strana: 1 stran: 13 ÚŘAD PRO CIVILNÍ LETECTVÍ ČESKÁ REPUBLIKA 160 08 PRAHA 6 letiště Ruzyně Vydáno dne:
PORADNÍ OBĚŽNÍK č. PO/TI – 20 - 2 Používání automobilového bezolovnatého benzinu jako alternativní palivo pro letecké pístové motory.
Ing. Pavel M a t o u š e k Ředitel Technického inspektorátu ÚCL ČR
Vydal: ŘLP ČR – LIS
strana: 2 stran: 13
Základní informace o výrobě ropných produktů. 1. VŠEOBECNÉ
Z ropy se připravuje (vyrábí) frakční destilací v destilačních zařízeních (kolonách) v rafineriích řada derivátů. V kolonách se surová ropa předem zbavená vody a nečistot přehřátou parou uvádí do varu a ropné páry se shromažďují v různých výškách kolony a zde se srážejí v kapalinné produkty. Nejtěkavějším, tedy nejlehčím podílem při destilaci je plyn. Další frakce se pak dělí na kapalná paliva a rozpouštědla jako benziny, petroleje, benzen. Dále pak na lehké topné oleje. V nižších patrech kolony odcházejí těžké oleje a mazací oleje. V nejnižších patrech kolony odchází parafin a asfalt. 2. Obsah poradního oběžníku 2a) Úvod do problematiky používání automobilových bezolovnatých benzinů. 2b) Porovnání základních normovaných údajů benzinů leteckých s benziny automobilovými. 2c) Informace o rozdílech mezi leteckými benziny a autobenziny. 3. Doporučení a zásady při používání automobilových bezolovnatých benzinů. 4. Příloha 1.
2a)
ÚVOD Spolehlivost leteckého provozu před případným povolením používat automobilový bezolovnatý benzin v letadlových pohonných jednotkách a letounech je nutné před uvedením do leteckého provozu prokázat dlouhodobými pozemními zkouškami se schváleným typem motoru a autobenzinem
strana: 3 stran: 13
vyrobeným podle ČSN EN 228. Dále pak musí být spolehlivost, způsob a specifické podmínky provozu na autobenzin prokázány dlouhodobými letovými zkouškami se schváleným typem letounu. Rozsah a skladba pozemních a letových zkoušek musí splnit požadavky předpisu JAR 23 palivový systém. Program těchto zkoušek je nutné před jejich zahájením projednat s ÚCL. Přílohu TO a Technické podmínky letounu a motoru včetně dalších návazných dokumentů jako na př. „Příručku pro provoz“, „Letovou příručku“ je nutné rozšířit o následující informaci: - provoz letounu je povolen na automobilový bezolovnatý benzin vyrobený podle normy ČSN EN 228 - pro obchodní lety a akrobacii je zakázáno používat autobenzin - v technicko-provozní dokumentaci upozornit na rizika při používání autobenzinu
Pozn.: Automobilový bezolovnatý benzin je povolen jako alternativní palivo, které může za určitých podmínek způsobit v leteckém provozu snížení provozní spolehlivosti. O některých negativních vlivech pojednává tento „Poradní oběžník“. Proto provozovatelé, majitelé letounů provozující letouny na autobenzin musí si po zhodnocení všech pro a proti uvědomit odpovědnost za bezpečný letový provoz. Vzhledem k tomu, že ÚCL upozorňuje na možná rizika při používání autobenzinů jako alternativních paliv nebere a neručí za následky které se mohou vyskytnout v letovém provozu. Plná odpovědnost je na vlastníkovi, provozovateli letounu.
strana: 4 stran: 13
Pozn. 2: Je známá skutečnost, že dodržování rovnoměrné kvality leteckých benzinů je na vyšší úrovni než zajišťování rovnoměrnosti kvality u benzinů automobilních. Kontrola kvality leteckých benzinů je prováděna podle přísnějších norem nezávislými organizacemi (mimo vliv výrobce). Je proto nutné, aby provozovatelé, kteří mají povoleno používat autobenzin odebírali jej od výrobců (prodejců) u kterých je záruka, že dodaný autobenzin svoji kvalitou odpovídá ČSN EN 228. Při odběru autobenzinu doporučuje se vyžádat si potvrzení, že odebraný autobenzin splňuje svými parametry ČSNEN 228 a že se jedná o zimní, nebo letní produkci. Toto je velmi důležité vědět v době, kdy končí produkce zimního autobenzinu. 2b) Porovnání základních normovaných údajů benzinů leteckých s benziny automobilovými. Z uvedeného porovnání základních údajů uvedených v normách pro výrobu autobenzinů a leteckých benzinů je patrné, že největší rozdíly, které mají vliv na provozní spolehlivost pístových leteckých motorů používajících autobenzin jsou následující : - obsah TEO u nejpoužívanějšího leteckého benzinu AVGAS 100LL je vyšší než u automobilových neethilisovaných benzinů ( u některých typů motorů malé množství TEO může mít vliv na zvýšené opotřebení sedel ventilů)
strana: 5 stran: 13
- rozsah frakční destilace u autobenzinů je širší než u benzinů leteckých. To má ten důsledek, že autobenziny se blíží svými vlastnostmi k rozpouštědlům (to může mít nepříznivý vliv na životnost pryžových hadic, těsnění a j.) - důležitou hodnotou při destilaci je „konec destilace“ ve stupních C. U autobenzinů je tato hodnota rovněš vyšší ( 215 stupňů C) než u benzinů leteckých ( 180 stupňů C) - velmi důležitým faktorem majícím vliv na provozní spolehlivost je vyšší tlak nasycených par a vyšší obsah pryskyřic.
