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为什么喷气式飞机使用煤油?

航空煤油是喷气式航空发动机所用燃料,也是现今绝大多数飞机特别是中大型飞机所用燃料。一般而言,小型轿车使用汽油,重型卡车用的是柴油,那么为什么喷气式飞机要使用煤油呢?这可以从两方面进行分析,一方面是发动机的特性,另一方面是航空煤油的特性。

首先,喷气式飞机采用的是涡轮喷气式发动机。而用汽油的汽车发动机是点燃式的,用柴油的卡车发动机是压燃式的。涡轮喷气式发动机和汽油机、柴油机在工作原理和结构形式上有很大的差异,可以说是完全不同的两类内燃机。这种发动机不含气缸,燃料与高速气流混合后被点燃,一旦点燃就会在燃烧室持续燃烧,不像活塞发动机那样周期性的燃烧。也不像活塞发动机在密闭的缸内燃烧,而是在持续流动的高速气流中燃烧,而且燃烧速度需要超过气流速度,否则燃烧就会中断。

这种特殊的工作原理决定了其所用燃料的特殊性。喷气发动机的推力是借助燃料的热能转变为燃气的动能产生的。这个能量的转换过程是在高空飞行条件下实现的,所以对燃料的质量要求非常严格,以保证安全可靠。对喷气发动机燃料质量的主要要求如下:①良好的燃烧性能;②适当的蒸发性;③较高的热值和密度;④良好的安定性;⑤良好的低温性;⑥无腐蚀性;⑦良好的洁净性;⑧较小的起电性;⑨适当的润滑性。

其次,航空煤油本身的燃烧性能良好,其密度适宜、热值高、燃烧性能好,洁净度高、无机械杂质和水分等有害物质,硫含量尤其是硫醇性硫含量低,对机件腐蚀小,对环境污染小。与汽油相比,航空煤油安全性更好。汽油的着火点低,若空气中存在适当浓度的汽油蒸气,只要存在静电电火花等极小的点火源,常温下自不必说,即使低于零度的气温下,也能简单地点火。与之相对,煤油的点火温度要高得多,蒸气温度若不高于37℃则不会点火。万一燃料撒落在飞机跑道上,只要路面温度比着火点低,即使存在点火源,也不会起火。并且,航空煤油具有更好的燃烧性能。喷气式发动机对燃料的继续性(不容易灭火)及发热量的要求更好。航空煤油比汽油具有更大的热值,能在任何情况下都能连续、平稳、迅速和完全燃烧,保证发动机在严寒中能够迅速启动,即使发动机在空中熄火也能迅速点燃。

综上,航空煤油作为最适合的燃料被广泛用于喷气式发动机。现在你知道喷气式飞机为什么使用煤油了吗?

本文由北京市海淀区教师进修学校附属实验学校中学一级教师牟丹进行科学性把关。