CC BY
106Коэффициент финансовой зависимости
2014 2014,5 2015 2015,5 2016 2016,5 2017
Год
Рис. 6. Динамика коэффициента финансовой зависимости на ПАО «Дальхимфарм»
Таким образом, при переходе на ячейковую (блистерную) упаковку, изготовленную из бумаги, компания получит дополнительные преимущества перед конкурентами за счет отказа от выбрасываемого в окружающую среду пластика (полимерных банок), который, не разлагаясь долгие годы, наносит огромный вред экологии нашей планеты.
Литература
1. Чуевош В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Т.,Чернов Е.Н. Промышленная технология лекарств/ В.И. Чуешов, А.И. Зайцев, С.Т. Шебанова, Е.Н. Чернов // Учебник для студентов высших заведения. -Харьков,2002. -т.1 -с. 342-347.
2. Кондратьева Т. С. Технология лекарственных форм/ Т. С. Кондратьева // Учебная литература для студентов фармацевтических институтов. - М: Медицина, 2008-т. 2-с. 145-162.
3. Годовая бухгалтерская отчетность ПАО «Дальхимфарм» за 2014 год // Центр раскрытия корпоративной информации «Интерфакс» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.e-
disdosure.ru/portal/files.aspx?id=4468&type=3 Дата обращения (5.05.2019).
4. Годовая бухгалтерская отчетность ПАО «Дальхимфарм» за 2015 год // Центр раскрытия корпоративной информации «Интерфакс» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.e-disdosure.m/poIlal/files.aspx?id=4468&type=3 Дата обращения (5.05.2019).
5. Годовая бухгалтерская отчетность ПАО «Дальхимфарм» за 2016 год // Центр раскрытия корпоративной информации «Интерфакс» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.e-disdosure.m/poIlal/files.aspx?id=4468&type=3 Дата обращения (5.05.2019).
6. Годовая бухгалтерская отчетность ПАО «Дальхимфарм» за 2017 год // Центр раскрытия корпоративной информации «Интерфакс» - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.e-disdosure.m/portal/files.aspx?id=4468&type=3 Дата обращения (5.05.2019).
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ СПГ В КАЧЕСТВЕ АВИАЦИОННОГО ТОПЛИВА НА ТРАНСПОРТНЫХ САМОЛЕТАХ
ВолхонскийА.Е.
кандидат технических наук, доцент, институт № 2 «Аэрокосмических конструкций, технологий и систем управления» Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Рулин В.И.
доктор технических наук, профессор института № 2 «Аэрокосмических конструкций, технологий и систем управления» Московского авиационного института (национального исследовательского университета). Юдин Г.В.
кандидат технических наук, профессор, зав.отделением, Красногорский колледж.
Красовская С.В.
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры общей и педагогической психологии, ФГБОУ
ВО ПГУ, г. Пятигорск
RESEARCH OF THE OPPORTUNITIES OF LNG APPLICATION AS AVIATION FUEL IN
TRANSPORT AIRPLANES
Volkhonsky A.E.
candidate of technical Sciences, associate Professor, Institute № 2 «Aerospace designs, technologies and management systems» of Moscow aviation Institute (national research University).
Rulin V.I.
doctor of technical Sciences, Professor of the Institute № 2 «Aerospace designs, technologies and management systems» of Moscow aviation Institute (national research University).
Yudin G. V.
candidate of technical Sciences, Professor, Krasnogorsk college, Krasnogorsk.
Krasovskaya S.V.
Ph.D. Pharm. Sciences, Associate Professor, Department of General and Pedagogical Psychology, FSBEI
HE PSU, Pyatigorsk.
АННОТАЦИЯ
Сжиженный природный газ выдвигается на ведущее место среди органических природных топлив, так как использование СПГ позволяет в несколько раз снизить массу продуктов сгорания, загрязняющих атмосферу и создающих «парниковый эффект». Применение СПГ может дать существенно улучшение характеристик транспортных самолетов. Рассмотрены некоторые проекты ПАО «Туполев».
ABSTRACT
Liquefied natural gas is promoted to the leading place among natural organic fuels, since the use of LNG allows several times to reduce the weight of combustion products, polluting the atmosphere and creating the greenhouse effect. The use of LNG can give significantly improved performance of transport aircraft. Considered some projects of PAO «Tupolev».
