меньшей мере — маслом. Так, натриевое мыло
обеспечивает смазке прочность и тугоплавкость, но растворяется
в воде, вследствие чего натриевые смазки разрушаются во влаж-
ной среде. Литиевое мыло по тугоплавкости немного уступает
натриевому, ио оно менее растворимо в воде. Высокой влагостой-
костью обладают смазки, приготовленные на кальциевом мыле,
структурный каркас которого стабилизируется водой; однако они
неработоспособны при температуре выше 80... 100 °C: из-за потери
воды мыльный каркас распадается и масло отделяется от него.
Наибольшую влагостойкость придают смазке твердые углеводо-
родные загустители (парафин, церазин), но они плавятся при
низко й тем и е р а ту р е.
Помимо пластичных существуют жидкие и полужидкие смазки.
Они в ряде случаев удобнее пластичных, например, для внутрен-
ней консервации двигателей, в технологических процессах.
В соответствии с назначением пластичные смазки обычно деляг
па три основные группы: антифрикционные, уплотнительные п за-
щитные. Однако функции смазок часто переплетаются, особенно
антифрикционных, которые в некоторых случаях можно использо-
вать и как консервацпонные, и как уплотнительные.
3.2.2.	Производство пластичных смазок
Пластичные смазки изготовляют путем загущения нефтяных
пли синтетических масел мылами, твердыми углеводородами или
лругими загустителями. Наиболее распространенные смазки на
мИнпевых, натриевых и кальциевых мылах получают в варочных
iшарагах путем прямого омыления жирных кислот или жиров
югштствующей щелочью — растворами гидроокиси лития LiOII,
ткок) натра NaOH. известковым молоком Са(ОН)2. Для лучшего
Испергирования мыла в варочный аппарат сразу добавляют часть
пела. Омыление ведется при температуре 80 ...90 °C несколько
псов. Затем добавляют остальное количество масла; в случае из-
Ноилепия литиевых и натриевых смазок температуру повышают’
pHMepiio до 200 °C. Подогрев производится до тех пор, пока мыло
imiiioc 1ыо не разойдется в масле. Смазки охлаждают по опредо-
нпюму режиму, от которого зависят структура мыльного скелета
hii'irciBo смазки.
67
Цинковые, алюминиевые и ряд других смазок изготовляют на
готовых мылах: в масло, разогретое до температуры 150 ...210 °C
(в зависимости от типа смазки), загружают заранее приготовлен-
ное мыло. В результате перемешивания мельчайшие частицы мыла
расходятся в масле, а при охлаждении образуют структурный ске-
лет, в ячейках которого удерживается масло.
Углеводородные смазки, используемые как защитные от кор-
розии (консервациоиные), непосредственно получают из мазута
при производстве масел или приготовляют путем растворения в
масле твердых углеводородов (парафина, церезина). Такие смаз-
ки обладают очень высокой влагоустойчивостью и надежно защи-
щают металлические детали от коррозии.
Помимо основы и загустителя в состав многих пластичных сма-
зок входят стабилизатор, повышающий их коллоидную стабиль-
ность, а также различные присадки и наполнители. Наиболее рас-
пространенным стабилизатором является вода. Кроме того, роль
стабилизатора могут выполнять жирные кислоты, высокомолеку-
лярные спирты, глицерин и некоторые другие ПАВ. Стабилизатор
вводится в состав смазки при ее изготовлении или содержится в
компонентах, и.з которых изготавливается смазка, причем количе-
ство его может быть небольшим и измеряться десятыми и сотыми
долями процента. Концентрируясь на границе твердой и жидкой
(’разы, стабилизатор препятствует уплотнению пористой структуры
смазки и выделению жидкого масла.
Для улучшения качества к смазкам добавляют различные при-
садки: антиокиелптельные и антикоррозионные, дсирсссаторы и др.
3.2.3.	Требования к пластичным смазкам
Пластичные смазки должны удовлетворять ряду эксплуатаци-
онных требований, основными из которых являются: обеспечение
заданных механических свойств, сохранение однородности и ста-j
бильности, минимальное воздействие на конструкционные мате*’
риалы, соприкасающиеся со смазкой, обеспечение заданных сма^
зочных (противоизноспых и противозадирных) свойств. К боль4
шинству пластичных смазок предъявляют повышенные требования
по антикоррозионным свойствам. Эти свойства зависят от влаге»
стойкости и влагонепроницаемое™ смазки, наличия в ней нейтрал
лизующих веществ и ингибиторов коррозии.	|
Жидкости, применяемые в качестве дисперсионной среды дл]|
смазок, должны обладать пологой ВТХ, низкой испаряемость™
хорошей термической и химической стабильностью. Повышающий
с я уровень требований к эксплуатационным свойствам смазок ofl
ЙЬ	Я
условливает целесообразность использования синтетических
жидкостей — полисилоксанов, диэфиров, полигликолей, фторугле-
родов и др.
3.2.4.	Показатели качества пластичных смазок
Механические свойства пластичных смазок характеризуются
пределом прочности. Относительно жесткий структурный каркас
смазки обладает способностью при воздействии нагрузок до опре-
деленного предела обратимо деформироваться аналогично твердо-
му веществу. Сначала эти деформации находятся в пределах упру-
гих деформаций структурного каркаса и нс вызывают его разру-
шения. Минимальное напряжение, при котором начинается разру-
шение каркаса, называется пределом прочности пластичной смаз-
ки. Он определяется с помощью пластомера с масляным прессом,
воздействующим на столбик смазки, и составляет в обычном ра-
бочем интервале температур 0,1...6,5 Па, т. е. в миллионы раз
меньше, чем для конструкционных материалов. От предела проч-
ности смазки зависят начальное усилие сдвига, например, начало
вращения подшипника качения, способность смазки прокачивать-
ся по мазенроводам, а также ее способность удерживаться в сма-
зываемом узле при воздействии инерционных сил.
При работе в узлах трения нагрузки, действующие на пластич-
ную смазку, превышают предел прочности. При переходе за пре-
дел прочности начинается течение смазки. В этом диапазоне ее
свойства можно охарактеризовать вязкостью. Однако поня-
тие вязкости здесь имеет специфический характер. Для однород-
ных жидкостей вязкость не зависит от градиента скорости дефор-
мации (ньютоновские жидкости).
