航油是什么？飞机为何用它？

航油,全称为航空燃油，是专门为航空器设计的燃料类型，其性能和质量直接关系到飞行安全、发动机效率及运营成本，作为航空业的“血液”，航油在成分、生产工艺、储存运输及使用标准上均有着极为严苛的要求，是现代航空运输体系中不可或缺的基础保障。

从化学成分来看,航油主要分为两大类：航空汽油和航空煤油，航空汽油（Avgas）用于活塞式发动机驱动的螺旋桨飞机，常见的标号有80/87、100LL（低铅）等，其中100LL因辛烷值较高且含铅量较低，成为目前小型通用航空飞机的主流用油，而航空煤油（Jet Fuel）则适用于涡轮发动机飞机，包括民航客机、军用运输机及部分公务机，根据馏分组成和性能差异，又可分为1号、2号、3号、4号及5号，其中3号喷气燃料（Jet A-1）因冰点低、热值高、安全性好，成为全球民航最广泛使用的航油类型，无论是哪种航油，其核心成分均为碳氢化合物，通过原油的蒸馏、催化裂化、加氢裂化等工艺精制而成，并需经过严格的脱硫、脱水、脱杂质处理，以确保燃烧充分且对发动机部件腐蚀性最小。

航油的生产过程堪称“石油炼化工艺的巅峰之作”，原油经过常减压蒸馏后，获取中间馏分（煤油、柴油馏分），再通过加氢裂化、催化重整等工艺调整其化学组成，使航油的密度、粘度、硫含量等指标达到航空标准，Jet A-1航油要求硫含量不大于0.20%（质量分数），芳烃体积分数不大于25%，实际胶质含量小于2mg/100mL，这些参数直接影响燃烧效率和积碳生成，航油还需添加多种特殊添加剂：抗氧化剂可延缓燃料氧化变质，防止油路系统堵塞；抗静电剂则降低燃料在管道输送中产生静电积聚的风险，避免引发火灾；防冰剂则能吸附燃料中的微量水分，防止在高空低温环境下结冰堵塞燃油滤清器，这些添加剂的配比需精确控制，任何偏差都可能影响航油的综合性能。

航油的储存与运输同样遵循着近乎苛刻的标准,由于航油易挥发、易燃爆，储存罐必须采用内壁防腐处理的钢制储罐，且需定期进行内部清洁和检测，防止铁锈、杂质污染，运输过程中，专用的航油槽车、油轮必须与其他油品严格隔离，避免混入不同标号的燃料或杂质，机场的加油系统更是“零差错”管理的典范：加油前需核对飞机型号、所需油品标号，加油过程中通过密闭加油管路防止挥发和污染，加油后需进行样品检测和数量确认，确保每一滴航油都符合飞行要求，值得注意的是，航油对水分极为敏感，即使微量水分也可能导致发动机燃烧室熄火，因此储油罐底部需安装排水装置，定期检查油品含水率。

在飞行性能方面,航油的作用远不止于提供动力，涡轮发动机依赖航油燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮，进而带动压气机和风扇，因此航油的热值直接影响发动机推力，Jet A-1航油的热值通常不低于43.5MJ/kg，较高的热值意味着在相同燃油消耗下能获得更大的推力，航油的低温流动性也至关重要，在万米高空，气温可达-50℃以下，航油必须保持流动性，确保发动机在低温环境下能稳定供油，为此，Jet A-1航油的冰点被严格限制在-47℃以下，部分特殊用途的航油冰点甚至可达-55℃。

除了性能要求,航油的经济性和环保性也日益受到重视，航空燃料成本占航空公司运营成本的20%-30%，因此提高航油燃烧效率、降低油耗是航空公司降本增效的关键，现代飞机通过采用更高效的发动机、轻量化设计及优化的飞行航路，使单位油耗较几十年前下降了约50%，在环保方面，航油燃烧产生的二氧化碳、氮氧化物及颗粒物是航空业碳排放的主要来源，为此，全球航空业正积极研发可持续航空燃料（SAF），如以废弃油脂、农林废弃物为原料生产的生物航油，或通过合成工艺制造的电子航油，这些替代燃料可实现全生命周期碳排放降低50%-80%，且与现有航油兼容，无需改造飞机和加油设施，被视为实现航空业“碳中和”目标的重要路径。

回顾航油的发展史,从早期飞机使用的普通汽油，到如今高度标准化的航空煤油，每一次进步都伴随着航空技术的突破，20世纪30年代，随着涡轮发动机的问世，航空煤油逐渐取代航空汽油，成为主流燃料；50年代，Jet A-1航油标准的制定推动了全球航空油品的统一；21世纪以来，SAF的研发则为航空业的可持续发展注入新动力，可以说，航油的演进史，就是一部航空工业与能源技术协同创新的历史。

航油的安全风险也不容忽视,航油蒸汽与空气混合后可形成爆炸性气体，遇明火、静电或高温可能引发燃烧爆炸，机场油库、加油作业区均被列为一级防火区域，配备惰性气体保护系统、泡沫灭火装置及可燃气体检测报警系统，操作人员需接受严格的安全培训，严格遵守操作规程，确保从炼油厂到飞机油箱的全流程安全。

相关问答FAQs：

1. 问：航空汽油和航空煤油有什么本质区别？为什么现代民航客机普遍使用航空煤油？
   答：航空汽油（Avgas）主要用于活塞式发动机，含铅量较高（如100LL含四乙基铅作为抗爆剂），而航空煤油（Jet Fuel）用于涡轮发动机，几乎不含铅，且硫含量、芳烃含量控制更严格，现代民航客机采用涡轮风扇发动机，需使用航空煤油，原因在于：一是涡轮发动机工作温度高、功率大，航空煤油的高热值和良好的高温稳定性更能满足需求；二是航空煤油闪点较高（约38℃以上），安全性优于航空汽油；三是航空煤油低温流动性好，适合高空飞行环境；四是航空煤油生产成本相对较低，供应更充足。

2. 问：可持续航空燃料（SAF）能否完全替代传统航油？目前推广面临哪些挑战？
   答：从技术角度看，SAF（如生物航油、合成航油）与传统航油兼容，可直接在现有飞机和加油设施中使用，部分SAF甚至能提升发动机性能，但目前完全替代仍面临三大挑战：一是产量不足，全球SAF年产量不足航油总需求的0.1%，原料（如废弃油脂、农林废弃物）供应有限；二是成本高昂，SAF价格约为传统航油的2-5倍，主要受原料和工艺限制；三是基础设施不足，SAF的生产、储存和运输需专用设施以避免与传统航油混淆，现有改造投入较大，未来随着技术进步和政策支持（如碳减排补贴），SAF的占比有望逐步提升，但完全替代仍需数十年时间。