Ключевые слова: альтернативные виды топлива, сжиженный природный газ - СПГ, проекты самолетов ПАО «Туполев», хладопотенциал СПГ, искусственная ламинаризация, обтекание наружной поверхности самолета
Keywords: alternative fuels, liquefied natural gas - LNG projects aircraft PAO «Tupolev», gladatorial LNG, artificial laminarization, the flow around the outer surface of the aircraft
В настоящее время большое внимание мировой общественности привлечено к разработке энергетических систем, использующих альтернативные виды топлива. Исследования и наблюдения природных факторов, в первую очередь, повышение средней температуры Земли, изменение траекторий мощных циклонов, увеличение числа других природных катаклизмов (цунами, торнадо, землетрясений) связано с антропогенными факторами, поскольку снабжение энергией базируется главным образом на ископаемых энергоносителях, т.к. 8090% потребности в энергии в мире покрывается за счет добычи и переработки нефти и угля. Созданная структура обеспечения энергией приводит к выбросу в атмосферу десятков миллионов тонн парниковых газов и в первую очередь двуокиси углерода СО2, что является вероятной причиной климатических изменений, однако позволяет странам в настоящее время удовлетворять потребности в дизельном топливе, бензине, электроэнергии и тепле.
Из общей массы нефтепродуктов, потребляемых транспортом, авиационное топливо составляет более 10% и имеет тенденцию к росту.
Прогнозы последовательного ввода в эксплуатацию того или иного вида топлива связаны с развитием двух факторов - истощением запасов ископаемого топлива и загрязнением окружающей среды. В настоящее время большую озабоченность вызывает второй фактор, поэтому в первую очередь необходимо осваивать технологии, связанные с за-
грязнением атмосферы, уделив внимание снижению выбросов СО2. На этом этапе проводятся исследования высококипящих углеводородных газов, их практического применения на летательных аппаратах (АСКТ пропан-бутан). Затем настанет очередь метана (СН4 - сжиженного природного газа, СПГ) и жидкого водорода Переход на синтетический керосин практически не требует доработок конструкции существующих самолетов и может быть осуществлен в первую очередь. Поэтому эволюция самолетов путем установки более совершенных двигателей, работающих на керосине, является в настоящее время наиболее перспективной и реализуется практически всеми авиационными фирмами [12, 13].
Согласно оценкам [1], в 2020 г. 65% всех энергетических потребностей США будет обеспечено углем, при этом авиации потребуется половина всей располагаемой в 2020 г. нефти, поэтому очевидно, что приоритет получат те виды индустрии, у которых не будет альтернатив, и самолеты будут переведены на синтетические топлива, что обеспечит авиацию необходимым количеством топлива, но практически не уменьшит загрязнение окружающей среды отработавшими газами [8-10].
Сжиженный природный газ выдвигается на ведущее место среди природных органических топ-лив: использование СПГ позволяет в несколько раз снизить массу продуктов сгорания, загрязняющих атмосферу и создающих «парниковый эффект».
Выявленные запасы природного газа обеспечат потребности страны до начала следующего столетия. Рассмотрим подробнее свойства метана. Он
является лучшим из легких углеводородов благодаря высокому содержанию водорода и как видно из табл. 1, имеет теплоту сгорания на 16% большую, чем у керосина.
Таблица 1
Свойства топлив
Теплота сго- Предельная Теплоем- Плот- Темпера- Темпера-
Тип топлива рания температура кость ность тура кипе- тура замер-
(ккал/кгс) нагрева (°С) (кал/кгс) (кг/м3) ния (°С) зания (°С)
Метан 11950 538* 611 425 -162 -182
Керосин (обычный) 10330 190 917 801 149 -54
Этан 11330 510 416 529 -89 -183
Пропан 11070 454 389 585 -188
Керосин (высококаче- 10370 371 203 801 149 -54
ственный)
Водород 28600 538* 2720 68,9 -253 -260
Азот - - - 809 -196 -210
Кислород - - - 1145 -183 -219
Чтобы использовать сжиженный метан в качестве топлива для авиадвигателей требуется решить ряд проблем. Из-за низкой точки кипения СПГ необходимы специальные методы обращения и тщательная теплоизоляция баков. Малая плотность метана (почти вдвое меньшая, чем у керосина) может затруднить размещение достаточного количества топлива на самолете. Однако стойкость СПГ при высоких температурах и низкая начальная температура обеспечивают высокую теплопоглощаю-щую способность - в 6 раз большую, чем у керосина. Это свойство может оказаться очень важным при использовании СПГ в качестве топлива, как на
дозвуковом, так и на сверхзвуковом самолете.
