李建俠

摘 要：近年來我國航空飛機(jī)這一遠(yuǎn)程出行工具越來越普遍的同時，其安全水平也在受到越來越廣泛的關(guān)注。而其中一個影響飛機(jī)飛行穩(wěn)定和安全的重要因素，就是存在于其燃油當(dāng)中的水，當(dāng)飛機(jī)飛離地面進(jìn)入溫度較低的區(qū)域時，其就很容易在低溫時出現(xiàn)結(jié)冰狀況，進(jìn)而對飛機(jī)的供油工作產(chǎn)生不容小覷的負(fù)面影響。針對這一現(xiàn)象，我國相關(guān)部門也依據(jù)科學(xué)處理方法提供了相應(yīng)的解決方案。因此，本文為了更好地為航空公司的正常運行貢獻(xiàn)自身力量，將從這一存在于航空燃油當(dāng)中的水分在飛機(jī)飛入低溫高空領(lǐng)域時的反應(yīng)狀況進(jìn)行分析，且深入探討其存在于燃油中的形式，并綜合其特點，希望能夠從根本上降低這一問題對飛機(jī)安全運行帶來的負(fù)性影響。

關(guān)鍵詞：低溫 航空飛機(jī) 燃油 水 存在形式 特性

中圖分類號：V312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0011-02

經(jīng)過長期的理論研究，我們發(fā)現(xiàn)，如果不在燃油中添加適當(dāng)?shù)姆枷阕寤衔铮秃茈y使其保有良好的密封性，就會很容易導(dǎo)致燃油出現(xiàn)泄露的情況[1]。但是從另一個角度來看，由于這一化合物往往具有超強(qiáng)的水溶解性，因此將其添加到飛機(jī)燃油當(dāng)中之后，其就不免會在特殊情況下發(fā)生其他的反應(yīng)，諸如結(jié)冰。為了平衡這兩者的需求和問題，最終決定將這一化合物在飛機(jī)燃油中的比例控制在8%左右[1]。因此，我們就必須根據(jù)適航條款的規(guī)定，對由這一化合物所帶來的必然存在于飛機(jī)燃油中的水分進(jìn)行了解，以求更好地對其進(jìn)行處理，避免可能由其影響而引發(fā)的飛機(jī)災(zāi)難。

1 淺析在航空燃油當(dāng)中的水的存在形式

一旦進(jìn)入高空中的低溫區(qū)域內(nèi)，存在于航空燃油當(dāng)中，由芳香族化合物溶解轉(zhuǎn)化而來的水分，就會普遍以以下三種形式存在。其一是溶解水的形式，其二是乳狀水的形式，其三是自由水的形式[1]。

1.1 溶解水

一般而言，溶解水是一種我們無法輕易用肉眼得見的成分，其作為燃油的組成部分而存在于其中。如果只是簡單地憑借機(jī)械作用，很難對其進(jìn)行清理，因此，要想處理溶解水，只能借助燃油燃燒的方式。

1.2 乳狀液體

構(gòu)成乳狀液體的物質(zhì)可能是兩種，也可能超過兩種，且它們之間的一般無法進(jìn)行相互的融合。一般而言，其中的一種構(gòu)成液體都會由尺寸較小的顆粒組成。而其他的液體都在燃油當(dāng)中以連續(xù)的狀態(tài)存在。在燃油中，一旦存在乳狀水的形式，一般都會以較為渾濁的形式出現(xiàn)。而且要想讓這一物質(zhì)結(jié)成沉淀或者凝固，需要耗費一定的時長。除此之外，借助于油水分離器等設(shè)備，我們可以輕而易舉地對以懸浮姿態(tài)存在于燃油當(dāng)中的此類物質(zhì)進(jìn)行清理。這一設(shè)備的工作原理如下：其中的重要組成部分——纖維，其中含有能夠積聚水滴的親水物質(zhì)，一旦投入使用，就能夠在短時間內(nèi)破壞乳狀液體的穩(wěn)固性，從而輕而易舉地將其去除[2]。

1.3 自由水

一般而言，作為一種密度不低于燃油的物質(zhì)，自由水的前身就是乳狀水，經(jīng)過后者的長期沉淀，自由水變成一層獨立的物質(zhì)，凝結(jié)和沉淀于油箱的底部[2]。一般來說，自由水是在飛機(jī)啟動飛行之后一段時間才形成的。在正常情況下，自由水會和其他燃油成分一起被飛機(jī)消耗掉，而其積存于油箱當(dāng)中的沒有被消耗的部分，也會在工作人員進(jìn)行維修的時候?qū)⑵淙娴厍謇淼簟?/p>

其中，我們需要進(jìn)行重點管理和清理的有兩種物質(zhì)，其一是乳狀水，其二是自由水[2]。當(dāng)這兩種物質(zhì)一懸浮姿態(tài)出現(xiàn)在燃油當(dāng)中時，就可以被定義為對燃油造成污染的物質(zhì)，需要獲得及時的處理。

2 溫度是如何影響水溶解性的

當(dāng)飛機(jī)離開地面駛向高空的時候，其周圍的環(huán)境溫度急劇降低，在這樣的情況下，燃油中含有的各種水分也會受到溫度的劇烈影響。一般來說，在燃油中所含有的化合物和溫度共同的影響之下，水的存在形式也會出現(xiàn)某種不同形式的變化。經(jīng)過長期研究，我們得知，水會在周圍溫度超過14℃的時候，處于溶解狀態(tài)，此時燃油看起來是更為清晰透明的。而當(dāng)溫度低于這一水平的時候，燃油就會由于受到水的沉淀帶來的影響，而形成不甚透明的狀態(tài)。