Значение вязкости пластичной смазки отражает не только
внутреннее трение между взаимно перемещающимися слоями, но
и мгновенное равновесие между процессами разрушения и восста-
новления каркаса смазки, которое также зависит от скорости вза-
имного перемещения ее слоев. Поэтому вязкость пластичных сма-
зок уменьшается с ростом градиента скорости деформации, про-
исходит более глубокое разрушение структурного каркаса смазки,
связи между частицами загустителя ослабляются, частицы ориен-
тируются в направлении движения. При очень большом градиен-
те скорости деформации связи между частицами загустителя прак-
Iпиески разрушаются полностью и смазка уподобляется загущен-
ному маслу. Зависимость изменения вязкости от градиента скоро-
CHI деформации называют вязкостно-скоростной характеристикой
(рис. 9). Чем круче вязкостно-скоростная характеристика, тем вы-
ше качество смазки.
69
Вязкость пластичной смазки зависит не только от градиента
скорости деформации, но и от ее температуры: при одной и той
же скорости деформации вязкость тем ниже, чем выше темпера-
тура смазки. Соответствующая зависимость определяется ВТ/\
пластичной смазки. По сравнению с маслами она чрезвычайно
пологая, так как сопротивление течению смазки обусловлено в
основном сцеплением частиц загустителя, которое гораздо слабее
зависит ог температуры, чем вязкость исходного масла.
Рис. 9. Вязкостно-скоростные
характеристики пластичных
смазок:
1 —- масло без загустителя; 2—
масло ТЗ % загустителя; 3 —
масло ГН) % загустителя; —
часкла вращения вала
От вязкостных свойств смазок зависят потери мощности на
трение, а также возможность подачи смазок к узлам трения по
каналам (мазепроводам). Показатель вязкостного сопротивления
структурированных систем — эффективная вязкость—имесч смысл
лишь тогда, когда указаны градиент скорости деформации и тем-
пература, при которых он определялся.
Значение эффективной вязкости пластичных смазок определя-
ется на автоматическом капиллярном вискозиметре, в котором
смазка выдавливается из капилляра пружинным поршнем с пере-
менной скоростью. Измеряется эффективная вязкость в паскаль-
секундах (Па-с). Под эффективной вязкостью подразумевается
вязкость ньютоновской жидкости, которая при данном режиме те-
чения оказывает такое же сопротивление сдвигу, как и пластичная
смазка.
Густоту или консистенцию смазок, в какой-то мере отражаю-
щую их структурно-механические свойства, контролируют по п е<
и е т рации — глубине (в десятых долях миллиметра) погружеч
пня в смазку конуса пенетрометра. Чем мягче смазка, тем болы
ше число пенетрации (у смазок для авиационной техники от 17(1
до 360).	]
Теплостойкость смазок контролируют по темпера ту р I
к а п л е п а д с и и я, при которой из смазки, нагреваемой в enfl
циальном приборе, выпадает первая капля. Пластичные смази
применяют при температуре не менее чем па 10...20 °C ниже И
температуры каилеиадения, чтобы избежать вытекания смазки 
70
узла трения. Смазки с температурой каплепадения ниже 65 °C
считаются пизконлавкими, от 65 до 100 °C — среднеплавкими, вы-
ше 100°C — тугоплавкими. Наиболее термостойкие смазки нс
имеют температуры каплепадения. Их загустители — измельчен-
ный до размеров коллоидных частиц силикагель, дисульфид мо-
либдена. графит—не плавятся до очень высоких температур.
Верхняя температура применения таких смазок определяется тер-
мостойкостью входящего в них масла.
С та б и л ь ноет ь пластичных смазок — это их способность
сохранять заданные физико-химические свойства при воздействии
внешних факторов — длительного хранения, изменений темпера-
туры, механических воздействий, радиационного облучения и пр.
К о л л о и д и а я стабильность определяется способностью
смазки сохранять дисперсную структуру под действием механиче-
ских нагрузок. Нарушение коллоидной стабильности определяется
величиной синерезиса — явления, заключающегося в отделении
жидкости от коллоидной системы, и оценивается но отделению
жидкого масла в процентах к массе смазки, которую держат под
прессом в течение 30 мин. Отпрессованное масло впитывается
стопкой бумажных фильтров.
Химическую стабильность оценивают путем форсирован-
ного окисления смазки при повышенной температуре по увеличе-
нию кислотного числа (или уменьшению щелочности). При окис-
лении происходит изменение механических свойств (предела проч-
ности, вязкости и пр.) смазок и накопления в них коррозноино-
агрсссивных продуктов.
Испаряемость жидкой фазы смазок приводит к повы-
шению концентрации загустителя (вплоть до потери пластичности
смазки, образования «корки» и растрескивания ее поверхности).
Количественное выражение испаряемости смазок дается в про-
центах потери массы смазки в испарителе за 1 ч при 120 °C.
3.2.5.	Ассортимент пластичных смазок
3.2.5.1.	Антифрикционные смазки
На воздушных судах ГА используется широкий ассортимент
антифрикционных пластичных смазок. Они служат для уменьше-
ния трения и износа в узлах управления ВС н двигателем, в узлах
крепления шасси и в механизмах его уборки, в подшипниках ко-
лес и различных электроагрегатов, в механизмах спецоборудова-
пия и приборов.
Рассмотрим краткие характеристики некоторых из них.
ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267—74) —маловязкое вазелиновое
приборное масло МВП, загущенное литиевым мылом стеариновой
71
кислоты (стеаратом лития), содержит антиокислитсльную и ста-
билизирующую присадку дифениламин. Диапазон рабочих темпе-
ратур этой смазки — от минус 60 до плюс 90 °C; температура кап-
лепадения— не менее 170 °C, пенетрация при 25 °C — 270 ... 320.
Смазка склонна к синерезису, поэтому ее нужно хранить в прох-
ладном помещении в мелкой таре, чтобы масло но выжималось
под давлением вышележащих ее слоев (обычная расфасовка по
850 г).
ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773—73)—трансформаторное масло, за-
гущенное стеаратом лития с добавлением технического саломаса и
осерненных нафтеновых кислот. Содержит также противозадир-
ную присадку трифенилфосфат. Работоспособно при температурах
от минус 50 до плюс 100 °C, используется в трибосопряжениях с
высокими удельными нагрузками (узлы трения шасси). Темпера-
тура каплепадения — не ниже 150 °C.