В современных ТРДД допустимая температура газа перед турбиной составляет порядка 1300 °С. Такая температура требует охлаждения лопаток турбины, которое выполняется путем пропускания газа через охлаждающие каналы в лопатках.
Использование хороших теплопоглощающих свойств метана [2, 9, 14], (см. рис. 1) позволит при сохранении температуры газа перед турбиной 1300 °С снизить температуру лопаток приблизительно до 815 °С, что приведет к увеличению ресурса и надежности современных ТРДД.
0
Температура, °С
Рис. 1. Хладоресурс топлив [2]
Реализовать положительные свойства метана возможно только при успешном решении многочисленных технических проблем, связанных с его применением. Очевидно, что при использовании
криогенных топлив конструкция таких элементов топливной системы, как насосы, трубопроводы, средства регулировки должна существенно измениться.
Одной из проблем, требующей решения, являются потери топлива вследствие нагрева и испарения во время крейсерского полета. Эти потери зависят от качества теплоизоляции. Видно, что можно использовать значительное количество испаряющегося метана в силовой установке. В этом случае система управления должна замерять количество подаваемого в камеры сгорания метана. Аналогичная система может быть использована на самолете-танкере, применяемом для воздушной доставки сжиженного СПГ в труднодоступные районы [3, 11].
На основе предварительных оценок можно принять, что вес топливной системы самолета, использующего в качестве топлива метан, будет на 1,5 тонны больше, чем у самолета массой 250 тонн, использующего керосин.
Тщательный анализ показал, что при использовании в качестве топлива СПГ проблемы обеспечения безопасности усложняются не намного. При заправке самолета на аэродроме опасность воспламенения СПГ при электростатическом разряде будет меньше. В случае возникновения пожара последствия его не будут более серьезными, чем при воспламенении керосина, вследствие малой скорости распространения пламени.
Хотя общая величина вредных выбросов всего парка самолетов в настоящее время несоизмерима с величиной выбросов промышленных предприятий и автомобильного транспорта (она составляет менее двух процентов от общих выбросов [5, 10]), введенные 1САО нормативы заставляют разработчиков вкладывать необходимые средства для снижения вредных выбросов в выхлопных газах авиадвигателей, поскольку существует тенденция к ужесточению нормативов и введению новых - в частности по СО2.
СПГ (сжиженный метан) можно вводить постепенно. Например, небольшие изменения в конструкции современного самолета позволят перейти на это новое топливо. Несколько позже появятся новые высокотемпературные двигатели. Затем будет создан самолет, который позволит полностью
реализовать все преимущества метана.
Переход на новое топливо СПГ не является простым делом. Однако применение СПГ может дать существенное улучшение характеристик транспортных самолетов. Некоторые из этих проблем являются предметом исследования в данной статье.
Таким образом, два основных фактора - истощение запасов ископаемых энергоресурсов и загрязнение окружающей среды отработавшими газами самолетов, включая выбросы парниковых газов, ставят чрезвычайно актуальную задачу -расширение НИР и ОКР по переводу промышленности и транспорта (в том числе авиации) на альтернативные источники энергии, среди которых безусловное первенство принадлежит жидкому СПГ. Обладая большей теплотой сгорания, СПГ существенно меньше загрязняет атмосферу, поскольку в отработанных газах практически отсутствуют парниковые газы (СО2 и др.), влияющие на климат. В основном эмиссия включает СО, СИ и окислы азота NOx [4].
Ниже рассмотрены некоторые проекты ПАО «Туполев», предусматривающие использование в качестве топлива жидкого СПГ.
В проектах учтено:
- использование хладопотенциала СПГ (рис. 1) для создания условий искусственной ламинариза-ции обтекания наружной обшивки самолета [6], конструкции двигателей и систем самолета;
- увеличенная теплотворная способность метана по сравнению с керосином [2];
- применение экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ) топливных баков (рис. 2) [4].
Экранно-вакуумная теплоизоляция имеет наилучшие весовые и объемные характеристики при обеспечении требуемого теплового сопротивления для криогенных емкостей. При этом необходимым условием работы ЭВТИ является создание высокого вакуума в изоляционном пространстве (10-4 мм рт. ст.). Величина теплопроводности ЭВТИ составляет порядка 10-4 Вт/(мК), вес - 20 кг на 1 м2, толщина - 80 мм [4].
Внутренняя оболочка
Рис. 2. Схема конструкции экранно-вакуумной теплоизоляции
Самолеты Ту-204К, Ту-334К, Ту-330К [7] - современные эффективные двухдвигательные самолеты, использующие в качестве топлива сжиженный природный газ (СПГ) и керосин.
