Jet Fuel for Commercial and Military Aircraft - Future Engine Propulsion

Jet fuels

 Combustíveis de jato

 

Jet fuel is used for commercial (Jet A-1, Jet A, and Jet B) and military (JP-4, JP-5, JP-8...) jet propulsion; aviation gasoline (avgas) is used to power piston-engine aircraft. They are basically mixtures of kerosene and gasoline (half-&-half for JP-4, 99.5% kerosene for JP-5 and JP-8, 100% kerosene for Jet A-1), plus special additives (1 to 2%): corrosion inhibitor, anti-icing, anti-fouling, and anti-static compounds. Jet A-1 comprises hydrocarbon chains with 9 to 15 carbon atoms. Jet B (also named JP-4, with composition distribution from 5 to 15 carbon chains), is used in very cold weather, and in military aircraft.	Combustível de jato usado para propulsão à jato comercial (Jet A-1, Jet A e Jet B) e militar (JP-4, JP-5, JP-8, ...); gasolina de aviação (avgas) é usada para aeronave com empuxo de motor a pistão. Eles são basicamente misturas de querosene e gasolina (metade-metade para querosene JP-4, 99,5% de querosene para JP-5 e JP-8, 100% de querosene para Jet A-1), mais aditivos especiais (1 a 2%): inibidor de corrosão, anti-gelo, anti-incrustração e substâncias anti-estática. Jet A-1 consiste de cadeias de hidrocarbonos com 9 a 15 átomos de carbono. Jet B (também chamado JP-4, com cadeias  de distripuição de composição de 5 a 15 carbonos), é usado em condição meteorológica muito fria e em aeronave militar.
Jet A-1 is the international standard jet fuel, with a freezing temperature of Tf  = -50 ºC (-47 ºC as a limit); Jet A (with Tf = -40 ºC) is a low-grade Jet A-1 only and mostly used in USA; and Jet B (Tf< -50 ºC), the commercial name of JP-4, is only used in very cold climates. They all have a lower heating value of 42.8 to 43.6 MJ/kg. Minimum flash point is 60 ºC for JP-5, 38 ºC for Jet A-1 and JP-8 (typical value for Jet A-1 is Tflash = 50 ºC, with a vapour pressure at this point of 1.5 kPa; 1 kPa at 38 ºC), and Tflash = -20 ºC for JP-4. Typical density at 15 ºC is 810 kg/m3 for Jet A-1, and 760 kg/m3 for Jet B. Jet fuel must withstand 150 ºC without fouling (dissolved oxygen in fuel exposed to air reacts with the hydrocarbons to form peroxides and eventually deposits after few hours); further heating leads to thermal cracking.	Jet A-1 é o combustível de jato padrão internacional, com uma temperatura de congelamento de Tf = -50°C (-47°C como um limite); Jet A (com Tf = -40°C é um Jet A-1 de  baixa graduação único e muito usado nos Estados Unidos e Jet B ( Tf  < -50°C), o nome comercial de JP-4, é somente usado em climas muito frios. Eles todos têm um valor de aquecimento mais baixo de 42,8 a 43,6 MJ/Kg. Pono mínimo de fulgor é 60°C para JP-5, 38°C para Jet A-1 e JP-8 (valor típico para Jet A-1 é Tfulgor = 50°C, com uma pressão de vapor neste ponto de 1.5 kPa; 1 kPa em 38°C) e  Tfulgor = -2°C para JP-4. Densidade típica a 15°C é 810 Kg/m3 para Jet A-1 e 760 Kg.m3 para Jet B. Combustível de jato deve suportar 150°C sem inscrustração (oxigênio dissolvido em combustível exposto ao ar reage com os hidrocarbonos para formar peróxidos [água oxigenada, H2O2] e eventualmente depósitos após poucas horas); aquecimento adicional conduz a rachadura térmica.
Jet A-1 specification is Tflash = 49 ∓4 ºC at 100 kPa (but it might decrease to Tflash = 15 ºC at cruise altitude with 25 kPa).   Viscosity = 8.0 x 10-6 m2/s for Jet A-1 at 20 ºC	A especificação Jet A-1 é Tfulgor = 49 ∓ 4°C a 100 kPa (mas ela pode diminuir para Tfulgor = 15°C na altitude de cruzeiro com 25 kPa).    A viscosidade = 8.0 x 10-6 m2/s para Jet A-1 a 20°C