ЦИАТИЛА-221 (ГОСТ 9433—80) —кремнийорганичсская
жидкость, загущенная стеаратом и ацетатом кальция 1 (комплекс-
ным кальциевым мылом стеариновой и уксусной кислот). Смазка
применяется в узлах трения, расположенных в горячей зоне вбли-
зи двигателей (например, в подшипниках редуктора стартер-гснс-
ратора, в подшипниках системы управления). Температура капле-
падения — не ниже 200 °C.
ВНИИ НП-220 (ТУ 38 101475—74) — кремнийорганичсская
жидкость ПЭС-С-2, загущенная комплексным мылом стеарата и
ацетата кальция с добавлением дисульфида молибдена; содержит
присадку дифениламин. Используется для подшипников качения
с частотой вращения до 6000 миг1, работоспособна при темпера-
турах от минус 60 до плюс 150 °C.
ВНИИ ИГ1-231 (ОСТ 38 01113—76) — кремнийорганичсская
жидкость ПЭС-С-2, загущенная техническим углеродом марки
ДГ-100. Работоспособна при температурах от минус 60 до плюс
250 °C.
ВНИИ НП-242 (ГОСТ 20421—75) — индус триальное масл<)|
загущенное стеаратом лития, содержит дисульфид молибдена И
присадку дифениламин. Используется в тяжелой а груженных ум
лах тнения. работоспособно при температурах от минус 30 до плкм
110 °C.	Д
ВНИИ НП-246 (ГОСТ 18852—73) —кремнпйорганнческД
жидкость, загущенная фталоцианиновым пигментом. РаботосД
собна при температурах от минус 60 до плюс 280 °C и в вакууД
до 1.33-10-4 Па.	Д
Сапфир ВНИИ НП-261 (ТУ 38 401341—81) — смесь мпнсраЛ
ного масла и пентаэритритового эфира, загущенная смешаНнИ
загустителем — комплексным кальциевым мылом и фталоциапИН
72
вым пигментом. Предназначена для подшипников колес шасси,
работоспособна при температурах от минус 55 до плюс 200 °C.
Свннцоль-02 (ТУ 38 101578—76) — смазка ЦИАТИМ-203 с до-
бавлением порошка свинца. Используется в тяжелонагруженных
узлах трения, работоспособна при температурах от минус 50 до
плюс 100 °C.
Смазка № 9 (ТУ 38 001116—73) — масло МВП, загущенное
стеаратом бария и стеаратом свинца. Используется при больших
нагрузках при качении и скольжении металлов, работоспособна
при температурах от минус 60 до плюс 80 °C.
Эра (ВНИИ НП-286 М) ТУ 38 101950—83 — синтетическое
углеводородное масло, загущенное литиевым мылом. В перспек-
тиве должно стать основной авиационной смазкой общего назна-
чения, заменив ЦИАТИМ-201 и частично ЦИАТИМ-203,
ОКБ-122-7. Не оказывает вредного воздействия на резиновые тех-
нические изделия, работоспособно при температурах от минус 60
до плюс 120 °C. Предназначено для узлов трения системы управ-
ления ВС, в редукторах электромеханизмов силовых приводов ме-
ханизации крыла и др.
Атланта (ВНИИ НП-254) ТУ 38 40146—83 — смесь синтети-
ческого углеводородного масла и сложных эфиров, загущенная
литиевым мылом. Содержит комплекс металлоплакирующих доба-
вок, придающих ей высокие противозадирные свойства. Работоспо-
собна при температурах от минус 60 до плюс 150 °C. Предназна-
чена для особо тяжелонагруженных узлов скольжения с контакт-
ными давлениями 150 ...250 МПа. Ее применяют в шарниро-бол-
говых соединениях шасси самолетов, зубчатых и винтовых пере-
дачах.
СЭДА (ТУ 38 401320—80) разработана взамен смазок ВНИИ
1111-207, ВНИИ НП-281, ЦИАТИМ-221, ОКБ-172-7 для подшипни-
ков, электроагрегатов.
Графитная смазка БВН-1 (ГОСТ 5656—60)—минеральное
масло, загущенное коллоидным графитом с добавлением порош-
ка ГОИ-54. Используется для смазки сопрягаемых поверхностей
ipyo.
('мазка ОКБ-122-7 (ГОСТ 18179—72) —смесь полисилоксано-
|шн жидкости и масла МС-14, загущенная стеарат-ацетатом каль-
ция, содержит присадку дифениламин. Используется в подшипни-
ках приборов при частотах вращения до 25 000 мин-1.
Наста ВНИИ НП-225 (ГОСТ 19782—74) —кремнийорганичес-
Иии жидкость с дисульфидом молибдена. Используется для сма-
4МН.НШЯ резьбовых соединений, работоспособна при температурах
?.Г)(Г’С.
7:1
Паста ВНИИ НП-232 (ГОСТ 14068—68)—индустриальное
масло с дисульфидом молибдена и стеаратом лития. Использует-
ся в узлах трения систем управления. Паста работоспособна до
температуры 120 °C, при более высоких температурах при высыха-
нии жидкой фазы может работать как твердая смазка (до
350 °C).
Паста ПФМС-4с (ТУ 602917—79) —полифенилметилсилокса-
новая жидкость, загущенная измельченным графитом и пигмент-
ным загустителем. При испарении жидкости загуститель выпол-
няет смазочные функции примерно до температуры 500 °C.
3.2.5.2.	Защитные смазки
Защитные смазки служат для предохранения металлических
поверхностей от коррозионного действия внешней среды. Они
должны быть вязкими и способными хорошо удерживаться на
смазываемой поверхности, обладать высокой влагостойкостью и
влагонепроницаемостью, быть стабильными при обычной темпера-
туре. Температура плавления их должна быть невысокой, чтобы
обеспечить возможность простого нанесения их на защищаемую
поверхность в разогретом состоянии (пульверизатором, кистью,
окунанием).
В качестве защитных смазок на самолетах, вертолетах
и двигателях применяют улучшенную пушечную смазку ПВК
(ГОСТ 19537—83), смазку АМС-3 (ГОСТ 2712—75) и консерва-
ционное масло К-17 (ГОСТ 10877—76).
Смазка ПВК получается путем сплавления масла цилиндрово-
го 11 (35 ... 25 %), петролатума ПК (60 ... 70 %), церезина (4 %),
содержит 1 % антикоррозионной присадки МНИ-7.
