航空煤油

20世紀50年代，中國空軍飛機和大型民航客機已開始使用航空煤油，但來源一直靠從前蘇聯進口，1959年進口量近50萬噸。為解決航空煤油的國產化問題，1956年和1957年石油部曾組織玉門煉油廠按蘇聯噴氣燃料規格，以玉門原油試生產兩批航空煤油，但在地面台架試車和空中試飛時發現存在火焰筒燒蝕問題，因而未能正式生產。

1958年，又把該廠試產的航空煤油油樣送蘇聯進行研究，經一年多試驗研究仍未解決問題。

1960年，中國航空煤油的進口量鋭減，已進口的油品質量也無保障。為保證空軍和民航的用油需要，同年8月10日，石油部發出《關於採取多種方法試製航空煤油的通知》，要求科研、生產單位就航空煤油的燒蝕問題進行研究攻關。8月18日，航空油料鑑定委員會召開會議，討論航空煤油的試製問題。會議決定分別由蘭州煉油廠、玉門煉油廠、獨山子煉油廠和石油三廠各試產一批航空煤油進行地面試車。隨後，根據國務院領導同志指示，石油科學研究院、撫順石油研究所、大連和蘭州化學物理研究所、瀋陽金屬研究所。三機部一些科研所和飛機制造廠、解放軍總後勤部、空軍有關單位，以及各煉油廠共20多個單位進行聯合攻關。經過大量實驗室研究和地面台架試驗，終於找到了產生燒蝕的原因，採用石油科學研究院推薦的添加劑，使問題得到解決。

1961年獨山子煉油廠用新疆原油的煤油餾分並加入抗燒蝕添加劑，生產出1號航空煤油，順利地通過了長期台架試車和試飛。

1962年，石油七廠採用大慶原油，在工業裝置上生產出了合格的2號航空煤油。為了證實國產航空煤油的使用安全性能，石油部還派機關幹部和各煉油廠的總工程師共20多人乘坐使用國產航空煤油的飛機，進行了近萬公里的飛行，表明國產航空煤油質量優良，安全可靠。從此，國產航空煤油很快在國內軍用和民航飛機上推廣使用。為了擴大產量，滿足需要，石油部又安排各煉油廠生產航空煤油，並採用嚴格管理措施，保證了產品質量。

1965年，國內消費的近70萬噸航空煤油全系國內生產，從而實現了航空煤油的自給，停止從國外進口。

航空煤油由不同餾分的烷烴、芳香烴和烯烴類的碳氫化合物組成，按照GB 6537，3號航空煤油的組成如下，允許的添加劑包括抗靜電劑、抗氧劑、抗磨劑、防冰劑、金屬鈍化劑。添加劑成分不包含汽油抗震添加劑四乙基鉛，四乙基鉛在燃燒時會產生固體一氧化鉛和鉛，在發動機內迅速積聚會損害零件。

航空煤油和民用煤油在成分上差別很小，一般分子式都是CH3(CH2)nCH3(n為8～16)。而航空煤油的純度更高，雜質含量微乎其微，從而使其的發熱值更高、密度適宜、低温性能更好。 ^{[1]  [6]} 

閃點：38℃

自燃温度：超過 425℃

凝固點：-47℃（-40℃for JET A）

露天燃燒温度：260-315 ℃

最大燃燒温度：980 ℃

航空燃油在燃燒過程中，分兩個階段：霧化蒸發階段和燃燒放熱階段。霧化燃燒階段是利用噴嘴將航空煤油霧化成細小的液珠，在燃燒室內和高壓空氣混合，蒸發為煤油蒸氣形成可燃混合物，以保證燃料的充分燃燒。燃燒放熱階段，航空煤油的分子鏈被打斷，形成遊離的碳氫基團、氫原子和碳原子，並與空氣中的氧氣發生化學反應釋放出熱量。其最終的燃燒產物主要有二氧化碳、水等，同時也包含未燃盡（部分燃盡）的碳氫化合物、氮氧化物（NOx）、一氧化碳等。 ^[6] 

航空發動機試車過程中產生的排氣污染物和汽車尾氣的廢氣成分相似，航空煤油經過充分燃燒後，產生的碳氫化合物（主要檢測指標為非甲烷總烴）等大氣污染物均滿足國家和地方排放限值要求，達標排放，不會造成環境污染。 ^[6] 

