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JETSCREEN:了解可持续航空燃料对燃料系统的影响

业务

使用可持续燃料(或 SAF - 代表 “可持续航空燃料”)对当前和未来的飞机有什么影响?这个问题是欧盟委员会发起的 JETSCREEN 项目的核心方面。一些公司为此做出了贡献,包括赛峰航空系统公司,该公司监测了可持续航空燃料完全替代煤油对其燃料分配和测量系统的设备产生的影响。反馈......

Ravitaillement de l’avion - Istock

可持续合成燃料(SSF)(更常见首字母缩写 SAF(“可持续航空燃料”),是指已获得认证的航空燃料,与传统燃料相比,它们的生产对环境的影响——可持续性——显著降低。因此,它们为帮助消除航空部门的碳排放提供了有效和快速的解决方案。

但是,在使用可持续航空燃料方面出现了两个主要问题:它们是否足够可用?而且它们与现在和未来的飞机的兼容性如何?因为尽管所有飞机都可以使用 50/50 的煤油和可持续燃料的混合燃料,而不需要对设备进行改装,但如果油箱里装满了 100% 的可持续航空燃料会发生什么?

正是最后一个问题,受到了JETSCREEN(“喷气燃料筛查和优化”)的不同利益相关方的审查。作为 “地平线 2020” 倡议的一部分,该研究项目由欧盟委员会发起,涉及包括多家集团公司在内的财团,以便为可持续燃料与煤油的性能进行对比,并了解其对飞机设备的影响,为其制定第一个参考基础。

“JETSCREEN 项目的目标是开发解决方案,帮助支持使用各种原材料生产的新燃料获得快速批准。这将有助于引导该行业实现更大的可持续性”,欧盟委员会在其报告中提醒我们。

除了发动机外,几个飞机系统可能受到燃料变更带来的影响,特别是燃料分配和测量系统。流体管理系统的领导者赛峰航空系统已经实施了两个项目来测试其产品与可持续航空燃料的兼容性。  

 

计量极限测试

“航空中可以使用几种类型的可持续燃料,每种燃料的化学成分和物理特征都与煤油不同。但是,我们的燃料系统根据煤油的物理特性而设计和运行。”赛峰航空系统的创新总监 Thierry Rouge-Carrassat 解释说。“作为 JETSCREEN 的一部分,我们试图了解这些化学和物理特性的变化对我们产品的运行及其预期寿命可能产生的影响。”

赛峰航空系统团队的第一步是测试燃料控制设备,特别是传感器的运行情况,这使得显示有关油箱中燃料的体积和质量的信息成为可能。赛峰航空系统研发经理 Gilles Saint-Aubin 解释说:“我们已经开发了一个专门的测试装置来观察生物燃料测量的极限”。“在飞机中,传感器可以使用基于煤油质量密度与油箱内燃料高度的计算模型来发现油箱中的燃料质量。因此,我们对几种可持续燃料进行了精确的对比研究,使它们受到温度变化的影响,并记录我们传感器的测量变化,以建立计算模型,使我们能够确定油箱中不同 可持续航空燃料的质量。”

 

专注于泵油系统

第二次测试是在 Roche-La Molière(卢瓦尔河)的赛峰航空系统的工厂进行的,所有燃料分配系统都是在那里制造的。

Gilles Saint-Aubin 继续说:“我们改造了一个测试台来监控使用可持续航空燃料运行的泵、阀门和龙头的行为。”

在一个能容纳 500 至 2,000 升燃料的油箱中,该团队成员 用可持续航空燃料将燃油泵运行了 1,200 个小时“这相当于几个月的飞行时间!这种耐久性测试应该使我们能够研究使用生物燃料对我们产品预期寿命的影响。”

赛峰航空系统团队成员在测试前后对他们的设备进行了比较,以验证他们的假设。“生物燃料的特殊之处在于它们不含有助于密封的芳烃,但也不含天然润滑剂硫。”

在这次测试中,燃料和设备也受到温度和高度变化的影响。“在极低的温度下,我们注意到某些生物燃料可能会变得非常稠密,这使得泵送它们更加复杂。” 

Gilles Saint-Aubin 总结道:“这个初始试验阶段使我们能够确定在未来的研究工作中需要确认的趋势和主题。”  

在考虑使用可持续航空燃料时,可能会设想两种方法:要么对燃料系统的设备进行改造,使用这些新的无硫和无芳烃燃料运行,要么调整可持续航空燃料的组成成分,使其与现有设备兼容。  

 

下一步:Volcan 项目

JETSCREEN 项目的结论提交于 2020 年。这项协作工作导致了初步设计工具的开发,使人们能够了解燃料在不同设备上的表现方式,并开发了燃料控制平台。下一步是进一步收集技术数据,扩大测试的可持续航空燃料的范围,并同时测试构成燃油系统的所有设备,以确定和评估可能对这些设备进行的任何修改。

这是空客与法国宇航局、达索公司和赛峰公司在内的财团发起的 VOLCAN 项目的主题,参与者包括赛峰航空系统、赛峰飞机发动机公司、赛峰直升机发动机公司、赛峰过滤系统和赛峰科技的团队。VOLCAN 项目还将试图查明可持续航空燃料组成成分中使用的不同成份的变化对燃料系统设备运行产生的影响。

VOLCAN 项目的重点是使用 100% 不含芳烃或硫磺的可持续航空燃料,以及量化其排放和轨迹方面的好处,以及确定对当前和未来商用飞机的任何可能的适应措施。

作为该项目的一部分,法国航空运营商将在年底之前试飞一架具有 100% 可持续航空燃料的单通道飞机。

 

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