Смазка АМС-3 состоит из высоковязкого масла (вапора) и
алюминиевого мыла стеариновой кислоты. Обеспечивает надеж-
ную защиту от коррозионного воздействия воды, в том числе мор-
ской.
Смазка К-17 предназначена для внутренней консервации сис-
тем и полостей двигателей и их агрегатов. Состоит из масел
МС-20 (55... 60 %) и трансформаторного (до 40%), загущенный
литиевым мылом (около 2 %), содержит синтетический каучуи
(1 %) для лучшего образования пленки, а также антиокислители
ную и антикоррозионную присадки.	|
3.2.5.3.	Уплотнительные смазки	1
Уплотнительные смазки предназначены для уплси]
нения и герметизации соединений и кранов. Для уплотнения и ГШ
метизации соединений топливной, масляной и гидросистем npKIfl
74
•ляют бснзоупорную (ГОСТ 7171—78) смазку БУ, получаемую
загущением окисленного касторового масла цинковым мылом, в
качестве стабилизатора используют глицерин (4 %).
3.2.5.4.	Твердые смазочные материалы
Твердые смазочные материалы применяют в уз-
лах трущихся деталей механизмов, работающих в условиях, иск-
лючающих возможность использования жидких минеральных и
синтетических масел или пластичных смазок. К таким условиям
относятся низкие и высокие температуры, глубокий вакуум, раз-
личные агрессивные среды.
Наиболее рациональным является использование твердых сма-
зочных материалов в виде тонких покрытий, прочно закрепленных
на поверхности металла связующими, в качестве которых широко
используют фенольные, эпоксидные, кремнийорганические смолы,
фторопласт-4, силикат натрия и др.
Различают следующие основные типы твердых смазок:
—	слоистые твердые смазочные материалы (дисульфиды мо-
либдена и вольфрама, графит, нитрид бора, фталоцианины и др.);
—	химически активные покрытия (сульфидные, хлоридные,
фосфидные, фосфатные, оксидные и др.);
—	мягкие металлы (свинец, индий, олово, кадмий, серебро,
медь, цинк и др.);
—	полимерные материалы (фторопласт-4, капрон, нейлон, по-
лиэтилен, политетрафторэтилен, полиамид и др.);
—	композиционные смазочные материалы, представляющие
собой комбинацию отдельных видов твердых смазок.
Наибольшее значение в качестве смазочных веществ приобре-
ли слоистые твердые материалы графит и дисульфид молибдена.
Они характеризуются тем, что атомы, лежащие в одной плоскости,
находятся друг к другу ближе, чем в различных слоях. Например,
в решетке графита расстояние между атомами углерода в слое
равно 1,42-10~10 м, между слоями — 3,44-10-10 м. Это обусловли-
вает различную прочность связей между атомами в различных
направлениях, в результате чего под действием внешних сил про-
исходит скольжение одних слоев кристаллов относительно других.
Графит является эффективной слоистой твердой смазкой до
температуры примерно 450 °C. Коэффициент трения графита при-
нимают равным 0,08... 0,11. Вода и адсорбированные пары значи-
тельно улучшают его смазывающие свойства.
Дисульфид молибдена M0S2 — синевато-серый порошок с ме-
таллическим блеском. Он обладает хорошими адсорбционными
способностями по отношению к большинству черных и цветных ме-
таллов. Смазочная способность M0S2 обусловлена выраженным
75
слоистым строением кристаллов — расстояние между атомами се-
ны, находящимися в различных слоях кристалла, почти в четыре
раза больше, чем внутри слоев. Из всех твердых слоистых мате-
риалов коэффициент трения M0S2 самый минимальный (0,05 ...
0,095). Несущая способность граничной смазочной пленки дисуль-
фида молибдена выше, чем у любых смазочных масел. На возду-
хе пленка M0S2 работоспособна до 450 ° С, а в вакууме — до
1100 ° С.
Фталоцианины (меди Сз2Н1бН8Сп, железа C32HiGNsFe и др.) —
металлсодержащие полициклические органические соединения,
обладающие крупными плоскими молекулами со слабыми меж-
молекулярными связями. Характерной особенностью этих веществ
является то, что наряду с физической адсорбцией они образуют
хемосорбированные пленки на поверхностях металлов. Обладают
хорошей термической (670 °C) и радиационной стойкостью, ста-
бильны при контакте с воздухом и водой.
В узлах трения авиационной техники применяют следующие
твердые анти фракционные смазки.
Смазка ВНИИ НП-209 (ТУ 38 10186—75) получается при на-
несении суспензии, изготовленной из дисульфида молибдена в бу-
тнлацетате в присутствии связующего вещества — кремнийоргапи-
ческой смолы, на трущиеся металлические поверхности. Использу-
ется при температурах от минус 70 до плюс 750 °C и в вакууме до
1,33 • 10~7 Па.
Смазка ВНИИ НП-212 (ТУ 38 101594—80) состоит из дисуль-
фида молибдена, диспергированного в этиловом спирте в присут-
ствии связующего — мочевиноформальдегидной смолы.
Смазка ВНИИ НП-251 (ТУ 38 101584—80) состоит из графита,
диспергированного в легком растворителе с органическим связую-
щим. Используется при температурах от минус 70 до плюс 350 °C.
Методические указания
Многообразие трущихся сочленений авиационной техники по-
требовало разработки и создания многих марок и типов смазоч-
ных материалов — жидких, пластичных и твердых.
При изучении смазочных масел основное внимание необходимо
уделить важнейшим их эксплуатационным свойствам: смазываю-
щей способности, термоокислительной стабильности, вязкостным
и коррозионным свойствам. Зная условия работы смазочных ма-
сел в различных типах двигателей, легко понять требования, кото-
рые предъявляются к маслам для этих двигателей. Изучая марки
масел, следует обратить внимание на достоинства и недостатки’
нефтяных и синтетических смазочных масел.
76
Плчая пластичные смазки, обратите внимание на классифи-
кацию их по назначению, типу основы и загустителя, влияние ка-
чгсibj загустителя на эксплуатационные свойства смазок. Необ-
ходимо знать перспективу унификации смазок и улучшения их экс-
.4 и т г р а 7 у р а [ 11; 13]; [4].
п.т\ a iанионных свойств.
Контрольные вопросы
1.	Для чего предназначены и каковы функции смазочных масел?
2.	Что такое смазывающая способность масел н как она оценивается?