Údaje, které nejsou v normách uváděny, jsou tedy doporučeními. Proto některé rafinerie na základě výrobní technologie některé složky v palivu upravují jako na př.: obsah aromátů obsah alkoholu jodové číslo olefiny (nenasycené uhlovodíky) a j.
strana: 6 stran: 13
2c) Informace o rozdílech mezi leteckými a automobilovými benziny. - Oktanové číslo : automobilové bezolovnaté benziny mají oktanová čísla srovnatelná s benziny leteckými. Jejich hodnota vyhovuje pro použití v motorech řady M 332, M 137 a M 337 všech versí. Tyto motory mají předepsaný a schválený benzin BL 78, který má oktanové číslo min.78 oktanů a další benziny, které nemají vyšší obsah TEO než 0,06 % objemových. - Výhřevnost : letecký benzin AVGAS 100 LL má výhřevnost blízkou hodnotě 43 500 kJ. Rovněž tak autobenziny mají hodnotu výhřevnosti srovnatelnou s výhřevností leteckých benzinů (u autobenzinů není hodnota výhřevnosti uváděna v normě). Použití autobenzinů by proto nemělo ovlivnit měrnou spotřebu let.motorů a tím dolety letounů, v nichž jsou výše uvedené letadlové motory zastavěné. - Destilační křivka : jak již bylo výše zmíněno, rozsah frakční destilace u autobenzinů je širší, u leteckých benzinů je užší. 10ti % objem předestiluje v rozsahu 70 stupňů C – 80 stupňů C. Začátek destilace a 10 % objem předestilace mají zásadňí vliv na hodnotu tlaku nasycených par. Tento tlak nasycených par ovlivňuje startovatelnost motorů. Proto autobenziny jsou vyráběny ve dvou základních provedeních. Letní benzin s nižší hodnotou tlaku nasycených par 35 - 70 kPa a zimní benzin s hodnotou 70 - 100 kPa.
strana: 7 stran: 13
Výroba letního a zimního benzinu je ohraničena v následujících ročních obdobích. Od 1. května do 30. září je vyráběn a distribuován letní bezolovnatý autobenzin. Od 1. listopadu do 31.března je vyráběn a distribuován zimní bezolovnatý benzin. Duben a říjen jsou měsíce t.zv. přechodného období (je to směs letního a zimního bezolovnatého automobilového benzinu). POZOR: Je nutné se vyvarovat používání zimního bezolovnatého autobenzinu v letních měsících. Za určitých provozních a atmosférických podmínek zvýšení tlaku nasycených par zimního benzinu může vést k podstatnému snížení výškovosti a tím k intensivní tvorbě parních polštářů (bubliny v palivovém potrubí). Toto může způsobit nepravidelný chod motoru, v horším případě přerušení dodávky paliva a vysazení motoru. Tento jev je možné částečně eliminovat zabudováním dopravního čerpadla do palivové nádrže letounu.Touto (ale schválenou) úpravou palivové instalace je možné zvýšit výškovost automob. bezolovnatých benzinů. Dalšími důležitými body při destilaci jsou: 90TI % destilace, konec destilace ve stupňích C a množství destilačního zbytku, který bývá 2 % objemových u autobenzinů a 1,5 % objemových u leteckých benzinů. 90ti % bod destilace a konec destilace se výrazně liší u leteckých a automobilových bezolovnatých benzinů (viz dříve uvedené hodnoty).