3 淺析水的存在給燃油系統(tǒng)帶來的各類影響

3.1 淺析水在飛機(jī)油箱存在的循環(huán)規(guī)律

一般而言，有兩個影響因素會推動油箱中的水分子進(jìn)行運動和變化，其一是溫度影響，其二是飛機(jī)油箱內(nèi)部本來就存在的較為潮濕的空氣的影響[3]。當(dāng)溫度較低的時候，水的蒸發(fā)現(xiàn)象就開始運作了。這一過程會持續(xù)到這兩個方面達(dá)到平衡為止，其一方面是燃油中的水含量，其另一方面是油箱內(nèi)空氣的水含量。接下來，蒸發(fā)之后的水分子就會在油箱內(nèi)壁等各個部分形成凝固的狀態(tài)并附著在其表面。由此，這兩個過程就會形成一個不斷的水循環(huán)過程。這一過程將以濕度和溫度之間的平衡點為終結(jié)，當(dāng)位于燃油層上方的水蒸汽壓力到達(dá)這一平衡點的時候，循環(huán)就會終結(jié)。而當(dāng)溫度低于結(jié)冰的臨界點的時候，就會出現(xiàn)水蒸汽的冷凝狀況。凝結(jié)之后的水蒸汽一般會附著在油箱內(nèi)壁上，形成冰珠子。

3.2 冰積聚現(xiàn)象在油箱內(nèi)部和燃油系統(tǒng)當(dāng)中的存在淺析

冰積聚現(xiàn)象指的就是，水分子在燃油系統(tǒng)或者油箱當(dāng)中出現(xiàn)的不同程度上的結(jié)霜形式[3]。一般而言，這樣的結(jié)霜過程會經(jīng)過三個大的階段。第一個階段是晶體最初的生長階段；第二個階段是霜層開始生長的階段；第三個階段是第二階段的延續(xù)，霜層經(jīng)過一段時間的生長，已經(jīng)充分地形成了較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

一般而言，伴隨著這一結(jié)霜過程的，是不斷增加的霜層厚度水平，與此同時還有其表面的溫度水平。此外，決定霜層穩(wěn)固性的因素多種多樣，不僅有周圍空氣的流速，還有周圍空氣的濕度和溫度等等，都會共同作用于這一結(jié)霜過程，影響最后的霜層硬度等水平。與此同時，當(dāng)周圍的溫度條件過冷的時候，霜層也會由于不具備較強(qiáng)的吸附能力，而更為容易被其他物質(zhì)去除[4]。

3.3 水在低溫條件下的成核現(xiàn)象淺析

當(dāng)外界溫度低于一定的臨界值之后，燃油當(dāng)中所含有的各種形式的水就會傾向于凝結(jié)成較為穩(wěn)固的存在狀態(tài)——冰。學(xué)術(shù)上把這一現(xiàn)象稱之為水成核。而要想形成這一穩(wěn)固的狀態(tài)，還需要消耗一部分的能量，除此之外，還需要尋找可以被依托的穩(wěn)定介質(zhì)。且根據(jù)介質(zhì)類型的不同，這一現(xiàn)象也可以作學(xué)術(shù)上的兩種劃分。其一，當(dāng)其主要借助的介質(zhì)為原本就存在的水分子微晶，或者是存在于油箱中的各類細(xì)菌時，其成核狀態(tài)就是較為均勻的。其二，當(dāng)其所借助的介質(zhì)是來自于外在的各類灰塵和污垢等等時，其成核過程又被成為異質(zhì)成核，是不均勻的[5]。

4 結(jié)語

近年來我國航空建設(shè)事業(yè)正處在一個較為光明的發(fā)展前進(jìn)過程當(dāng)中，客流量的增大和航線數(shù)量的增加都為其發(fā)展帶來了巨大的推動力。但是在這一過程中，存在于飛機(jī)飛行過程之中的各類很有可能導(dǎo)致其安全問題的細(xì)節(jié)問題，都必須引起航空工作者們的重視。本文就從這個角度為起點，展開了對于普遍存在于航空油箱中的水的形式的探討，分析其可能存在的幾種形式，及其存在的相關(guān)特性。希望經(jīng)過本文的探討，能夠為有關(guān)的工作者們提供一定的解決實際問題的可能性。

參考文獻(xiàn)

[1] 屈元元.低溫下航空燃油中水的存在形式和特性研究[J].科技視界，2018（5）：45-46.

[2] 李潔，馬文孝.民用飛機(jī)輔助動力裝置燃油結(jié)冰驗證方法研究[J].科技視界，2017（7）：24-25.

[3] 顧鵬翔，黃毅.飛機(jī)燃油系統(tǒng)過濾器結(jié)冰堵塞模擬實驗研究[A]//中國化學(xué)會全國化學(xué)推進(jìn)劑學(xué)術(shù)會議[C].2014.

[4] 劉多強(qiáng)，韓松霖，邢軍，等.航空燃油高閃點防冰劑防冰效果的研究[J].化工時刊，2015（7）：11-13.

[5] 張志強(qiáng)，陳戰(zhàn)斌.卡爾費休滴定法測定航空煤油的水分含量[J].工程與試驗，2018，58（1）：54-56.