3.	Какими показателями оценивается ВТХ масел?
4.	Как влияет химический состав масла на его термоокпелительную ста-
бильное! ь?
~>. В чем преимущества и недостатки нефтяных и синтетических масел для
ГТД?
6. Как классифицируют пластичные смазки по назначению, тип) основы и
загустителя?
7. Что такое эффективная вязкость пластичной смазки?
6. Каков состав смазки Сапфир ВНИИ МП-261?
9 Какие основные гипы твердых смазок вы знаете?
4.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ
4.1.	РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРОСИСТЕМ
И АМОРТИЗАЦИОННЫХ СТОЕК ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
На воздушных судах гидравлические системы используются
как силовые устройства и приводы в механизмах для уборки и
выпуска шасси, закрылков, различных люков и створок, при тор-
можении, изменении формы и геометрии крыла и т. д.
На гидравлическом принципе основано устройство гасителей
колебаний -- демпферов, амортизаторов.
В качестве рабочих жидкостей для гидросистем в настоящее
время используют продукты, получаемые из нефти, а также синте-
тические жидкости.
Условия работы жидкости в гидравлических системах ВС весь-
ма сложные. Жидкости работаю! в постоянном контакте с раз-
личными материалами, из которых изготовлена гидросистема, дав-
ление жидкости может достигать 30 МПа и более, температура
жидкости может колебаться от минус 60 до плюс 150 °C и выше.
Жидкости гидросистемы прокачиваются с большим перепадом дав-
ления через очень малые зазоры, а также подвергаются действию
высоких удельных давлений на поверхностях трущихся пар, что
часто вызывает уменьшение их вязкости. Поэтому к рабочим
77
жидкостям для гидросистем предъявляются жесткие требования.
Они должны иметь оптимальную вязкость в пределах рабочих
температур и давлений, обладать хорошими смазывающими свой-
ствами, быть стабильными во всем диапазоне эксплуатационных
температур и рабочих параметров, иметь удовлетворительные низ-
котемпературные свойства, не разрушать уплотнительные мате-
риалы и не вызывать коррозии материалов деталей системы, быть
несжимаемыми и не растворять в себе газов, быть нелетучими и
обладать минимальной вспениваемостью, быть негорючими, не-
токсичными и удобными в обращении.
Получить жидкость, полностью удовлетворяющую всем требо-
ваниям одновременно, практически невозможно. Поэтому в пер-
вую очередь стремятся улучшить наиболее важные эксплуатаци-
онные свойства, а другие недостатки жидкости компенсировать
изменением конструкции гидросистемы или отдельных ее агре-
гатов.
Основной рабочей жидкостью для гидросистем ВС ГА являет-
ся жидкость АМГ-10 (ГОСТ 6794—75) —авиационное масло гид-
равлическое с вязкостью 10 мм 2/с при 50 °C. Она представляет
собой нефтяную фракцию с пределами кипения 200... 320 °C, за-
гущенную полимером винилбутилового эфира (виниполом) —
10 %. Для обеспечения стабильности жидкости в течение длитель-
ного срока службы (2... 3 года) в нее добавляют антиокислитель-
ную присадку (нафтол)—0,5 %. Жидкость АМГ-10 окрашена в
красный цвет красителем (судан-4) — 0,002 %.
В современных ВС ГА используется взрывопожаробезопасная
рабочая жидкость НГЖ-4 (ТУ 38 101740—78). Она представляет
собой смесь фосфорорганических эфиров с загустителем и специ-
альной присадкой, обладающей антиокислительным, противогид-
ролизным, противоизносным и защитным эффектом. Структурная
формула фосфорорганических эфиров (дибутилфенилфосфатов)
имеет вид
ед>-ох ^о—Ю
С4Н9—о-^
В отличие от других жидкостей жидкость НГЖ-4 имеет высо-
кую температуру самовоспламенения, медленно горит в пламени
и гаснет при его удалении; пламени не распространяет.
Жидкость НГЖ-4 токсична и применение ее возможно только
при соблюдении специальных мер предосторожности, изложенных
в инструкции по ее применению.
78
4.2.	ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ
В наземных условиях для удаления с поверхностей ВС ледя-
ных образований (льда, примерзшего снега, инея), а также для
профилактической обработки поверхности ВС в целях ее предохра-
нения от обледенения на земле используются противообледени-
тельные жидкости «Арктика» (ТУ 6-02-955-74) и «Арктика-200»
(ТУ 6-02-956-74).
Жидкость «Арктика» представляет собой смесь этиленглико-
ля— двухатомного спирта СгН^ОН^, воды и ПАВ, обладает ма-
лой летучестью, неогнеопасна. Плотность жидкости при 20 °C ле-
жит в пределах 1,0710 ... 1,0795 г/см3, температура замерзания не
выше минус 37 °C.
Жидкость «Арктика-200» также представляет собой водный
раствор этиленгликоля и содержит ПАВ, но в отличие от «Аркти-
ки» дополнительно содержит загуститель и противокоррозионную’
присадку. Благодаря этому она имеет ряд преимуществ перед
жидкостью «Арктика» по ряду эксплуатационных свойств.
Перед применением жидкость «Арктика-200» разбавляется во-
дой. При температуре наружного воздуха не ниже минус 30 °C на
каждые 100 л жидкости добавляют 70 л воды, а при температу-
ре ниже минус 30 °C на 100 л жидкости добавляют 30 л воды.
Для удаления льда, примерзшего снега и инея жидкости «Арк-
тика-200» и «Арктика» нагревают до температуры 80 ...95 °C и
распыляют на обшивку ВС с помощью специальных машин.
Профилактическую обработку поверхности ВС жидкостью
«Арктика-200» проводят в тех случаях, когда ожидается обледе-
нение, гололед, изморозь или замерзание мокрого снега. Необхо-
димо, чтобы жидкость покрывала полностью всю поверхность ВС.
4.3.	МОЮЩИЕ ЖИДКОСТИ
В процессе технического обслуживания и ремонта ВС возни-
кает необходимость в очистке загрязненных при эксплуатации
частей и деталей планера и двигателя. Загрязнителями авиацион-
ной техники могут быть углеродистые отложения всех видов (на-
гары, лаки, осадки); жировые (масляные) загрязнения; пленки
старых лакокрасочных покрытий; продукты коррозии металлов
и др.
