JET YAKITLARI

 JET YAKITLARI

Jet yakıtı veyahut havacılık türbin yakıtı (ATF/avtur), gaz türbinli motorlarla çalışan uçaklarda kullanılmak üzere istenen performanslara göre tasarlanmış hidrokarbon (parafin, olefin, naften ve aromatikler) karışımlarıdır. Gaz yağı tipi jet yakıtı (Jet A ve Jet A-1, JP-5 ve JP-8 dahil), yaklaşık 8-16 (molekül başına karbon atomu) arasında bir karbon sayısı dağılımına sahiptir; geniş kesimli (wide-cut) veyahut nafta tipi jet yakıtında ise bu sayı (Jet B ve JP-4 dahil), yaklaşık 5-15 arasındadır.

Fitil lambaları için üretilen aydınlatıcı gaz yağı, ilk türbin motorlarını yakmak için kullanıldı. Motorların yakıt özelliklerine nispeten duyarsız olduğu düşünüldüğünden, esas olarak bulunabilirlik nedeniyle gaz yağı seçildi; savaş gayreti her damla benzini gerektiriyordu. İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra ABD Hava Kuvvetleri, benzin ve gaz yağı kaynama aralıklarını kapsayan bir hidrokarbon karışımı olan “geniş kesimli” yakıt kullanmaya başladı. Seçim, yine mevcudiyet hususları tarafından yönlendirildi: Geniş kesimli bir yakıtın, özellikle savaş zamanında, tek başına benzin veya gaz yağı yerine daha büyük hacimlerde bulunabileceği varsayıldı. Bununla birlikte, gaz yağı tipi bir yakıtla karşılaştırıldığında, geniş kesimli jet yakıtının daha yüksek uçuculuğu nedeniyle operasyonel dezavantajları olduğu bulundu:

• Yüksek rakımlarda buharlaşma nedeniyle daha büyük kayıplar.

• Yerde taşıma sırasında daha yüksek yangın riski.

• Geniş kesimli yakıtla doldurulan uçakların kazaları daha az hayatta kalıyordu.

Böylece Hava Kuvvetleri 1970’lerde gazyağı tipi yakıta geri dönmeye başladı ve sistem genelinde geniş kesimden (JP-4) gazyağı tipine (JP-8) geçiş sürecini esasen tamamladı. ABD Donanması, 1950’lerin başından beri güvenlik hususları nedeniyle uçak gemilerinde yüksek parlama noktalı gazyağı tipi yakıt (JP-5) kullanmıştır.1950’lerde ticari jet endüstrisi gelişirken, en iyi özellik kombinasyonlarına sahip olan gazyağı tipi yakıt seçildi. Geniş kesimli jet yakıtı (Jet B), soğuk iklimlere uygun olduğu için Kanada ve Alaska’nın bazı bölgelerinde halen kullanılmaktadır. Ancak gazyağı tipi yakıtlar – Jet A ve Jet A-1 – dünyanın geri kalanında baskındır. [1]

  • Sivil Jet Yakıtları: Amerika’da ASTM D 1655 (Jet A and Jet A-1 ve Jet B); İngiltere’de DERD 2494 (Jet A-1); Kanada’da CGSB (Jet B), Rusya’da GOST (TS-1, T-1, T-2, RT) şartnameleridir. Dünyadaki bazı şirketler lokal farklılıklara göre bu şartnameler ile belirtilen yakıtlardan seçtiklerini kullanmaktadırlar. International Air Transport Association (IATA) dört tip yakıt içeren bir şartname çıkarmıştır; bunlardan üçü gaz yağı bazlı (Jet A, Jet A-1 ve TS-1) ve biri ise geniş kesim (wide-cut) bazlı (Jet B) jet yakıtlarıdır.

Jet A/A-1: Özellikle yakıt 1950’lerden beri Amerika Birleşik Devletleri‘nde kullanılmaktadır ve genellikle Amerika Birleşik Devletleri dışında[4] ve Toronto ve Vancouver gibi birkaç Kanada hava limanında bulunmaz, oysa Jet A-1 standart özellikli yakıttır TS-1’in en yaygın standart olduğu eski Sovyet devletleri dışında dünyanın geri kalanında kullanılır. Hem Jet A hem de Jet A-1, 38 °C (100 °F) daha yüksek bir parlama noktasına sahiptir., 210 °C (410 °F) bir kendiliğinden tutuşma sıcaklığı ile.

Jet B: Gelişmiş soğuk hava performansı için kullanılan bir nafta-gaz yağı yakıtıdır. Bununla birlikte, Jet B’nin daha hafif bileşimi kullanımını daha tehlikeli hale getirmektedir. Bu nedenle çok soğuk iklimler dışında nadiren kullanılmaktadır.Yaklaşık %30 kerosen ve %70 benzin karışımı, geniş kesim yakıt olarak bilinir. -60 °C (-76 °F) gibi çok düşük bir donma noktasına sahiptir. ve ayrıca düşük bir parlama noktası. Öncelikle bazı askeri uçaklarda kullanılır. Düşük donma noktası nedeniyle kuzey Kanada, Alaska ve bazen Rusya’da da sıkça tercih edilmektedir.

