Авиационное масло

Авиационное масло для газотурбинных двигателей — как правило, синтетическое масло на основе сложных эфиров, которое смазывает и охлаждает подшипники роторов, зубчатые передачи коробок приводов и редукторов. Оно циркулирует по замкнутой системе с насосами, фильтрами и топливно-масляным теплообменником и должно работать и при запуске на морозе, и при температурах выше 200 °C в подшипниковых камерах. Поэтому масла для авиационных ГТД маловязкие — около 3–5 мм²/с при 100 °C — и обладают высокой термоокислительной стабильностью. Этим они отличаются от наземных турбинных масел ISO VG 32–46 и от масел для поршневых авиадвигателей.

Назначение авиационного масла

• Двигатели: турбореактивные и турбовентиляторные двигатели самолётов, турбовинтовые с редуктором воздушного винта, турбовальные двигатели вертолётов.
• Вспомогательные агрегаты: вспомогательные силовые установки (ВСУ), приводы-генераторы, коробки приводов агрегатов.
• Наземное применение: авиапроизводные газотурбинные установки в газоперекачивающих агрегатах, на электростанциях и судах — например, семейств GE LM2500 и LM6000.
• Функции: смазка и охлаждение высокоскоростных подшипников, смазка шестерён, работа масляных демпферов опор; в турбовинтовых двигателях масло служит и рабочей жидкостью регулятора шага винта.

Виды авиационных масел для ГТД

Исторически различают масла типа I — около 3 мм²/с, на диэфирах — и типа II — около 5 мм²/с, на эфирах пентаэритрита; тип II стал основой гражданской авиации. Пакет присадок включает аминные антиокислители, противоизносные фосфорорганические соединения (как правило, трикрезилфосфат) и пассиваторы металлов. На ряде отечественных двигателей старших поколений применяют маловязкие минеральные масла МС-8П и МК-8.

Характеристики авиационного масла

• Вязкость: при 100 °C (ASTM D445) и при −40 °C — вторая определяет прокачиваемость при холодном запуске.
• Температуры застывания и вспышки: для MIL-PRF-23699 — не выше −54 °C и не ниже 246 °C.
• Термоокислительная стабильность: изменение вязкости, кислотного числа и коррозия металлов после окисления при высоких температурах (ASTM D4636).
• Склонность к коксованию: углеродистые отложения на горячих стенках, в масляных форсунках и суфлирующих магистралях; этим масла HTS и HPC отличаются от стандартных.
• Нагрузочная способность: защита зубчатых передач редукторов и коробок приводов от задира.
• Совместимость с эластомерами: допустимое набухание и изменение твёрдости фторкаучуковых и других уплотнений двигателя.
• Пенообразование (ASTM D892) и испаряемость: влияют на расход масла и работу маслосистемы.

Как выбрать авиационное масло

• Допуск разработчика двигателя: применяют только масла из руководства по эксплуатации или сервисных бюллетеней; одного соответствия спецификации мало.
• Спецификация и класс: STD или HTS, SPC или HPC — по требованию двигателя; для отечественной техники — масла по указанным ТУ и ГОСТ.
• Климат базирования: для холодных регионов проверяют вязкость при низкой температуре и условия запуска.
• Работающее масло: смешивание разных масел одной спецификации допускает или ограничивает документация на двигатель.
• Авиапроизводные ГТУ: масло выбирают по требованиям производителя установки; газогенератор нередко смазывается синтетическим маслом, а силовая турбина и нагнетатель — минеральным турбинным.

Стандарты и спецификации

• MIL-PRF-23699: американская спецификация на эфирные масла 5 мм²/с для ГТД, в том числе классы STD, C/I и HTS.
• SAE AS5780: масла для авиационных и авиапроизводных ГТД, в том числе классы SPC и HPC.
• MIL-PRF-7808: маловязкие масла Grade 3 и Grade 4 для военной авиации.
• DEF STAN 91-101: британская спецификация на синтетическое масло для ГТД.
• Производители двигателей: Pratt & Whitney PWA 521, GE D50TF1, собственные перечни одобренных масел у Rolls-Royce, Safran, Honeywell.
• Отечественные ориентиры: Б-3В — для турбовальных и турбовинтовых двигателей и вертолётных редукторов, ЛЗ-240 — для теплонапряжённых двухконтурных двигателей, ИПМ-10 — синтетическое углеводородное масло для турбореактивных двигателей.

Эксплуатация авиационного масла

• Расход: его рост указывает на износ уплотнений опор или неисправность суфлирования.
• Диагностика по маслу: спектральный анализ на металлы износа, магнитные пробки и сигнализаторы стружки, осадок на фильтре.
• Хранение: сложные эфиры поглощают влагу и гидролизуются — масло держат в герметичной таре, вскрытую используют быстро.
• Обращение: эфирные масла размягчают многие лакокрасочные покрытия, пролитое масло сразу удаляют.
• Типичные проблемы: кокс в суфлёрах и форсунках, потемнение и рост кислотного числа при перегреве, попадание топлива в масло через негерметичный теплообменник.

Вопросы и ответы

• Можно ли долить масло другого производителя той же спецификации? Только если оба масла одобрены для двигателя и руководство разрешает смешивание.
• Чем HTS и HPC отличаются от стандартных масел? Повышенной термостабильностью и меньшим коксованием — их применяют в двигателях с высокой температурой масла.
• Почему вязкость так мала? Масло должно прокачиваться при запуске на морозе и отводить тепло от высокоскоростных подшипников; защиту шестерён обеспечивают противоизносные присадки.
• Какое масло нужно поршневому авиадвигателю? Как правило, минеральное: недиспергирующее по SAE J1966 — обычно на обкатку, беззольное дисперсантное по SAE J1899 — в эксплуатации.