Очистка деталей и агрегатов от загрязнений — одна из самых
трудоемких и необходимых операций при обслуживании и ремон-
те авиационной техники. Она производится с применением спе-
циальных моющих жидкостей.
79
4.3.1.	Основные положения теории моющего действия
Современная теория рассматривает моющее действие как ре-
зультат проявления комплекса физико-химических свойств мою-
щего препарата, а именно, его смачивающей, эмульгирующей, дис-
пергирующей. стабилизирующей и пенообразующей способностей.
Все эти свойства в свою очередь являются результатом поверх-
ностной активности, характерной для моющих растворов и прояв-
ляющейся в адсорбции их полярных молекул на границах разде-
ла фаз.
Первичным действием моющего процесса является смачивание
раствором моющего препарата поверхности загрязнения. Чем
больше контакт моющего вещества с загрязнителем, тем при про-
чих равных условиях сильнее проявляется его моющее действие.
И наоборот, когда смачивания нет, то моющее действие не прояв-
ляется.
В тех случаях, когда загрязнение представляет собой жидкое
вещество (например, минеральное масло), весьма важным свой-
ством моющего препарата, обусловливающим эффективность его
действия, является его эмульгирующая способность, т. с. способ-
ность препарата образовывать с нерастворимым веществом за-
грязнения устойчивую дисперсную систему. Устойчивые эмульсии
образуются лишь в присутствии ПАВ.
В случае, когда загрязнение представляет собой твердое веще-
ство, важными свойствами моющего препарата являются его дис-
пергирующая, стабилизирующая и пенообразующая способности.
Поверхностно-активные молекулы моющего раствора, адсорби-
руясь на поверхности загрязнения, проникают в мельчайшие за-
зоры и трещины между частицами загрязнения и создают раскли-
нивающее давление, которое размельчает и отрывает частицы от
поверхности, на которой они находятся.
Тем же явлением адсорбции обусловлены стабилизирующая и
пенообразующая способности, т. е. способности удерживать твер-
дые частицы загрязнений во взвешенном состоянии и образовы-
вать устойчивую пену для выноса прилипших к пузырькам возду-
ха частиц загрязнения на поверхность моющего раствора. Таким
образом, процесс удаления загрязнений разделяется на три после-
довательные стадии: отделение загрязнений от твердой поверхно-
сти, перевод их в объем моющего раствора и предотвращение об-
ратного осаждения загрязнений на твердую поверхность.
В случае, когда на поверхности деталей откладывается загряз-
нение, подвергающееся определенным химическим превращениям
(например, углеродистые частицы, заключенные в оболочку лако-
вых или смолистых продуктов окисления масел), силы адгезии
становятся настолько большими, что для удаления загрязнений
80
обычных поверхностно-активных свойств моющих составов оказы-
вается недостаточно. Чтобы удалить такое загрязнение, необходи-
мо прежде всего ослабить его связь с металлической поверхностью
путем растворения оболочки в эффективно действующем органи-
ческом растворителе. Лишаясь связывающей среды, частицы за-
грязнений легко удаляются растворами, поверхностно-активных
моющих веществ.
Все применяемые моющие жидкости разделяются на раствори-
тели, смывки и специальные моющие составы.
4.3.2.	Растворители
Растворил елям и называют органические или неорганические
жидкости, способные растворять другие жидкости или твердые
вещества, сохраняя при этом свой химический состав неизменным.
В практике очистки авиационной техники растворители приме-
няют для расконсервации и обезжиривания деталей и изделий,
наружной мойки силовой установки и планера, удаления лакокра-
сочных покрытий и других высокомолекулярных веществ, очистки
приборного, электро- и радиооборудования.
Применяемые растворители должны удовлетворять определен-
ным техническим требованиям:
—	- обладать неограниченной растворяющей способностью по
отношению к удаляемому виду загрязнений во всем диапазоне
эксплуатационных температур;
—	не оказывать разрушающего действия на металлы, резину,
пластмассы и лакокрасочные материалы, с поверхности которых
удаляются загрязнения;
—	иметь оптимальный фракционный состав и малую летучесть;
—	быть физически и химически стабильными в условиях хра-
нения и применения;
—	иметь низкие: гигроскопичность, электризуемость, пожаро-
опасность и токсичность.
Используемые в настоящее время растворители не в полной
мере удовлетворяют предъявляемым требованиям.
В качестве растворителей для очистки деталей авиационной
техники от загрязнений наиболее широко используют нефтяные
(бензиновые) фракции, ароматические углеводороды и их произ-
водные, галоидные производные п океппроизводные углеводородов.
Нефтяные фракции. В качестве растворителей широ-
кое применение находят бензин Б-70, нефрас-С 50/170, «Галоша»,
уайт-спирит.
Бензин Б-70 (ТУ 38 101913—82) обладает хорошей растворяю-
щей способностью, удовлетворительной летучестью и хорошими
низкотемпературными свойствами.
6-98-1
81
Нефрас-С 50/170 (ГОСТ 8505—80) представляет собой нефтя-
ной растворитель с пределами выкипания 50... 170 °C. Применяет-
ся для удаления маслянисто-смолистых загрязнений с двигателей,
их расконсервации и обезжиривания.
Бензин «Галоша» (ГОСТ 443—76) представляет собой продукт
прямой перегонки нефти с узким фракционным составом (80...
120°C). Применяется для приготовления резинового клея и как
растворитель лакокрасочных материалов.
Уайт-спирит (ГОСТ 3134—78) представляет собой узкую неф-
тяную прямогонную фракцию (160 ... 180°C). Применяется для
наружной мойки авиационных двигателей и обезжиривания де-
талей.
Ароматические уг еводороды и их производ-
ные. В качестве растворителей применяют бензол, толуол, кси-
лол, фенол, крезолы. В бензоле, толуоле, ксилоле хорошо раство-
ряются углеводородные масла, жиры, природные и искусственные
смолы, каучук, воск, а также неорганические вещества — фосфор,
сера, йод. Высокой растворяющей способностью по отношению к
лаковым и смолистым отложениям обладает спиртобензольна я
смесь.
Фенол и крезолы (изомеры орто-, мета- и паракрезол) явля-
ются оксипроизводными бензола, содержащими гидроксильную
группу ОН. Они являются хорошими растворителями асфальто-
смолистых веществ — одного из компонентов углеродистых отло-
жений на деталях двигателей. Применяются в качестве селектив-
ных растворителей при производстве смазочных масел, а также в
качестве компонентов различных моющих композиций.