航空煤油需要有良好的燃燒性能，即它的熱值要高，燃燒要穩定，不因工作條件變化而熄火，一旦高空熄火後容易再起動，燃燒要完全，產生積碳要少。

航空煤油燃燒時，首要的是易於起動和燃燒穩定，其次是要求燃燒完全。航空煤油的起動性取決於燃料的自燃點、着火延滯期、燃燒極限、燃料的蒸發性能以及粘度等。燃燒的完全程度一方面受進氣壓力、進氣温度和飛行高度等條件的影響，另一方面也受燃料的粘度、蒸發性和化學組成的影響。

燃料的粘度與其霧化的質量有直接的關係，霧化程度越好，越能加快可燃混合氣的形成，有利於燃燒的穩定和安全。餾分較輕、蒸發性較好的航空煤油，能夠快速與空氣形成可燃混合氣，相應燃燒完全度較高。各種烴類的燃燒完全度高低順序如下：正構烷烴>異構烷烴>單環環烷烴>雙環環烷烴>單環芳香烴>雙環芳香烴。 ^[3] 

航空煤油的安定性包括儲存安定性和熱安定性。航空煤油在儲存過程中容易變化的指標有膠質、酸度和顏色等。航空煤油中含有少量的不安定組分，如烯烴、帶不飽和側鏈的芳香烴以及非烴等，導致膠質和酸度隨儲存時間的延長而增加。儲存條件對航空煤油的質量變化有很大的影響，其中最重要的是温度。

當飛機飛行時，由於與空氣摩擦生熱，飛機的表面温度上升，油箱內燃料的温度也上升，可達100℃以上 ^[7]  ，因此就要求航空煤油必須具有良好的熱安定性。 ^[4] 

航空煤油的低温性能是指在低温下燃料在飛機的燃料系統中能夠順利地泵送和過濾，即不能因產生烴類結晶體或所含水分結冰而堵塞過濾器，影響供油。航空煤油的低温性能是用結晶點或冰點來表示的，結晶點是燃料在低温下出現肉眼可辨的結晶時的最高温度（按ZBE31008測定）；冰點是燃料出現結晶後，再升高温度至原來的結晶消失時的最低温度（按GB2430測定）。

航空煤油的腐蝕性分為液相腐蝕和氣相腐蝕兩類。液相腐蝕是指航空煤油對儲運設備和發動機燃料系統產生的腐蝕；氣相腐蝕是指航空煤油在燃燒過程中對燃燒室內的火焰筒有燒蝕現象，並且燃燒產物對渦輪機尾氣噴管等也有腐蝕。

航空煤油質量標準中除規定了酸度、水溶性酸或鹼、硫含量、硫醇硫含量和銅片腐蝕等指標外，還增加了銀片腐蝕試驗。

噴氣發動機燃料系統機件的精密度很高，因而即使是細微的顆粒物質也能夠造成燃料系統的故障。引起燃料髒污的物質主要是水、表面活性物質、固體雜質和微生物。我國航空煤油的標準規定航空煤油中游離水的含量不超過30μg/g。國外一些航空煤油的標準中規定，每升燃料中的固體微粒不應多於1mg，微粒直徑不得超過5μm。

噴氣發動機的耗油量很大，在機場往往採用高速加油。在泵送燃料時，由於摩擦，會在油麪產生和積累大量的靜電荷，其電勢可達數千伏甚至上萬伏。這樣，到一定程度就會產生火花放電，如果遇到可燃混合氣，就會引起爆炸、起火。

影響靜電荷積累的因素很多，其中之一就是燃料本身的電導率。電導率小的燃料，在相同的條件下，靜電荷的消失慢而積累快；反之，電導率大的燃料，靜電荷消失速度快而不易積累。研究表明，當燃料的電導率大於50×10^-12Ω^-1m^-1時，就足以保證安全。

在噴氣發動機中，燃料泵的潤滑依靠的是其泵送的燃料。當航空煤油的潤滑性能不足時，燃料泵的磨損就會增大，這不僅會降低油泵的使用壽命，而且會影響油泵的正常工作，引起發動機運轉失常等故障，威脅飛行安全。