Current and Next Generation Jet Propulsion

Solar Cell Propulsion

The vehicle consisted of two configurations. One configuration, designated HP01, was designed to operate at extremely high altitudes using batteries and high-efficiency solar cells spread across the upper surface of its 247-foot wingspan. On 13 August 2001, this aircraft configuration reached an altitude of 96,863 feet, a world record for sustained horizontal flight by a winged aircraft. The other configuration, designated HP03, was designed for long-duration flight. The plan was to use the solar cells to power the vehicle’s electric motors and subsystems during the day and to use a modified commercial hydrogen–air fuel cell system for use during the night. The vehicle was also equipped with batteries as a backup source of power. The aircraft design used wing dihedral, engine power, elevator control surfaces, and a stability augmentation and control system to provide aerodynamic stability and control.

O veículo consistia de duas configurações. Uma configuração, designada HP01, foi projetada para operar em altitudes extremamente altas usando baterias e células solares de alta eficiência espalhadas em toda a superfície superior da sua envergadura de 247 metros. Em 13 de agosto de 2001, esta configuração da aeronave atingiu uma altitude de 96.863 metros, um recorde mundial para o voo horizontal sustentado por uma aeronave alada. A outra configuração, designada HP03, foi projetada para o vôo de longa duração. O plano era usar as células solares para alimentação de motores elétricos do veículo e subsistemas durante o dia e usar um sistema de célula de combustível de hidrogênio gasoso comercial modificado para usam durante a noite. O veículo também era equipado com baterias como fonte auxiliar de energia. O design da aeronave usadava asa em diedro, motor elétrico, superfícies de controle do elevador e um sistema de controle e aumento da estabilidade para fornecer controle e estabilidade aerodinâmica.

Future Propulsion

 Ionic Wind produces 110 newtons of thrust per kilowatt, compared with a jet engine’s 2 newtons per kilowatt. The MIT Lab team has published its results in the Proceedings of the Royal Society.


'Vento iônico' produz 110 Newtons de impulso por kWatt, comparado com uma propulsão de 2 Newtons de um motor à jato atual. A quipe do Laboratório do MIT publicou seus resultados no jornal de Proceedings of the Royal Society.

MIT Laboratories

 
No moving parts, no fuel, no noise

 Sem partes móveis, sem combustível fóssil, sem ruídos

 

 

Aircraft Parts Direct From 3D Printers - Aviation 3D Generation by 2050

Aircraft passengers cabin conception for 2050 - printed on 3D printer

 

 

Infinity possibilities http://bcove.me/gn2eywkr

  





 