Галоидные производные углеводородов: дихлор-
этан С1—СН2—СН2—С1 и четыреххлористый углерод CCI4. Они
являются высокоэффективными растворителями для масел, жиров,
различных смол, пластмасс и других высокомолекулярных веществ,
характеризуются пониженной горючестью и взрывобезопасностью.
Оксипроизводные углеводородов: спирты, эфиры,,
кетоны.
Из спиртов в качестве растворителей чаще применяют метанол
СН3ОН и этиловый спирт С2Н5ОН (гидролизный и синтетиче-
ский). Ввиду чрезвычайно высокой токсичности метанола в чис-
том виде для очистки деталей машин его не применяют.
Из сложных эфиров в качестве растворителей при очистке де-
талей машин применяют метил-, этил- и бутилацетаты, продукты
взаимодействия спиртов с уксусной кислотой.
Из представителей кетонов наиболее широкое применение по-
лучил ацетон СН3СОСН3. Он используется как компонент соста-
82
bob для удаления старых лакокрасочных покрытий и смесей рас-
творителей.
Смеси растворителей. В связи с чрезвычайно слож-
ным составом встречающихся загрязнений наиболее эффективны-
ми растворителями, используемыми для их удаления, являются
не индивидуальные вещества, а их смеси. Каждый компонент та-
кой смеси выполняет определенную функцию в соответствии с его
физико-химическими свойствами, т. е. со способностью растворять
те или иные компоненты загрязнения. Одной из наиболее эффек-
тивных смесей растворителей является смесь РДВ, в состав кото-
рой входят: бутилацетат— 18 %, этилацетат — 9 %, ацетон — 3 %,
спирт бутиловый — 10 %, спирт этиловый — 10 %, толуол — 50 %
(по массе). Эта смесь обладает хорошей растворяющей и обезжи-
ривающей способностью, поэтому ее широко применяют в техно-
логии очистки деталей машин.
4.3.3.	Смывки
Для удаления старого‘лакокрасочного покрытия применяют
смывки, обычно состоящие из двух основных частей: растворите-
лей, вызывающих набухание и разрушение пленки лакокрасочно-
го покрытия, и загустителя, придающего смывке необходимую
консистенцию и тормозящего испарения активных компонентов.
В качестве растворителей, интенсивно разрушающих старые ла-
кокрасочные пленки, используют ароматические углеводороды,
хлорированные производные углеводородов, спирты, эфиры, кето-
ны и др. В качестве загустителей применяют парафин, церезин,
этилцеллюлозу и др.
Наиболее эффективной, применяемой для удаления масляных,
нитроцеллюлозных, перхлорвиниловых и других покрытий, явля-
ется смывка АФТ-1 (ТУ 6101202—71), состоящая из следующих
компонентов: коллоксилин (нитрат целлюлозы) —5 %, парафин —
0,5 %, ацетон — 19 %, формальгликоль — 47,5 % и толуол — 28 %
(по массе).
Перед употреблением смывку тщательно перемешивают и на-
носят на покрытие кистью или пульверизатором. Затем набухший
слой старого лакокрасочного покрытия через 20... 40 мин удаляют
при щомощи шпателей, после чего поверхность изделия протирают
ветошью, смоченной растворителем РДВ.
4.3.4.	Моющие составы
Моющие составы применяют для очистки деталей двигателей
при ремонте, удаления смолистых отложений, очистки наружных
поверхностей, оборудования кабин, санузлов ВС.
83
4.3.4.1.	Составы для очистки деталей двигателей при ремонте
Углеродистые отложения на деталях двигателей состоят из не-
растворимых углеродистых частиц и растворимых асфалмосмоли-
стых веществ. Удалить такие отложения можно жидкостями, соче-
тающими в себе свойства растворителя и моющего средства. Для
этих целей применяют креолин, крезольную жидкость и ЭКМ.
Креолин (ТУ 14-6-81-72) состоит из следующих компонентов:
масло обесфеноленнос и откристаллизованное (фракция 170 ...
230 °C) —49 %; фенолы каменноугольные — 11 %; канифоль —
17 %; мыло хозяйственное— 14 % (по массе) и 15%-ный раствор
МаОН в количестве, необходимом для омыления компонентов мы-
ла, остальное вода.
Креолин применяют для промывки масляных радиаторов от
образующихся в них в процессе эксплуатации отложений, а так-
же для очистки маслобаков, трубопроводов и деталей двигателей.
Сочетание свойств растворителя и эмульгатора придает креолину
ценные технические качества моющей жидкости.
Крезольная жидкость представляет собой тройную гомогенную
с нечему три крезол—мылонафт—вода. Используется для очистки
от нагара и лакообразных отложений деталей из различных ме-
таллов п сплавов (стальных, алюминиевых, медных и др.). Кре-
зольная жидкость, состоящая из трикрезола 60 % и мылонафта
(натриевых мыл нафтеновых кислот) —40 % (по массе) образует
с водой устойчивую эмульсию.
В состав жидкости ЭКМ входят: этнлацетат—15 %,
керосин — 35 %, мылонафт — 50 % и 0,002 % (от массы осталь-
ных, вместе взятых) антивспенивателя—полисилоксановой жидко-
сти ВНИИСК № 3. Растворителем в данной жидкости служит
смесь этилацетата и керосина.
Состав для удаления нагара с деталей ГТД при ремонте вклю-
чает 0,7 кг соды кальцинированной, 0,3 кг жидкого стекла, 0,2 кг
хромника и 100 л воды.
4.3.4.2.	Составы для удаления смолистых отложений
Для удаления смолистых отложений используют жидкости
МПК и «Карбазоль».
Жидкость МПК (масло поглотительное каменноугольное)
представляет собой фракцию каменноугольной смолы, получаемой
при коксовании каменного угля па коксохимических заводах. При-
меняется для удаления смол из всасывающих трактов поршневых
авиационных карбюраторных двигателей (АШ-62ИР, АИ-26В),
при эксплуатации которых на бензине Б-91/115 с большим содер-
84
жанисм непредельных углеводородов происходит чрезмерное от-
ложение смол на деталях всасывающего тракта. Эти смолы сте-
кают постепенно к окнам впускных клапанов нижних цилиндров,
препятствуя их плотному закрытию, что может привести к выхло-
пу в карбюратор.