燃料的潤滑性是由其化學組成決定的。航空煤油中組分的潤滑性能如下：非烴化合物>多環芳香烴>單環芳香烴>環烷烴>烷烴。 ^[5] 

“3號噴氣燃料”（Jet fuel No.3）是石油產品之一，由直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調和而成的一種透明液體，主要由不同餾分的烴類化合物組成。

噴氣燃料分很多種，一般分1、2、3、4號，其中3號是比較常用。3號噴氣燃料由直餾餾分、加氫裂化和加氫精制等組分及必要的添加劑調和而成的一種透明液體，主要由不同餾分的烴類化合物組成的。3號噴氣燃料密度適宜，熱值高，燃燒性能好，能迅速、穩定、連續、完全燃燒，且燃燒區域小，積碳量少，不易結焦；低温流動性好，能滿足寒冷低温地區和高空飛行對油品流動性的要求；熱安定性和抗氧化安定性好，可以滿足超音速高空飛行的需要；潔淨度高，無機械雜質及水分等有害物質，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，對機件腐蝕小。

在美國，另有一種型號的JET A-1煤油，稱為JET A。另一種常用的民用航空煤油是JET B，這是一種以石腦油與煤油混合配方製成的航空煤油，主要是為改善寒冷天氣下的性能而制的。不過，JET B航空煤油的重量較低，處理時的危險性較大，因此只有在寒冷天氣而有絕對需要時才會使用。兩種航空煤油都具有一些添加劑：

四乙基鉛（TEL, Tetra-ethyl lead），以提高燃油的閃點；

抗氧化劑，用來防止起膠，通常為鹼性酚，如 AO-30、AO-31或AO-37；

防靜電劑，以消減靜電並防止發生火花；

新一代的航煤防靜電劑為無灰型防靜電劑，主要有Stadis 450, Antis JF3等抗靜電劑。其中一個例子是Stadis 450，含有 dinonylnaphthylsulfonic acid（DINNSA）作為有效成分；

腐蝕抑制劑，例如用於民用與軍用燃料的DCI-4A，以及軍用燃料專用的DCI-6A；

燃料系統結冰抑制劑（FSII），例如 二乙烯甘油單甲基醚，一般在使用前才混合，這樣，具有燃料加熱管道的飛機，就不需要額外支付此類添加劑的費用。

Jet A航空煤油自上世紀50年代就成為美國的標準航空煤油類型。只有美國才有供應Jet A航空煤油。Jet A與Jet A-1相似，但凝固點為-40 °C，比Jet A-1的-47 °C為高。與Jet A-1一樣，Jet A的閃點也在最少38°C，而自燃温度則為超過425°C. Jet A的標準燃油編碼為1863，在運油車與儲存設施也會註明。Jet A專用的運油車、油庫與管道，均會以黑底貼紙寫上白色“JET A”字樣，以及下面的另一條黑線作為識別。由於水比Jet A燃油重，水會在油箱的下面沉積，故此，儲存Jet A的油箱，需要定期排空，以檢查燃油是否混了水分。水分子可能會懸浮在Jet A燃油之中，這可以透過“明淨測試”檢出。若燃油呈混濁狀態，即表示含水量超出30ppm（百萬分之三十）的可接受水平。

美國法規並不要求商用燃料需要加上防靜電添加劑，故此Jet A燃油一般不含防靜電添加劑。 ^[2] 

世界各地的軍隊，使用的航空煤油具有另外一套稱為JP系列的編號。部分類型與民用燃油幾乎相同，只是部分的添加劑含量稍有不同：JET A-1與JP-8類同，而JET B與JP-4相似。其他的軍用燃料屬於高度專門化的製品，為特定的用途而設。JP-5燃油頗為常見，最初用於航空母艦，以減少船上火警的危機。其他的燃油就針對某一種飛機而開發：JP-6專為XB-70戰神侍婢式轟炸機而制，而JP-7就是SR-71黑鳥式偵察機的特定燃油。兩者都經過特別調配，具有很高的閃點以應付高超音速飛機遇上的高熱與應力。另外一種為美國空軍所使用的單一型號飛機專用燃油是JPTS；此燃油於1956年開發，專為洛克希德U-2間諜飛機而設。