Концепция единого топлива НАТО (2006)
Полковник С. Птицын
Руководство Североатлантического союза осуществляет комплекс мероприятий по реализации "Концепции единого топлива НАТО". Основная цель разработки данного документа - совершенствование системы обеспечения войск (сил) альянса горючим за счет перевода вооружения и военной техники (ВВТ) военно-воздушных сил и сухопутных войск на единое для всех стран-участниц боевое топливо.
 |
В настоящее время в НАТО используются следующие виды горючего:
- бензин F-57 (предназначен для двигателей с принудительным воспламенением, обладает высокой летучестью, значительной пожароопасностью, не пригоден для использования в дизельных и реактивных двигателях);
- дизельное топливо F-54 (предназначено для двигателей с воспламенением от сжатия горючей смеси, имеет недостатки при использовании в условиях низких температур, характеризуется недостаточной стойкостью и довольно большим потенциалом для микробиологического загрязнения);
- топлива на основе керосина: F-40 (смесь бензина с керосином, широко применяемый тип), F-44 (высококалорийное, используется в палубной авиации), F-35 (керосин, идентичный гражданскому реактивному топливу марки Jet А-1), F-34 (военное топливо для авиадвигателей на основе F-35 с добавлением присадок). Состав видов горючего, используемого в НАТО, приведен в табл. 1.
| Таблица 1 Состав различных видов горючего, используемого в НАТО | |||||||||
|
Углеводороды с различным содержанием атомов углерода |
|||||||||
| С-4 | С-6 | С-8 | С-10 | С-12 | С-14 | С-16 | С-18 | С-20 | |
|
F-57, бензин |
|||||||||
|
F-40, реактивное топливо широкого применения |
|||||||||
|
F-54, дизельное топливо |
|||||||||
|
F-34 и F-35, реактивное топливо |
|||||||||
|
F-44, реактивное топливо |
|||||||||
Необходимость применения единого топлива войсками (силами) на поле боя возникла после окончания Второй мировой войны и была продиктована требованием руководства альянса повысить безопасность эксплуатации техники за счет уменьшения пожароопасности. Кроме того, в расчет брался и ряд других преимуществ, получаемых от использования единого топлива: упрощение процессов учета, хранения и снабжения горючим, уменьшение риска смешения различных видов топлива, снижение расходов на строительство и содержание складской инфраструктуры и средств транспортировки горючего.
Еще в середине 1960-х годов военно-воздушные силы некоторых стран альянса перешли на военное топливо F-34, а в 70-е годы начался переход на единое топливо всего альянса, когда руководство всех стран блока заключили соглашение об использовании в ВВС F-34 вместо F-40. Основной причиной этого явился негативный опыт ВС США, полученный в период войны во Вьетнаме, и стремление повысить безопасность эксплуатации авиационной техники.
В 1988 году страны НАТО достигли соглашения о принятии концепции единого топлива в качестве долгосрочной программы без определения каких-либо временных рамок ее реализации. При этом рабочей группе по топливам сухопутных войск было поручено провести исследование всех видов топлива и определить наиболее приемлемую марку горючего, удовлетворяющую всем установленным требованиям блока и пригодную как для дизельных, так и реактивных двигателей.
Проведенные исследования показали, что основные виды горючего, которые могут быть использованы в качестве единого топлива, это жидкие углеводороды на основе керосина F-34 и F-35. Они могут применяться в газотурбинных и дизельных двигателях и имеют сравнительно высокую температуру воспламенения. Недостатками дизельного топлива F-54, которое также может применяться в газотурбинных двигателях, являются меньшая эффективность при низких температурах, а также более высокая температура застывания и вязкость, однако его преимущество перед керосинами заключается в более высоких цетановом числе и теплоте сгорания (табл. 2).
На основании результатов исследования характеристик этих углеводородов руководство альянса приняло решение о назначении в качестве единого боевого топлива горючего на основе керосина F-34 или F-35 и поэтапном переходе вооружения и военной техники (ВВТ) с дизельными двигателями на эти виды горючего. Одним из главных факторов в пользу выбора в качестве единого топлива F-34 и F-35 была возможность широкого привлечения гражданских источников при обеспечении горючим в любом регионе мира (керосин F-34 получают из F-35, применяемого повсеместно в гражданской авиации).
Реализация концепции осуществляется в три этапа. На первом этапе была произведена замена авиационного топлива F-40 на F-34 или F-35 для базирующихся в Европе самолетов ВВС и вертолетов армейской авиации. Этот этап завершен. На втором этапе производится замена дизельного топлива на керосин F-34 или F-35 для наземной техники. Третий этап предполагает отмену бензина как военного топлива параллельно с перевооружением всей наземной техники на дизельные двигатели.