Имея низкую испаряемость и хорошую растворяющую способ-
ность, МП К эффективно растворяет смолы, отложившиеся на де-
талях всасывающего тракта.
Жидкость «Карбазоль» рекомендуется для очистки от смолис-
тых отложений деталей маслосистем всех типов двигателей. Она
имеет следующий состав: МПК — 74 %, эмульгатор ОП-7 (поли-
этиленгликолевые эфиры) — 14,5 %, отдушка «земляничная» (де-
зодоратор)— 2 %, бутиловый спирт и этил ацетат (моющие ком-
поненты) — 9,5 % (по массе).
4.3.4.3.	Жидкости для очистки наружных поверхностей ВС
Поддержание надлежащего внешнего вида и сохранение аэро-
динамических качеств ВС вызывает необходимость систематичес-
кого и тщательного ухода 5а их наружной обшивкой. Для этой
цели применяют несколько типов моющих составов: «Аэрол»
(ТУ 10758—75), 2 ОК-М, «Полинка» (ТУ 38 10951—79), МС-8
(ТУ 6-15-978-76), «ДИАС» (ТУ 38 1-07-2-76).
«Аэрол» представляет собой 2%-ный водный раствор пастооб-
разного концентрата, состоящего из ПАВ, жирных кислот и угле-
кислого натра.
В состав эмульсии 2 ОК-М входят: вода — 97 %, олеиновая
кислота — 2 % и моноэтаноламин—1 % (по массе).
«Полинка» состоит из спирторастворимых веществ 30 ...45 %,
этаполамина 8... 10% и воды 50 ... 70 % (по массе). Для приго-
товления моющего состава 50 ... 70 г «Полинки» смешивают с
1 дм3 волы.
Моющий состав МС-8 представляет собой зернистый порошок
от белого до светло-желтого цвета, состоящий из синтетических
моющих веществ — 7 %, силиката натрия — 6 %, триполифосфата
натрия—12,5 %, углекислого натрия — 37 %, воды — 20 % (по
иассе). Для приготовления моющей жидкости смешивают 2 г
МС-8 с 98 г воды.
«ДИАС» представляет собой пастообразный продукт, содер-
жащий активных моющих веществ — 35 %, свободного углекисло-
го натрия—10 % и органического растворителя этиленгликоля —
8 % (по массе). Используют продукт для очистки и дегазации ВС
спецприменения после авиахимработ. Применяют водный раствор,
состоящий из воды — 95 % и «ДИАС» — 5% (по массе).
85
4.3.4.4.	Моющий состав для санузлов ВС
Для заправки санузлов применяют жидкость СТ-2
(ТУ 38 101318—77), представляющую собой водный раствор, со-
стоящий из воды — 86,45 %, мылонафта—10 %, фенола — 3%,
дезодоратора — 0,5 % и красителя — 0,05 % (по массе).
Методические указания
При изучении материала данного раздела необходимо обратить
внимание на условия работы жидкостей в гидросистемах и амор-
тизационных стойках современных ВС и понять требования,
предъявляемые к жидкостям для гидросистем ВС. Следует изучить
состав и физико-химические свойства жидкостей АМГ-10 и НГЖ-4,
преимущества и недостатки этих жидкостей.
При изучении жидких антиобледенителей в начале следует
ознакомиться с условиями обледенения ВС в полете и на земле,
методами борьбы с обледенением. Особое внимание обратить на
тс свойства специальных жидкостей, на которых основано их при-
менение в качестве антиобледенителей. Необходимо знать марки
жидких антиобледенителей и меры предосторожности при обра-
щении с ними.
Особое внимание при изучении моющих жидкостей должно
быть обращено на их назначение и условия, в которых они могут
быть использованы.
Литература: [1]; [3]; [4]; [5].
Контрольные вопросы
1.	Каковы условия работы жидкостей в гидросистеме ВС и основные требо-
вания, предъявляемые к ним?
2.	Каковы состав и свойства жидкостей АМГ-10 и НГЖ-4?
3.	Каковы состав и свойства жидкостей «Арктика» и «Арктика-200»?
4.	В чем проявляется механизм моющего действия препаратов?
5.	Для чего предназначены и как классифицируются растворители?
6.	Для чего предназначены и каков состав смывок?
7.	Какие жидкости применяют для очистки наружных поверхностей ВС?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	АКСЕНОВ А. Ф. Авиационные топлива, смазочные материалы и спе-
циальные жидкости.— М. : Транспорт, 1970.— 255 с.
2.	ЛИТВИНОВ А. А. Основы применения реактивных топлив в гражданской
авиации.— М. : Транспорт, 1983.— 145 с.
3.	РЕЗНИКОВ М. Е. Топлива и смазочные материалы для летательных
аппаратов.— М. : Воениздат, 1973.— 231 с.
4.	ШИШКОВ И. Н., БЕЛОВ В. Б. Авиационные горюче-смазочные материа-
лы и специальные жидкости.— М. : Транспорт, 1979.— 247 с.
5.	ИНСТРУКЦИЯ по применению и контролю качества авиационных горю-
че-смазочных материалов и специальных жидкостей в гражданской авиации
(приказ министра гражданской авиации СССР от 2 августа 1978 г., № 119).—
М. : Воздушный транспорт, 1979.— 215 с.
86
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .	. ' .	3
1.	Общая характеристика ГСМ	4
1.1.	Классификация авиаГСМ............................................. 4
1.2.	Понятие качества авиаГСМ. Система контроля качества ...	5
1.3.	Влияние качества авиаГСМ на безопасность и регулярность полетов	7
1.4.	Влияние свойств авиаГСМ на экономические показатели предприя-
тий ГА................................................................. 7
1.5.	Краткие сведения о производстве авиаГСМ ...	8
2.	Авиационные топлива................................................ 15
2.1.	Основные физико-химические и эксплуатационные свойства топлив
и их оценка........................................................... 15
2.2.	Реактивные топлива .	.	...	34
2.3.	Авиационные бензины	.	37
3.	Смазочные материалы ....	.	48
3.2.	Пластичные и твердые смазки .	.	66
3.2.	Пластичные и твердые смазки	67
4.	Специальные жидкости................................................77
4.1.	Рабочие жидкости для гидросистем и амортизационных стоек воз-
чмнных судов гражданской	авиации.................................. 77
4.2.	Противообледенительные жидкости	.	.	79
I 3. Моющие жидкости	79
Список литературы .	86