TS-1: Gelişmiş soğuk hava performansı için Rus standardı GOST 10227’ye göre yapılmış bir jet yakıtıdır. Jet A-1’den biraz daha yüksek uçuculuğa sahiptir (parlama noktası 28 °C minimum). -50 °C altında çok düşük bir donma noktasına sahiptir.

YakıtJet AJet A-1TS-1Jet B
ŞartnameASTM D 1655DEF 91-91GOST 10227*CGSB-3.22
Yoğunluk  , 15ºC, kg/m3775–840775–840775 (20ºC,min.)750-801
Alevlenme noktası, ºC, min.383828
Buhar basıncı, kPa, maks.21
Distilasyon, ºC:
İKN, , 0C,kayıt150kayıt
10 toplanan, maks.205205165kayıt
50 toplanankayıtkayıt195 maks.110-190
90 toplanan, makskayıtkayıt230245
SKN, 0C, maks.300300250kayıt
Donma noktası, 0C, maks.– 40– 47– 51
Buzlanma noktası, 0C, maks.– 50
Viskozite, kinematik, cSt. 3,87(40oC)
–20ºC, maks.88
20ºC, min.1.25
–40ºC, maks8
Aromatikler, %hac., maks.2525.022 (% ağ.)25.0
* Bu şartname testleri diğerlerinden farklı olduğundan değerler kıyaslamaya alınamaz **Kontrol edilmez ASTM:Amerika (American Society for Testing and Materials) CGSB: Kanada (Canadian General Standards Board) DEF: Alman GOST: Rusya

Bazı sivil yakıt şartnameleri [2]

  • Askeri Jet yakıtları: Her devletin askeri amaçlı Jet yakıtı şartnamesi vardır. Çeşitli jet yakıtı şartnameleri (JP-1, JP-2, JP-3, JP-4, JP-5, JP-6, JPTS, JP-7, JP-8 ) çıkarılmış, bunlardan bazıları gelişen teknolojiyle birlikte iptal edilmişlerdir. Halen en fazla kullanılmakta olan askeri jet yakıtları JP-5 ve JP-8 olup, her ikisi de gaz yağı bazlıdır. Başlıca farklılıkları alevlenme noktalarıdır: JP-5=min 600C ve JP-8=38 0C.

[Dünya genelinde askeri kuruluşlar, farklı bir JP (Jet Propellant) sınıflandırma sistemi benimsemiş olup bazıları sivil muadilleri ile neredeyse aynıdır. (Jet A-1 JP-8’e benzer, Jet B JP-4’e benzer). Sivil muallierinden farklı olarak sadece birkaç katkı maddesinin miktarında farklılık göstermektedir.]

JP-1(Avtur): 1944’te ABD hükümeti tarafından belirlenen erken bir jet yakıtıdır (AN-F-32). Parlama noktası havacılık benzinine göre yüksek ve donma noktası -60 °C olan saf bir gaz yağı yakıtıdır . Düşük donma noktası gereksinimi, yakıtın mevcudiyetini sınırlandırmış ve kısa sürenin ardından gaz yağı-nafta veya kerosen-benzin karışımları olan diğer geniş kesimli (wide cut) jet yakıtları onun yerini almıştır.

JP-2: İkinci Dünya Savaşı sırasında geliştirilen eski bir tip olup  daha yüksek bir donma noktasına sahip olduğundan dolayı JP-1’den daha kolay üretilmesi amaçlanmıştır fakat yaygın olarak kullanılmamıştır.

JP-3: JP-1’e kıyasla yakıtın kullanılabilirliğini iyileştirme girişimine ve  hazır tedariği sağlamak için safsızlıklar üzerindeki kesme ve gevşetme toleranslarını genişletmesiyle ortaya çıkan JP-3 sınıfı  JP-2’den bile daha uçucudur ve hizmette yüksek buharlaşma kaybına sahiptir.

JP-4(Avtag): %50-%50 kerosen-benzin karışımıdır ve JP-1’den daha düşük parlama noktasına sahiptir ancak bu durumun aksine daha fazla kullanılabilirliği nedeniyle tercih edilmiştir. 1951 ve 1995 yılları arasında birincil Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri tarafından  NATO kodu F-40 olmak üzere jet yakıtı olarak kullanılmıştır.

JP-5(Avcat): 1952 yılında özellikle yangın riskinin büyük olduğu uçak gemilerinde bulunan uçaklarda kullanılmak üzere geliştirilmiş, ABD Askeri Spesifikasyonu MIL-PRF-5624S Grade JP-5’in gereksinimlerini karşılayan yüksek parlama noktalı bir gaz yağıdır. Donma noktası -46 °C’tur ve antistatik maddeler içermemektedir. NATO kodu F-44tür .