Самолеты разработаны на уровне технических предложений. Внедрение и эксплуатацию криоса-молетов на СПГ:
- улучшает экологию за счет снижения вредных выбросов NO в 1,5 раза, СО на 20% и токсичных выбросов в 4,0 раза;
- снижает затраты на топливо в 2,5 раза;
- снижает прямые эксплуатационные расходы на 1 час полета на 4...5%.
Рис. 3. Технические данные самолета Ту-204К
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Рис. 4. Коммерческая нагрузка-дальность самолета Ту-204К
Рис. 5. Ту-334К
Рис. 6. Транспортировка сжиженного природного газа на самолете Ту-330 (танкер)
Рис. 7. Общий вид модифицированного грузопассажирского самолета для СПГ Ту-330
Рис. 8. Аэродинамические характеристики грузопассажирского самолета Ту-330КТ на крейсерском режиме
4000 6000 8000 10000 Практическая дальность L, км
Рис. 9. Нагрузка-дальность самолета Ту-330КТ
Заключение
1. Результаты расчетных исследований показали, что цель работы - определение возможностей применения на транспортных самолетах в качестве топлива СПГ реализована.
2. Применение СПГ в качестве авиационного топлива экономически эффективно при больших дальностях полета (более 5000 км). Этот эффект достигается путем глубокой модификации базового самолета и использования хладоресурса СПГ для ламинаризации обтекания поверхности самолета.
3. Искусственная ламинаризация путем охлаждения обшивки самолета реализуется на верхней и нижней поверхностях крыла, мотогондолах, криогенных баках, обтекателях и части фюзеляжа.
4. Критерием выбора типа теплоизоляции являлась минимальная масса криогенной системы для рабочих температур более 30-50 К при заданных условиях ее эксплуатации и требуемом ресурсе работы. Экранно-вакуумная теплоизоляция имеет наилучшие весовые и объемные характеристики при обеспечении требуемого теплового сопротивления для криогенных емкостей.
5. Установлено, что СПГ представляет меньшую опасность для пассажиров и наземного персонала в случае аварии самолета, чем углеводородное топливо.
6. Сравнение состава отработавших газов СПГ топлива и авиационного керосина показало, что использование СПГ в качестве топлива приводит к значительному уменьшению вредных выбросов в атмосферу.
Литература
1. Hawkins W.M. The potential for long high pay-load aircraft with Alternate fuels // AIAA N 82-0814//
2. Дмитриев В.Г., Каргопольцев В.А. и др. Проблемы внедрения сжиженных газов в качестве авиационного топлива. // M. OOO «Машиностроение -Полёт», №2, 2005.
3. Программы новых транспортных самолетов. Т.И. ЦАГИ №22, 1985.
4. Кулагин Ю.Н. «Вехи» гл. 3 Эмиссия двигателей //kulagin@mnr.gov.ru //.
5. Aircraft engines and the environment. What is an emission? // 2, boulevard General Martial Valin 75724, Paris cedex 15 - FRANCE.
6. Разработка и оценка средств ламинаризации обтекания транспортных самолетов в США. Т.И. ЦАГИ, №8, 1989.
7. Криогенное топливо в авиации. [Электронный документ] - Режим доступа: http://avia-simply.ru/kriogennoe-toplivo-v-aviatsii/
8. Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И., Матя-гина А.М. Промышленная экология. Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта - М.: Академкнига, 2006.
9. Дугин Г.Н. Перспективы и эффективность использования газового топлива на воздушном транспорте. - М.: Авиаглобус. № 12 (116) - 2008.
10. Итоги мероприятий ИКАО по альтернативным видам топлива. Рабочий документ САЕР. // 8-Wр/59 - Монреаль: ИКАО, 2010.
11. Транспортная стратегия РФ на период до 2030 г.: Утв. распор. Правительство РФ от 22.11.08. №1734.
12. Братухин А.Г., Яновский Л.С., Разносчиков В.В. Оценка эффективности гражданских самолетов на сжиженном природном газе // Авиационная промышленность - 2010. №1. С. 8-16.
13. Разносчиков В.В., Яновская М.Л. Оптимизация состава авиационного сконденсированного топлива для транспортных самолетов. // АвтоГазо-заправочный Комплекс + Альтернативное топливо. - 2010. №4(52) - С. 11-15.
14. Кулешов А.А. Перспективные альтернативные виды топлива для гражданской авиации. Материалы доклада на IV Международной конференции «Авиатопливо-2015» - М.: ГосНИИГа, 2015.
