연료의 종류 및 차이점

연료의 종류 및 차이점

항공기의 연료

- 오직 제작사에 의해 명시된 연료를 사용해야 하며 혼유는 허용되지 않는다.

- 왕복엔진 연료는 Gasoline 또는 AVGAS가 있고 제트엔진 연료는 Jet Fuel 또는 Kerosene이 있다.

**둘의 큰 차이점은 끓는점이다.

- 항공기 연료의 특징은 다음과 같다.

1. 발열량이 크고 휘발성이 좋으며 Vapor Lock을 일으키지 않아야 한다.

2. Anti-knocking값이 커야 한다.

3. 안정성이 좋고 부식성이 적어야 한다.

4. 저온에 강해야 한다.

**제트엔진 연료가 왕복엔진 연료보다 더 높은 온도에서 추출되고 제트엔진연료는 휘발성이 낮아야 하고 황복엔진 연료는 높아야 한다.

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왕복엔진 연료

-AVGAS라고 알려진 Gasoline을 사용하며, 휘발성이 큰 물질이고 극히 인화성 물질이다.

- 비정상 점화로 불완전 연소(knocking) 방지를 위해 4에틸납을 혼합해 연료의 옥탄가를 높여 사용한다.

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AVGAS(Aviation Gasoline)

휘발성(Volatility)

- 왕복엔진은 휘발성이 좋은 연료가 요구되며 액체 가솔린은 연소가 잘 되도록 기화기에서 기화시켜야 한다. 저휘발성 연료는 느리게 기화되어 시동을 힘들게 하며 가속의 원인이 될 수 있으며, 고휘발성 연료는 Detonation과 Vapor Lock의 원인이 될 수 있다.

증기폐쇄(Vapor Lock)

- 연료가 기화되어 기포나 증기가 발행해 엔진으로 들어가는 가솔린 양을 감소시키거나 엔진을 정지시키는 증상

- 낮은 공기압력 / 높은 기화성 / 과도한 진동 / Slushing등에 의해 발생

- 기화성이 낮은 연료를 사용 / 온도 상승 방지를 위한 단열재 사용 / 연료탱크에 장착된 Boost Pump를 사용해 액체연료에 압력을 가해서 방지

이상폭발(Detonation)

- 실린더 내의 미연소된 연료/공기 혼합기의 폭발로 압력과 온도가 임계점을 초과하는 현상

- 실린더 헤드의 온도 상승 및 피스톤이나 헤드에 파손

- 이때에는 속도가 음속을 넘기 때문에 굉장한 소리가 발생하는데 이 소리를 Knocking현상이라 함

조기점화(Pre-ignition)

- 표면점화라고도 하며, 연소실 내부의 국부적 또는 전체 표면의 과열에 의해 연료/공기 혼합기가 점화 시기 이전에 연소를 시작하는 형태

- 점화플러그의 전극 / 배기밸브의 과열 / 탄소찌꺼기가 부품에 붙는 등의 이유로 인해 발생

- 중대한 엔진 손상 및 엔진 고장의 원인

옥탄과 성능지수

- 엔진 실린더 안으로 들어가는 연료 혼합기의 Anti-knock값이라 할 수 있으며, 항공기 엔진에 사용하는 연료는 높은 축력을 내야하기 때문에 폭발이 일어나지 않는 상태에서 최대의 출력을 얻기 위해 높은 옥탄의 연료를 사용

- Anti-knock의 성분은 일반적으로 4에틸납을 사용하고 있지만, 납 성분이 인체에 영향을 미치기 때문에 주의

- 참고로 옥탄가는 '이소옥탄+햅탄'으로서 연료가 폭발할 때 이상연소를 일으키지 않을 정도로 혼합

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제트엔진 연료

AVGAS보다 인화점이 높기 때문에 인화성이 상대적으로 낮고, 비등점(Boiling Point)과 점성이 높은 Kerosene Type의 연료를 사용한다.

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Kerosene

미국에서 가장 일반적으로 사용하는 Jet A 와 일반적으로 많이 사용하는 Jet A-1이 있으며, 군용으로는 JP-8, JP-5 등이 있다.

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Wide Cut

Gasoline과 Kerosene의 혼합연료로서, Kerosene Type 보다 어는 점이 낮으며, Wide Cut의 종류에는 Jet B, JP-4 등이 있다.

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터빈엔진 연료의 문제점

- 터빈엔진 연료의 순도에 영향을 주는 요소는 물과 연료 속의 미생물이다.

- 미생물은 여과 장치를 막히게 할 수 있고 연료탱크의 Coating을 부식시킬 수 있고 연료의 질을 떨어트릴 수 있기 때문에 연료에 Biocide를 추가해 어느 정도 제어할 수 있지만 최상의 방법은 연료에 물의 함유를 최소화하는 것이다.

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연료의 식별

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연료 첨가제

- 산화 방지제 / 금속 불활성제 / 부식 방지제 / 빙결 방지제 / 정전기 방지제 / 미생물 살균제 / Anti-knock제