История авиатоплива: от первого самолета до современного авиалайнера
Первые изобретатели пытались строить летательные аппараты с паровыми двигателями, но поднять их в небо им так и не удалось. В 1903 году оторваться от земли и совершить управляемый полет самолет смог лишь с помощью двигателя внутреннего сгорания. С тех пор топливом для авиации служат нефтепродукты. Выясним, как со временем изменялось авиатопливо и на чем летали знаменитые российские авиаторы.
На экзамен со своим самолетом
Одним из выдающихся авиаторов Российской империи был Игорь Сикорский. Он получил диплом летчика в 1911 году, сдав экзамен на аэроплане собственной конструкции: С-5 поднялся в воздух и на высоте более 200 метров выполнил пять восьмерок.
Игорь Сикорский вошел в число главных авиаконструкторов ХХ века и стал родоначальником многомоторной авиации: создал первые четырехмоторные самолеты «Илья Муромец» и «Русский витязь». Всего он спроектировал 15 типов самолетов. Также Игоря Сикорского называют отцом вертолетной авиации за создание первого серийного геликоптера.
Дедушка русской авиации
В качестве топлива для самолетов поначалу использовали все, что может заставить двигатель работать. Обычно это был автомобильный прямогонный бензин.
В молодой советской республике бензин был в дефиците — работу нефтеперерабатывающих заводов приходилось налаживать заново. Изобретательные решения для авиации искало и руководство страны, и сами пилоты. Летчик-испытатель Борис Россинский предложил состав из спирта, газолина, бензола и эфира — на этом топливе он успешно пролетел из Москвы в Казань. Смесь получила название «казанская», ее также называли «смесью Россинского».
На военном параде в Москве 1 мая 1918 года, где Россинский выполнил 18 мертвых петель, Владимир Ленин приветствовал пилота словами: «Браво, дедушка русской авиации!» На тот момент «дедушке» было 33 года, но Россинский всю жизнь гордился этим прозвищем.
«Летчик №1»
Массовое производство топлива для самолетов в нашей стране началось с грозненского и бакинского авиационного бензина. В числе первых новое топливо опробовал летчик-испытатель Михаил Громов. Летом 1926 года экипаж под его командованием стартовал на АНТ-3 «Пролетарий» из Москвы в направлении Парижа. В баке был грозненский бензин. За 62 часа 52 минуты экипаж пролетел над Европой с остановками в семи городах и вернулся домой. Полет произвел сенсацию, а Громова приняли во французский профессиональный клуб пилотов с присвоением звания «Летчик №1».
В июле 1937 года за 62 часа 17 минут экипаж самолета АНТ-25 под командованием Громова преодолел путь из Подмосковья через Северный полюс до Калифорнии. Они могли бы достигнуть Панамы, но не имели разрешения на перелет через Мексику и страны Центральной Америки. Однако и без того были побиты два мировых рекорда дальности беспосадочного перелета: 10 148 километров по прямой и 11 500 километров по траектории, в том числе 5500 километров над океанами. Полет прошел на бакинском топливе.
Это был второй подряд легендарный перелет советского экипажа через Северный полюс в Америку. Почти за месяц до Громова из Москвы в Ванкувер успешно долетел экипаж Валерия Чкалова. Громов превысил достижение коллеги по дальности на 1500 километров, причем на прямогонном бензине. Чкалову же специально изготовили бензин «Экстра-100».
Время героев
В феврале 1934 года в Чукотском море затонул пароход «Челюскин». Члены полярной экспедиции во главе с исследователем Севера Отто Шмидтом успели организованно покинуть судно и с запасом продовольствия высадиться на льдину. Люди дрейфовали в море 20 дней, прежде чем их обнаружили, а спасательная операция успешно завершилась через два месяца после крушения парохода.
Все 104 человека оказались на материке благодаря летчикам. Семь пилотов, возглавлявших спасительные экипажи, стали первыми Героями Советского Союза. В их числе Анатолий Ляпидевский, обнаруживший льдину с челюскинцами.
Драматический конец полярной экспедиции совпал с триумфом советской авиации, во время которого развивалось производство авиатоплива. В конце 1920-х были открыты антидетонационные свойства углеводородных смесей и введена шкала октанового числа, ставшего главным критерием качества бензина. Началось применение высокооктановых добавок, например авиабензола. У грозненского и бакинского бензина октановое число составляло, соответственно, 58–60 и 70–72, а с добавлением авиабензола могло вырасти до 95.
