065-076 2.Zasilanie pojazdów wojskowych paliwami zastępczymi.doc

2.6. Zasilanie pojazdów wojskowych paliwami zastępczymi

Wszystkie materiały pędne i smary stosowane w eksploatacji pojazdów samochodowych można podzielić na 6 grup:

Ø      paliwa,

Ø      oleje,

Ø      smary,

Ø      płyny hydrauliczne,

Ø      środki antykorozyjne,

Ø      produkty specjalne.

Największe znaczenie, z punktu widzenia możliwości zapewnienia ciągłości wykonywanych zadań, mają paliwa, których dostawy podczas działań bojowych mogą charakteryzować się dużą nierytmicznością. Przyjmuje się, że przygotowanie operacji lądowej będzie wymagało zastosowania paliw w następującej proporcji[36]:

Ø      olej napędowy – 60 %,

Ø      benzyna – 19 %,

Ø      paliwo lotnicze – 11 %,

Ø      olej napędowy IDS – 10 %.

W obronie struktura potrzebnego paliwa się zmieni i będzie potrzebne:

Ø      oleju napędowego – 36 %,

Ø      benzyny – 15 %,

Ø      paliwa lotniczego – 42 %,

Ø      oleju napędowego IDS – 7 %.

Jednym z czynników mających decydujący wpływ na gotowość techniczną (również – bojową) pojazdów wojskowych, a szczególnie wozów bojowych jest możliwość uruchomienia ich silników napędowych w różnych okolicznościach. Mówiąc o różnych okolicznościach mamy na myśli nie tylko różnorodne warunki otoczenia ale również warunki niedostatku paliw bazowych. 

Jak wynika z doświadczeń własnych autora tego podrozdziału, który w 1992 r. pełnił funkcję szefa eksploatacji w Polskim Kontyngencie UNPROFOR w byłej Jugosławii, brak odpowiedniej ilości i odpowiedniego asortymentu paliw wymusił na pododdziałach serbskich zasilanie pojazdów wojskowych różnymi paliwami i ich mieszaninami dostępnymi na rynku lokalnym.

Tak więc w każdej sytuacji operacyjno-taktycznej bardzo wartościowe są lokalne, stacjonarne i ruchome źródła zaopatrzenia w materiały pędne, w tym stacje paliw na szlakach komunikacyjnych oraz zapasy paliwa w różnych zbiornikach i cysternach, zarówno wojsk własnych, sprzymierzonych jak i nieprzyjaciela. Z tym zastrzeżeniem, że paliwo zdobyte od wojsk nieprzyjacielskich przed użyciem do zasilania własnych pojazdów musi być bezwzględnie przebadane pod kątem bezpieczeństwa stosowania.

Asortyment paliw zgromadzonych w magazynach cywilnych na obszarze działań taktycznych różni się na ogół od bieżących potrzeb wojska w zakresie materiałów pędnych, które wynikają z rodzaju i liczby silników występujących w sprzęcie różnych rodzajów wojsk.

Prawie wszystkie silniki pojazdów wojskowych są zasilania olejem napędowym. Nie powinno się ich zasilać benzyną, która cechuje się znacząco odmiennymi własnościami fizycznymi i chemicznymi niż olej napędowy. Natomiast na komercyjnych stacjach paliw zgromadzone są znaczne ilości benzyn i olejów napędowych nowej formuły. Praktycznie dostępne są tylko benzyny bezołowiowe, wysokooktanowe (np. Eurosuper 95). Natomiast oleje napędowe są olejami o niskiej zawartości siarki (około 50 ppm, np. Eurodiesel Plus 50).  Ponadto coraz większy udział w rynku paliw zajmują lekkie oleje opałowe, które również mogą być zastępczo wykorzystywane do napędu silników o zapłonie samoczynnym, a także Biodiesel (paliwo pochodzenia roślinnego do silników o zapłonie samoczynnym. Należy również wspomnieć
o coraz większym zapasie paliw zgromadzonym w pobliżu lotnisk i wykorzystywanych do zasilania silników napędowych statków powietrznych.  W szczególnych warunkach można mieszać paliwa tak, aby własności mieszanin jak najmniej wpływały na przebieg spalania
i parametry użyteczne silników.

Paliwa stanowią jeden z trzech produktów masowego zużycia na polu walki (amunicja, żywność, paliwa). Spełnienie rosnącego zapotrzebowania walczących wojsk w niezbędne do realizacji zadań bojowych materiały pędne jest jednym z najtrudniejszych problemów logistycznego zabezpieczenia pola walki. Przewiduje się, że średniodobowe potrzeby materiałów pędnych i smarów liczone na jednego żołnierza mogą sięgać do 30 kg[37]. Dostarczenie tak dużych ilości tych materiałów wojskom w warunkach oddziaływania przeciwnika na system komunikacyjny i infrastrukturę zaopatrzeniową jest problemem niezwykle skomplikowanym. Dlatego dąży się do ujednolicenia asortymentu paliwa w wojsku, a przykładem tego jest wprowadzanie w NATO jednolitego paliwa do tłokowych silników pojazdów mechanicznych i turbinowych silników śmigłowców (paliwo F-34).

