sábado, 14 de dezembro de 2013

Jet Fuel for Commercial and Military Aircraft - Future Engine Propulsion





Jet fuels

 Combustíveis de jato

 
Jet fuel is used for commercial (Jet A-1, Jet A, and Jet B) and military (JP-4, JP-5, JP-8...) jet propulsion; aviation gasoline (avgas) is used to power piston-engine aircraft. They are basically mixtures of kerosene and gasoline (half-&-half for JP-4, 99.5% kerosene for JP-5 and JP-8, 100% kerosene for Jet A-1), plus special additives (1 to 2%): corrosion inhibitor, anti-icing, anti-fouling, and anti-static compounds. Jet A-1 comprises hydrocarbon chains with 9 to 15 carbon atoms. Jet B (also named JP-4, with composition distribution from 5 to 15 carbon chains), is used in very cold weather, and in military aircraft.
 
Combustível de jato usado para propulsão à jato comercial (Jet A-1, Jet A e Jet B) e militar (JP-4, JP-5, JP-8, ...); gasolina de aviação (avgas) é usada para aeronave com empuxo de motor a pistão. Eles são basicamente misturas de querosene e gasolina (metade-metade para querosene JP-4, 99,5% de querosene para JP-5 e JP-8, 100% de querosene para Jet A-1), mais aditivos especiais (1 a 2%): inibidor de corrosão, anti-gelo, anti-incrustração e substâncias anti-estática. Jet A-1 consiste de cadeias de hidrocarbonos com 9 a 15 átomos de carbono. Jet B (também chamado JP-4, com cadeias  de distripuição de composição de 5 a 15 carbonos), é usado em condição meteorológica muito fria e em aeronave militar.
 
Jet A-1 is the international standard jet fuel, with a freezing temperature of Tf  = -50 ºC (-47 ºC as a limit); Jet A (with Tf = -40 ºC) is a low-grade Jet A-1 only and mostly used in USA; and Jet B (Tf< -50 ºC), the commercial name of JP-4, is only used in very cold climates. They all have a lower heating value of 42.8 to 43.6 MJ/kg. Minimum flash point is 60 ºC for JP-5, 38 ºC for Jet A-1 and JP-8 (typical value for Jet A-1 is Tflash = 50 ºC, with a vapour pressure at this point of 1.5 kPa; 1 kPa at 38 ºC), and Tflash = -20 ºC for JP-4. Typical density at 15 ºC is 810 kg/m3 for Jet A-1, and 760 kg/m3 for Jet B. Jet fuel must withstand 150 ºC without fouling (dissolved oxygen in fuel exposed to air reacts with the hydrocarbons to form peroxides and eventually deposits after few hours); further heating leads to thermal cracking.
Jet A-1 é o combustível de jato padrão internacional, com uma temperatura de congelamento de Tf = -50°C (-47°C como um limite); Jet A (com Tf = -40°C é um Jet A-1 de  baixa graduação único e muito usado nos Estados Unidos e Jet B ( Tf  < -50°C), o nome comercial de JP-4, é somente usado em climas muito frios. Eles todos têm um valor de aquecimento mais baixo de 42,8 a 43,6 MJ/Kg. Pono mínimo de fulgor é 60°C para JP-5, 38°C para Jet A-1 e JP-8 (valor típico para Jet A-1 é Tfulgor = 50°C, com uma pressão de vapor neste ponto de 1.5 kPa; 1 kPa em 38°C) e  Tfulgor = -2°C para JP-4. Densidade típica a 15°C é 810 Kg/m3 para Jet A-1 e 760 Kg.m3 para Jet B. Combustível de jato deve suportar 150°C sem inscrustração (oxigênio dissolvido em combustível exposto ao ar reage com os hidrocarbonos para formar peróxidos [água oxigenada, H2O2] e eventualmente depósitos após poucas horas); aquecimento adicional conduz a rachadura térmica.
 
Jet A-1 specification is Tflash = 49 4 ºC at 100 kPa (but it might decrease to Tflash = 15 ºC at cruise altitude with 25 kPa).
 
Viscosity = 8.0 x 10-6 m2/s for Jet A-1 at 20 ºC
 
A especificação Jet A-1 é Tfulgor = 49 4°C a 100 kPa (mas ela pode diminuir para Tfulgor = 15°C na altitude de cruzeiro com 25 kPa). 
 
A viscosidade = 8.0 x 10-6 m2/s para Jet A-1 a 20°C


Current and Next Generation Jet Propulsion





Solar Cell Propulsion




The vehicle consisted of two configurations. One configuration, designated HP01, was designed to operate at extremely high altitudes using batteries and high-efficiency solar cells spread across the upper surface of its 247-foot wingspan. On 13 August 2001, this aircraft configuration reached an altitude of 96,863 feet, a world record for sustained horizontal flight by a winged aircraft. The other configuration, designated HP03, was designed for long-duration flight. The plan was to use the solar cells to power the vehicle’s electric motors and subsystems during the day and to use a modified commercial hydrogen–air fuel cell system for use during the night. The vehicle was also equipped with batteries as a backup source of power. The aircraft design used wing dihedral, engine power, elevator control surfaces, and a stability augmentation and control system to provide aerodynamic stability and control.
 
O veículo consistia de duas configurações. Uma configuração, designada HP01, foi projetada para operar em altitudes extremamente altas usando baterias e células solares de alta eficiência espalhadas em toda a superfície superior da sua envergadura de 247 metros. Em 13 de agosto de 2001, esta configuração da aeronave atingiu uma altitude de 96.863 metros, um recorde mundial para o voo horizontal sustentado por uma aeronave alada. A outra configuração, designada HP03, foi projetada para o vôo de longa duração. O plano era usar as células solares para alimentação de motores elétricos do veículo e subsistemas durante o dia e usar um sistema de célula de combustível de hidrogênio gasoso comercial modificado para usam durante a noite. O veículo também era equipado com baterias como fonte auxiliar de energia. O design da aeronave usadava asa em diedro, motor elétrico, superfícies de controle do elevador e um sistema de controle e aumento da estabilidade para fornecer controle e estabilidade aerodinâmica.



Future Propulsion

 Ionic Wind produces 110 newtons of thrust per kilowatt, compared with a jet engine’s 2 newtons per kilowatt. The MIT Lab team has published its results in the Proceedings of the Royal Society.


'Vento iônico' produz 110 Newtons de impulso por kWatt, comparado com uma propulsão de 2 Newtons de um motor à jato atual. A quipe do Laboratório do MIT publicou seus resultados no jornal de Proceedings of the Royal Society.


MIT Laboratories
 
No moving parts, no fuel, no noise

 Sem partes móveis, sem combustível fóssil, sem ruídos



 
 




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