Özellik ve BileşimTicari Jet A (gaz yağı)Askeri Jet yakıtları
JP-4 (wide cut)JP-5 (gaz yağı)
Gravite, API42.354.841.0
Kaynama aralığı, °C170-30048-270150-290
Doymuş hidrokarbonlar, % hac.80.788.481.1
Aromatikler, % hac.15.810.816.5
Olefinler, % hac.1.80.81.4
Sülfür, % hac.0.0350.0180.020

JP-6: Mach 3’te sürekli uçuş için Kuzey Amerika XB-70 Valkyrie’de kullanılan General Electric YJ93 son yanan turbojet motorları için geliştirilmiştir. Özellik olarak JP-5’e benzemektedir fakat farklılık olarak daha düşük donma noktasına ve iyileştirilmiş termal oksidatif stabiliteye sahiptir. XB-70 programı iptal edildiğinde, JP-6 spesifikasyonu MIL-J-25656 da iptal edilmiştir.

JP-7: Mach 3+ hızında sürekli uçuş için Lockheed SR-71 Blackbird’de kullanılan Pratt & Whitney J58 son yanan turbojet motorları için geliştirilmiştir. Aerodinamik ısınmanın neden olduğu kaynamayı önlemek için gereken yüksek bir parlama noktasına sahiptir. Uçak kliması, hidrolik sistemler ve motor aksesuarları için bir soğutucu olarak kullanıldığında termal kararlılığı, kok ve vernik tortularını önleyecek kadar yüksektir.

JP-8: ABD ordusu tarafından belirtilen ve yaygın olarak kullanılan ve  en az  2025 yılına kadar kullanımda kalacağı tahmin edilen kerosen bazlı bir jet yakıtıdır. 1988 yılında NATO ülkeleri askeri uçak ve tüm kara araç ile ekipmanlarında kullanılmak üzere tek bir yakıt kullanımı için ortak bir karara varmışlardır. Bu fikir “tek yakıt konsepti” olarak adlandırılmış ve havacılık yakıtı olan JP-8 yakıt askeri havacılıkta ve askeri karayolu ulaşım araçlarında kullanılacak olan tek tip yakıt olarak seçilmiştir. Bu uygulamanın temel nedeni savaş zamanlarında yüksek lojistik harcamalarının önüne geçmek ve akaryakıt kontrolünün NATO tarafından daha etkin bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlamaktır  . P-8, askeri uygulamalarda kullanıma uygun hale getirebilmek için özel katkı maddeleri ile harmanlanmış, %99,8’i kerosen içerikli hidrokarbon anlamında binlerce karışımdan meydana gelen yakıtlardır. JP-8 için bu hidrokarbonlar; aromatikler (yaklaşık %20), n-parafinler ile izo-parafinler (%60) ve siklo-parafinler (%20) olarak 3 geniş sınıfa ayrılabilir. En yüksek hidrokarbon konsantrasyonunu normal parafinler oluşturmaktadır. Siklo-parafinler ve aromatikler çoğunlukla tek halkalı moleküllerden oluşurlar. JP-8’i oluşturan çeşitli bileşenlerin konsantrasyonu kullanılan ham petrole, uygulanan işlem basamaklarına ve diğer faktörlere bağlı olarak her üretimde önemli ölçüde farklılıklar gösterebilir [10-12]. Askeri havacılık yakıtı JP-8’i, Jet A1 ve diğer havacılık yakıtlarından ayıran en önemli özelliği korozyon inhibitörü ve yakıt sistemi buzlanma inhibitörü içermesidir. JP-8 bu özellikleri sayesinde diğer havacılık yakıtları ve dizel yakıtına göre soğuk iklim şartlarında stratejik bir önem kazanmaktadır.  [3] NATO kodu F-34‘tür.

JP-9: Füzeler ,özellikle de metilpentadien dimerin katalitik hidrojenasyonu ile üretilen TH-dimer (tetrahidrodimetildisiklopentadien) içeren Tomahawk seyir füzesi, için kullanılan bir gaz türbini yakıtıdır.

JP-10: Füzeler, özellikle AGM-86 ALCM seyir füzesi için kullanılan bir gaz türbini yakıtıdır. Zamanla JP-9 yakıtının yerini almış ve -54 °C daha düşük düşük sıcaklık servis limitine ulaşmıştır.

KAYNAKÇA:

https://fuelqualitysafety.blogspot.com/2014/11/jet-yakiti-termal-stabilitesi-jftot.html

https://www.shell.com/business-customers/aviation/aviation-fuel/military-jet-fuel-grades.html

[1] https://www.cgabusinessdesk.com/document/aviation_tech_review.pdf

[2] http://bilsenbesergil.blogspot.com/p/4_13.html

[3] H. Yamık, A. Calam, H. Solmaz, Y. İçingür, Havacılık Yakıtı JP-8 ve Dizel Karışımlarının Tek Silindirli Bir Dizel Motorunda Performans ve Egzoz Emisyonlarına Etkisi (Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der; Cilt 28, No 4, 787-793, 2013)