3D Printing is being used to create complete aircraft parts. The research arm of EADS (the parent company to Airbus) has begun using futuristic additive manufacturing technology to make more cost-effective and fuel-efficient aircraft parts.	Impressão 3D está sendo usada para criar partes completas de aeronave. O braço de pesquisa da EADS [European Aeronautic Defence and Space Company = Companhia Europeia de Defesa Aeronáutica e Espaço] ( a empresa-mãe da Airbus) começou a usar a tecnologia de fabricação de aditivo  futurístico para fazer mais peças de aeronave com mais eficiência de combustível e baixo custo.
The EADS facility in Filton, England,  represents a partnership with the Centre for Additive Layer Manufacturing (CALM) at the University of Exeter. That research group is funded by the European Regional Development Fund ERDF, the South West Regional Development Agency RDA, and the University of Exeter, in addition to EADS.	As instalações da EADS em Filton, Inglaterra, representa uma parceria com o Centro de Fabricação de Camada Aditiva (CALM, sigla em inglês) na Universidade de Exeter. Esse grupo de pesquisa é financiado pelo Fundo de Desenvolvimento Regional Europeu ERDF, a Agência de Desenvolvimento Regional Sudoeste RDA e a Universidade de Exeter, em adição à EADS.
3D printed aircraft parts	Peças de aeronave impressas em 3D
This is the new high-tech trend which everyone is talking about : 3D printing. This technique which can literally print full size parts has existed for the last fifteen years. But over the last 2 years, it has been put to more and more use, even in aeronautics.	Esta é a nova tendência de alta tecnologia, a cerca da qual todos estão falando: impressão 3D. Esta técnica que pode literalmente imprimir peças em tamanho real tem existido pelos últimos 15 anos, mas durante os 2 últimos anos, ela tem sido colocada mais e mais em uso, mesmo em aeronáutica.
Slowly but surely 3D printing is taking over manufacturing. It’s faster, cheaper, more efficient and bespoke. But until now something as important as an aircraft engine hasn’t been on the list of 3D printed kit.	Lentamente, mas seguramente a impressão 3D está assumindo a fabricação. Ela é mais rápida, barata mais eficiente e indicada. Mas até agora algo tão importante quanto um motor de aeronave não tem estado na lista de kit impresso 3D.
Rolls-Royce plans to take 3D printing to the next level by using it to manufacture parts for its engines. This will push the accuracy of 3D printing to new levels as there can be no margin for even the smallest of errors.	A Rolls-Royce planeja levar a impressão 3D para o próximo nível ao usá-la para fabricar peças para seus motores. Isto empurrará a precisão de impressão 3D para novos níveis quando não pode haver margem para mesmo o menor dos erros.
By 3D printing the parts the process will be much faster and also easier for making more lightweight components. At this stage the company will be testing the parts and is still a few years off putting them into use. Dr Henner Wapenhans, the company’s head of technology, said 3D printing opens up new possibilities, new design space".	Ao imprimir peças em 3D o processo será mais rápido e também mais fácil para fazer componentes mais leves. Neste estágio a companhia estará testando as peças e estará ainda uns poucos anos distante de  colocá-las em uso. O Dr. Henner Wapenhans, chefe de tecnologia da empresa, disse que impressão 3D abre novas possibilidades, novo espaço de projeto”.
"Through the 3D printing process, you’re not constrained by having to get a tool to create a shape. You can create any shape you like.”	“Através do processo de impressão 3D, você não está restrito a ter de conseguir um ferramenta para criar um forma. Você pode criar qualquer forma que você quiser”.
The parts Rolls-Royce plans to begin with are brackets and fuel nozzles which can be made much lighter thanks to the way 3D printing builds up construction layer by layer. It’s early days still but with faster production and greater accuracy with metals and ceramics, this is just the beginning.	As peças com que a Rolls-Royce planeja começar são suportes e esguicho de combustível, os quais podem ser feitos muito mais leve graças ao jeito que a impressão 3D monta a construção camada por camada. É cedo ainda, mas com produção mais rápida e maior precisão com metais e cerâmicas, este é exatamete o começo.
The Chinese military is using this laser manufacturing technology to develop titanium parts for its next generation fighter jets, the J-20 and J-31. It’s not only military planes that will benefit from this as the Northwestern Polytechnical University of China is now making five meter-long titanium wing beams for the forthcoming c919 passenger plane that is scheduled to be in service in 2016.	A [indústria] militar chinesa está usando esta tecnologia de fabricação a laser para desenvolver peças de titânio para sua próxima geração de jatos de combate, os J-20 e J-30. Não é somente aviões militares que se beneficiarão disto, igualmente a Politécnica Noroeste Universidade da China está agora fazendo longarinas de asa em titânio com cinco metros de comprimento para o próximo avião de passageiro C919 que está programado para estar em serviço em 2016.