Реализация первого этапа была относительно простой, так как газотурбинные двигатели допускают использование топлива со значительными отклонениями в свойствах. Работа в основном заключалась в проведении различного рода согласований.
В ходе второго этапа возник ряд проблем, связанных с отличием физических свойств керосина и дизельного топлива. Одна из них заключается в том, что керосин является хорошим растворителем. При переходе с дизельного топлива на керосин смолистыми отложениями, а также продуктами коррозии, образовавшимися в системе питания двигателя в период эксплуатации на дизтопливе, забивались топливные фильтры, в результате чего снижалась эффективность работы топливных форсунок. Более низкие вязкость и смазывающие свойства керосина вызывали утечку топлива в форсунках, снизили пропускную способность топливного насоса высокого давления (ТНВД) и способствовали быстрому износу трущихся поверхностей ТНВД. По причине меньшей калорийности керосина потеря мощности дизельных двигателей достигала 10 % Кроме того, пониженное значение цетанового числа увеличивало вероятность появления проблем при эксплуатации маломощных двигателей (затрудненный холодный пуск, ненормальное сгорание смеси).
В процессе реализации концепции странами-участницами все перечисленные проблемы были успешно решены. В частности, засорение топливной системы устранялось заменой топливных фильтров и форсунок, промывкой баков и продувкой топливопроводов. Проблемы с потерей мощности решались путем проведения регулировочных работ на ТНВД в сторону увеличения подачи топлива (этот способ чреват возникновением тепловых перегрузок двигателя при возврате к работе на дизельном топливе), установкой автоматических согласующих устройств для изменения параметров ТНВД, регулировкой дроссельной заслонки маломощных двигателей. Повысить цетановое число на четыре-пять единиц удалось благодаря применению специальных присадок. В долгосрочной перспективе было решено разработать маломощный двигатель, работающий на топливе с низким цетановым числом.
|
Таблица 2 Сравнительная характеристика топлив F-54 и F-34/F-35 |
||
| Качественные показатели | F-54 | F-34/F-35 |
| Плотность, г/л | 820-860 | 775-830 |
| Конечная температура дистилляции, °С | 370 | 288 |
| Температура воспламенения, °С | 56 (минимальная) | 38 (минимальная) |
| Температура застывания, °С | -18 (максимальная) | менее -50 |
| Вязкость: | ||
| при 40°С, мм2/с | 2-4,5 | 1,2 |
| при -20°С, мм2/с | * | 8 (максимальная) |
| Цетановое число | 45 (минимальное) | 42 (среднее) 37(минимальное) |
| Средняя теплота сгорания, МДж/л | 36 | 34,3 |
Проблема повышения смазывающих свойств топлива F-34 решалась несколькими способами: путем добавления моторного масла (1 % объема топлива) - такой подход удовлетворил не всех участников эксперимента, поскольку до сих пор еще не полностью изучены последствия использования таких смесей; за счет добавления противоизносных присадок, что повлекло за собой ухудшение показателей отделения воды и коалесценцию топлива; благодаря установке дополнительного топливного насоса для повышения давления в магистрали подачи топлива на 0,75 бар, что уменьшило кавитацию и ее негативные воздействия на ТНВД. Однако в конце концов специалисты НАТО согласились, что кардинально решить данную проблему может полная передача ответственности на изготовителя топливной аппаратуры после определения в спецификации, что каждое новое устройство подачи топлива к моменту приобретения должно быть совместимо с F-34 и F-35.
Следует отметить, что особое внимание в концепции уделено вопросу исключения возможности снижения качества топлив F-34 и F-35 при применении их в качестве авиационных. В этих целях повышены требования по осуществлению контроля качества горючего должностными лицами, категорически запрещено использовать специфические присадки и моторное масло в цепи снабжения топливом авиационной техники, а их добавление разрешено только в пунктах непосредственного использования. Отменить бензин как военное топливо с перевооружением всей наземной техники на дизельные двигатели в рамках третьего этапа планируется только после полной выработки технического ресурса машин с бензиновыми двигателями.
В целом реализация "Концепции единого топлива НАТО" является одной из сторон процесса трансформации блока, начатого в конце 1990-х годов в связи с изменениями в геостратегической обстановке и вслед за тем, как НАТО официально взяла на себя функцию по урегулированию кризисных ситуаций и конфликтов, в том числе путем проведения военных операций различного характера и масштаба не только в зоне ответственности блока, но и за ее пределами. Упрощение процесса обеспечения горючим многонациональных группировок войск (сил) особенно актуально при ведении военных действий на удаленных ТВД. Вместе с тем концепция не обязывает принявшие ее страны в мирное время полностью отказаться от применения других видов горючего. Использование исключительно F-34 или F-35 планируется при проведении ОВС НАТО мероприятий оперативной и боевой подготовки и входе военных действий.