Pomimo wprowadzania idei paliwa uniwersalnego w dalszym ciągu wzrasta znaczenie wykorzystywania lokalnych źródeł paliw, szczególnie rozmieszczonych w terenie działania taktycznego. Ocenia się, że olej opałowy z jednego bloku mieszkalnego średniej wielkości wystarcza do przejechania 100 km przez kompanię czołgów Leopard 1. Idea zagwarantowania możliwości wykorzystania paliw z rynku lokalnego była podstawą zastosowania silników wielopaliwowych do napędu wozów bojowych. Jednak silniki wielopaliwowe są znacznie droższe od silników konwencjonalnych, albowiem wymagają dodatkowych urządzeń oraz zastosowania specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych zmniejszających wrażliwość tych silników na paliwo.

2.6.1. Paliwa zastępcze

Silnik o zapłonie samoczynnym jest ze swojej natury silnikiem mogącym w miarę efektywnie pracować wykorzystując wiele różniących się parametrami fizykochemicznymi paliw. Do tych paliw można zaliczyć paliwa zarówno ropopochodne jak i pochodzenia roślinnego, a także ich mieszaniny.

Zalecenia dotyczące stosowania paliw zastępczych są najczęściej podawane w instrukcjach eksploatacyjnych pojazdów wojskowych. Ze względu na wymagania ochrony środowiska postęp w jakości asortymentu rynku paliw jest ogromny. Tak więc paliwa i ich mieszaniny, które zalecają stosować instrukcje eksploatacyjne pojazdów wojskowych jako paliwa zastępcze, a jak już wspomniano we wstępie, park pojazdów wojskowych cechuje się między innymi dużą rozpiętością wiekową, są w wielu przypadkach nieaktualne.

Na przykład zaleca się eksploatację silników na benzynie ołowiowej – Etylinie 78, której od dawna nie ma w produkcji lub na benzynie ołowiowej – Etylinie 94, której produkcję w Polsce zaprzestano w 2001 r. Natomiast, ze względu na zbyt małe potrzeby rynku i brak opłacalności produkcji, pod koniec 2004 r. zrezygnowano z produkcji benzyny uniwersalnej U-95.

W tym miejscu trzeba nadmienić, że zasilanie silników o zapłonie iskrowym wyprodukowanych przed 1990 r. benzynami nieetylizowanymi (pozbawionymi związków ołowiu – czteroetylku ołowiu) doprowadza do przyspieszonego zużycia zaworów wylotowych i ich gniazd. Recesja zaworów może w tych silnikach następować do 20 krotnie szybciej przy zmianie paliwa na paliwo bezołowiowe. Za dopuszczalną granicę szybkości zużywania zaworów przyjmuje się,
w zależności od konstrukcji silnika, od 0,001 do 0,004 mm na godzinę jego pracy[38]. Szkodliwa dla otoczenia (zanieczyszczenie powietrza związkami ołowiu) zawartość ołowiowego „antydetonatora” w benzynie powoduje, oprócz oczywistego faktu zwiększenia liczby oktanowej benzyny, tworzenie warstwy ochronnej zapobiegającej nadmiernemu zużyciu zaworów.

W benzynach tzw. bezołowiowych czteroetylek ołowiu zastąpiono solami organicznymi metali ziem alkalicznych (fosfor, sód, potas i ich mieszaniny). Najbardziej powszechnymi okazały się sole potasu (sól potasowa bezwodnika oleinowo-maleinowego). Związki te nazwano dodatkami antyrecesyjnymi AVSR (Anti Valve Seat Recession). 

Dodatki antyrecesyjne AVSR są przygotowywane do użycia w postaci roztworu, na bazie nafty, w którym czynna część dodatku (potas K i sód Na) zawiera się w granicach 6-8 mg
na 1 ml nafty. Stosunek roztworu dodatku do benzyny ma się jak 1 do 1000.

Należy zaznaczyć, że  dodatki antyrecesyjne AVSR nie powodują „zatruwania” katalizatorów spalin i poprawiają właściwości antykorozyjne benzyn.

W Wojskach Lądowych przygotowanie benzyn z dodatkami antyrecesyjnymi odbywa się na terenie składów materiałów pędnych i paliw bezpośrednio w paliwowych cysternach samochodowych. Nie przewiduje się mieszania dodatku antyrecesyjnego z benzyną bezołowiową bezpośrednio u użytkownika w jednostkach wojskowych jak to ma miejsce
w przypadku indywidualnych użytkowników eksploatujących starsze typy pojazdów.

Przewiduje się, że modyfikowanie właściwości benzyn bezołowiowych dodatkami antyrecesyjnymi w Wojskach Lądowych będzie trwało do 2010 r. Do tego czasu powinno nastąpić wycofanie z eksploatacji pojazdów napędzanych silnikami o zapłonie iskrowym wyprodukowanymi przed 1990 r.

Do aktualnie dostępnych na rynku komercyjnym paliw zastępczych (pod tym pojęciem rozumiemy paliwa, które są wykorzystywane do zasilania silników w zastępstwie paliw zalecanych) do silników o zapłonie samoczynnym zaliczamy:

Ø      paliwa lotnicze (np. Jet A1, F-34),

Ø      estry metylowe oleju rzepakowego (RME – Rape Seed Methyl Esters),

Ø      lekkie oleje opałowe (np. EKOTERM),

Ø      mieszaniny paliw a – c w dowolnych stosunkach procentowych zarówno z olejem napędowym jak i między sobą,

Ø      mieszaniny paliw a – c z benzyną (w stosunku objętościowym do 30%),

Ø      mieszanina oleju napędowego z benzyną (w stosunku objętościowym do 30%).

Podstawowe właściwości wybranych paliw zastępczych przedstawiono w tab. 2.3.

Tab. 2.3.

Wybrane właściwości paliw zastępczych