strana: 8 stran: 13
Tyto hodnoty za působení zvýšeného obsahu aromátů v autobenzinech mohou za určitých provozních podmínek podstatně zvýšit množství úsad ve spalovacím prostoru leteckého motoru. - Obsah aromátů : Aromatické uhlovodíky mají vysoká oktanová čísla a používají se jako složka při mísení do automobilových benzinů. U autobenzinů nejsou normovány, ale jejich hodnota je mezi 40 – 45 % objemovými. Letecké benziny hodnotu této složky uvádějí 30 % objem. Nová norma ČSNEN 228 (2001), která vstoupí v platnost od 1.1.2003 tuto hodnotu aromátů u automobilových bezolovnatých benzinů limituje. Nevýhodou aromatických uhlovodíků při práci motoru je možnost vzniku sazí, především je-li motor seřízen na bohatší směs. To se může projevit zvýšením úsad ve spalovacím prostoru motoru a na výfukových ventilech. Rovněž zvýšené množství aromátů může urychlit degradaci oleje. - Obsah alkoholu : Další složkou, která je při destilaci a úpravě derivátů autobenzinů použita, je alkohol. Jeho nevýhodou je, že váže na sebe vodu, což může v provoze zapříčinit u letadlových motorů provozní problémy. Používaný automobilový bezolovnatý benzin by měl mít minimální množství methanolu t.j. max. 3 % objem. ( v nové normě je již limitováno)
strana: 9 stran: 13
POZOR: Intenzivní “zavodnění” může vzniknout nevhodným skladováním automobilového bezolovnatého benzinu. K tomuto jevu může dojít tehdy, jestliže sudy s benzinem jsou uloženy na volném prostranství bez řádné ochrany před přímým sáláním slunečních paprsků a povětrnostními vlivy.Rovněž v celém objemu nenaplněné sudy negativní vliv tohoto “zavodnění” zvyšují. V takovýchto případech dochází k intenzivnímu uvolňování vody z paliva. Je nutné si uvědomit, že každé palivo je hygroskopické, obzvláště autobenziny. Hygroskopičnost paliv je jejich vlastnost vázat na sebe vodu, která v palivu je jako voda vázaná. Vázaná voda za určitých měnících se podmínek jako na př. bar.tlak, vlhkost, teplota tuto vázanou vodu změní na vodu volnou, která se z paliva uvolňuje a shromažďuje se v nádržích letadel, po př. v sudech na letištích. Proto je nutné provádět dokonalé odkalení nádrží letadel a dát pozor při doplňování paliva.
strana: 10 stran: 13
3) Doporučení a zásady při používání automobilových bezolovnatých benzinů
Je nutné si uvědomit, že provozování leteckých motorů a letounů na autobenzin může za určitých podmínek zvyšovat riziko a snižovat spolehlivost leteckého provozu jak již bylo zmíněno. DOPORUČENÍ Před získáním provozních zkušeností s autobenzinem by provozovatelé měli upravit – zkrátit předepsané intervaly prací a kontrol, zejména: - zúžit periodicitu kontrol u stavu elektrod svíček (jejich opálení a zabarvení isolátoru) -
kontrolovat množství úsad na dně pístu a talíři ventilu
-
častěji kontrolovat kompresní tlaky a věnovat pozornost rozdílům kompresních tlaků mezi jednotlivými válci
-
věnovat zvýšenou pozornost degradaci olejové náplně (laboratorní vyhodnocení)
Pozn.: - nepoužívat paliva, která nebyla odzkoušena jak pozemními, tak letovými zkouškami a nejsou uvedena v Příloze TO motoru a letounu a v příslušné technicko provozní dokumentaci
strana: 11 stran: 13
- u karburátorových motorů je větší riziko tvorby námrazy při vyšší atmosférické teplotě a nižší vlhkosti,než je obvyklé u paliv leteckých. Rovněž je zvýšené nebezpečí vzniku požáru při používání autobenzinů - autobenzin plnit přes jelenici, nebo jiný účinný filtr, který by zachytil nečistoty případně vodu u plnícího hrdla nádrže letounu doplnit: „nebo autobenzin odpovídající ČSNEN 228“ - uvědomit si, že autobenzin vzhledem ke svým vlastnostem, má podstatně nižší výškovost, než benzin letecký - snížení provozní spolehlivosti může být za určitých podmínek způsobeno plněním nádrží letounu pod určitou hranici objemu (na základě let.zkoušek stanoví výrobce letounu). Nedoporučuje se plnit nádrže pod 25 % objemu - neplnit palivo s vyšší teplotou než 25 stupňů C (na příklad plnění ze sudů, které nejsou chráněny přístřeškem proti přímému slunci). Doporučuje se plnění letounu provádět z podzemních nádrží
strana: 12 stran: 13
- plněný benzin by měl obsahovat max 40 % objemových aromátů - plněný benzin by měl obsahovat max 5 % objemových alkoholu - benzin odebírat od renomovaných výrobců a prodejců. Při odběru požadovat potvrzení (specifikaci) o jaký druh benzinu se jedná a zda odpovídá ČSN EN 228 - autobenziny, které budou vyráběné v ČR podle normy ČSN EN 228 (2001) od 1.1.2003 svým složením se budou přibližovat leteckým benzinům. Budou tedy vhodnější pro použití v leteckých motorech a letounech, než dosud vyráběné autobenziny. Tyto změny nebudou však tak zásadní, aby plně odpovídaly leteckým benzinům a tyto nahradily - přechod z leteckého benzinu na automobilový bezolovnatý benzin je nutné zapsat do motorové knihy s označením o jaký druh benzinu se jedná v kabině letounu na viditelném místě umístit upozornění: „Letoun je provozován na automobilový bezolovnatý benzin vyrobený podle ČSN EN 228. Doporučená výška letu by neměla překročit 2000 m“ -
provozovatel, vlastník letounu v pravidelných hlášeních informuje ÚCL o tom, že na letounu typu a této imatr. značky používá automobilový benzin vyrobený podle ČSN EN 228, informuje ÚCL o počtu nalétaných hodin na autobenzinu a vyskytnuvších se poruchách a závadách
strana: 13 stran: 13