 

 

 

 

Pilots, Flight Attendants and Passengers Exposed to Very High Radiation Rates

The Effects of Space Weather on Aviation

Os Efeitos da Meteorologia Espacial na Aviação

25 OUT 2013

NASA

Tradução Humana

por George Rocha

 

The next time you step onto an airplane, consider the following:  In any given year, the pilot of your aircraft probably absorbs as much radiation as a worker in a nuclear power plant.	A próxima vez que você pisar num avião, considere o seguinte: em qulquer ano dado, o piloto da sua aeronave provavelmente absorve tanta radiação quanto em uma usina de nuclear.
And you are about to follow him wherever he goes.	E você está pestes a  segui-lo onde quer que  ele vá.
The FAA classifies pilots as "occupational radiation workers."  Flying high above Earth with little atmosphere to protect them, they can absorb significant doses of cosmic rays and solar radiation. During a typical polar flight from Chicago to Beijing, for instance, a pilot is exposed to the equivalent of two chest x-rays.  Multiplied over the course of a career, this can cause problems such as increased risk of cancer and possibly cataracts.	A FAA (Federal Aviation Administration) [Agência de Aviação Civil Americana] classifica pilotos como “trabalhadores de radiação ocupacional”. Voar alto acima da Terra com pouca atmosfera para protegê-los, eles podem absorver significante doses de raios cósmicos e radiação solar. Durante voo polar típico de Chicago para Beijing por exemplo, um piloto é exposto ao equivalente a dois raios-X do tórax. Multiplicado durante o curso de uma carreira, isto pode causar problemas tais como risco aumentado de cancer e possivelmente cataratas.
Passengers have reason to be concerned, too.	Passageiros têm razão de estarem preocupados, também.
"A 100,000 mile frequent flyer gets about 20 chest x-rays," points out Chris Mertens, a senior research scientist at NASA Langley Research Center. "This is true regardless of the latitude of the flights."	“Um  frequente viajante aéreo de 185200 Km recebe cerca de 20 raios-X do tórax”,  aponta Chris Mertens, um cientista senior de pesquisa no Centro de Pesquisa Langley da NASA. “Isto é verdade independente da latitude dos voos”.
It’s worth noting that even people on the ground absorb some radiation.  Cosmic rays and their by-products are so powerful, they can reach all the way down to Earth’s surface, giving a person at sea level the equivalent of one chest x-ray every 10 days or so.	É interessante notar que mesmo pessoas no solo absorvem alguma radiação. Raios cósmicos e seus subprodutos são tão poderosos que eles podem atingir o caminho descendo para a superfície da Terra, dando a uma pessoa ao nível do mar o equivalente a um raio-X do tórax a cada 10 dias mais ou menos.
On a plane, however, dose rates increase 10-fold or more.  The exposure depends on factors ranging from the altitude and latitude of the flight path (polar routes are irradiated most) to sunspot counts and solar activity (a powerful solar storm can boost radiation levels a hundredfold).  To help airline companies safeguard passengers and personnel, NASA is developing an experimental tool to predict exposures in real time.  Mertens is the PI of the system, called NAIRAS--short for "Nowcast of Atmosphere Ionizing Radiation for Aviation Safety."	Dentro de um avião, todavia, as taxas de dose aumentam 10 vezes ou mais. A exposição depende de fatores que vão desde a altitude e latitude da trajectória de voo (rotas polares são mais irradiadas) até contagem de manchas solares e a atividade solar (uma forte tempestade solar pode reforçar níveis de radiação umas cem vezes). Para ajudar as empresas aéreas salvaguarda passageiros e pessoal, a NASA está desenvolvendo uma ferramenta experimental para prever exposições em tempo real. Mertens é o PI [Principal Investigador] do sistema, chamado NAIRAS - abreviação de "Previsão do Momento  de Radiação Ionizante da Atmosfera para a segurança da aviação." Para consultar clique AQUI