Новая эпоха — новое топливо
15 мая 1942 года взлетел первый в мире реактивный истребитель-перехватчик. Это был экспериментальный советский самолет БИ-1 с ракетным двигателем. За штурвалом сидел летчик-испытатель Григорий Бахчиванджи. Самолет легко оторвался от земли, резко набрал высоту, развернулся на 90 градусов в одну сторону, потом в другую, перешел с крутого подъема в горизонтальный полет, вернулся к аэродрому и совершил посадку.
Так в нашей стране родилась отечественная реактивная авиация, которая проложила дорогу в космос. «Без полетов Бахчиванджи, возможно, не было бы и 12 апреля 1961 года», — говорил Юрий Гагарин.
На БИ-1 был установлен двухкомпонентный жидкостный ракетный двигатель, который работает на смеси горючего вещества и окислителя. В данном случае использовали тракторный керосин и азотную кислоту. В дальнейшем для ракетных двигателей перешли на менее опасные окислители, а авиация пошла по пути применения воздушно-реактивных двигателей, где окислителем служит кислород из воздуха.
Авиакеросин утвердился в качестве топлива для реактивных самолетов. По сравнению с бензином он медленнее испаряется, более плавно горит и сохраняет свойства при низких температурах. Высокооктановое авиатопливо производят на основе керосина и сегодня: ТС-1 — самое массовое топливо для дозвуковых реактивных самолетов, РД — для дозвуковых и некоторых сверхзвуковых, Т-6 и Т-8 применяют для сверхзвуковой авиации.
Реактивные рекорды
В 1977 году летчик-испытатель Александр Федотов на истребителе МиГ-25 поднялся в воздух на 37,65 километра (современные пассажирские самолеты летают на высоте 10–12 километров). С тех пор ни один пилот не покорил эту высоту. Федотов установил еще два абсолютных рекорда, которые до сих пор не побиты: наибольшая скорость при полете по замкнутой траектории длиной 100 километров — 2401 километр в час, наибольшая высота полета с грузом две тонны — 30,1 километра. В общей сложности на счету Федотова 18 мировых авиационных рекордов.
В те годы советские рекордсмены летали на реактивном авиатопливе Т-6, которым и в наше время заправляют многие сверхзвуковые самолеты. Оно представляет собой керосиновую фракцию углеводородов с пределами кипения 195–315 градусов, прошедшую глубокую очистку с участием водорода. Содержит присадки, которые снижают износ двигателей, предотвращают засорение топливных фильтров и воспламенение при заправке и перекачке.
На водородном топливе
В 1988 году с аэродрома в Жуковском вылетел первый в мире самолет с водородным двигателем, который работал на всех режимах полета, — Ту-155, пилотируемый экипажем под командованием Владимира Севанькаева. Самолет представлял собой летающую лабораторию для экспериментальных полетов на жидком водороде и сжиженном природном газе.
Тогда ученые сделали важный шаг к созданию пассажирских самолетов, летающих на альтернативных видах топлива. Экспериментальный Ту-155 совершил 70 полетов, в том числе международных. Из них пять прошли на водороде, остальные — на сжиженном газе.
Полет начинается на земле
Ни один летчик не смог бы подняться в воздух без инженеров и техников, которые обслуживают самолеты, готовят их к полетам и заправляют.
Алексей Кочергин
эксперт по заправке самолетов «Газпром нефти»
В Шереметьево, где я работаю, все пассажирские суда — российские и иностранные — мы заправляем российским авиатопливом ТС-1.
«Авиакеросин ТС-1 производится из керосиновой фракции нефти с пределами кипения 150–250 градусов, содержит присадки, а количество серы в нем не более 0,2%, — добавил Алексей. — Каждые два года мы проходим проверку качества работы, проводимую Международной ассоциацией воздушного транспорта. На сегодня у нас высшая оценка — зеленый уровень».
Прежде чем залить авиакеросин «в крыло», его несколько раз проверяют. Лабораторные пробы берут, когда топливо поступает с нефтеперерабатывающего завода на склад, в процессе его хранения, перед наливом в топливозаправщик. Финальная проверка проходит прямо под крылом: командир воздушного судна (или кто-то из пилотов) и оператор топливозаправщика смотрят авиакеросин на просвет, чтобы определить, что в нем нет механических примесей, воды и кристаллов льда.
В работе авиационным топливозаправщикам помогают цифровые технологии. Так, уже более чем в 20 аэропортах страны внедрили заправку самолетов с помощью блокчейна через цифровую платформу «Смарт Фьюэл». Умные алгоритмы берут на себя всю бумажную работу, а пилот и оператор топливозаправщика держат связь онлайн через специальное приложение на планшете. В результате время взаиморасчетов между авиакомпанией и заправщикам сокращается с 4–5 дней до 15 секунд.