Mertens notes that the number of flights over the poles has skyrocketed in recent years.  Airlines prefer polar routes for international travel because they are shorter and have reduced head winds, creating fuel savings of tens of thousands of dollars per flight.	O [cientista] Mertens observa que o número de voos sobre os polos dispararam nos anos recentes. Companhias aéreas preferem rotas polares para viagens internacionais, porque elas são mais curtas e têm ventos de proa reduzidos, gerando economia de combustível de dezenas de milhares de dólares por vôo.
A NAIRAS model shows radiation levels over the northern hemisphere on Oct. 25, 2013.	Um modelo NAIRAS mostra níveis de radiação sobre o hemisfério norte em 25 OUT 2013.
However, Earth's poles are where the radiation problem can be most severe.  Our planet's magnetic field funnels cosmic rays and solar energetic particles over the very same latitudes where airlines want to fly.  On a typical day when the sun is quiet, dose rates for international flights over the poles are 3 to 5 times higher than domestic flights closer to the equator.	No entanto, os polos da Terra são onde o problema de radiação pode ser mais severo. Campo magnético do nosso planeta afunila raios cósmicos e partículas solares energéticas sobre as latitudes exatamente as mesmas onde as companhias aéreas querem voar.  Em um dia típico, quando o sol está calmo, taxas de dose para voos internacionais sobre os pólos são 3 a 5 vezes mais altas do que  em vôos domésticos mais perto do Equador.
If a flight controller wants to know the situation around the poles right now, NAIRAS can help.  It is, essentially, an online global map of radiation dose rates for different flight paths and altitudes.  Maps are produced in near real-time by a computer at Langley, which combines cutting-edge physics codes with realtime measurements of solar activity and cosmic rays.	Se um controlador de tráfego aéreo quer saber a situação ao redor dos pólos agora mesmo, o [projeto] NAIRAS pode ajudar.  Ele é, essencialmente, um mapa global on-line de taxas de dose de radiação para trajectórias e altitudes de voo  diferentes.  Mapas são produzidos próximos do tempo real por um computador em Langley, o qual combina códigos de física de tecnologia de ponta com medições da atividade solar e raios cósmicos em tempo real.
“We are still in an experimental phase,” he says.  “The ultimate goal of the NAIRAS effort is to adopt a paradigm similar to terrestrial weather forecasting.”	Nós estamos ainda numa fase experimental”,  diz ele. "O objetivo final do esforço do NAIRAS é adotar um paradigma semelhante à previsão meteorológica terrestre".
The value to the airlines is clear.  The ability to fly over the poles can save $35,000 to $40,000 per flight in fuel costs alone.  On the other hand, altering course to avoid a polar radiation storm can cost as much as $100,000.   A forecasting tool like NAIRAS can help the airlines make the right decision.	O valor para as companhias aéreas é evidente.  A capacidade de voar sobre os pólos pode poupar  35.000 a 40.000 dólares por voo só em custo do combustível.  Por outro lado, alterando o curso para evitar uma tempestade de radiação polar pode custar tanto quanto 100.000 dólares.   Uma ferramenta de previsão como o NAIRAS pode ajudar as companhias aéreas a tomar a decisão certa.
Of even greater importance to Mertens is the human factor.  “Back in 2004, I went to a workshop on space weather and aviation. A pilot from American Airlines stood up to address the audience: ‘Look,’ he said, ‘we are classified as radiation workers, we are the most exposed than any other group, yet we know the least of all the groups.’  That was a turning point for me.  I wanted to do something to help pilots better understand what they are flying into.” And so NAIRAS was born.	De importância ainda maior para o [cientista] Mertens é o fator humano.  "De volta a 2004, eu fui a um seminário sobre meteorologia espacial e aviação. Um piloto da American Airlines levantou-se para se dirigir ao público: 'Olhe', ele disse, 'nós somos classificados como trabalhadores de radiação, nós somos os mais expostos do que qualquer outro grupo, no entanto nós sabemos o mínimo de todos dos grupos.'  Isso foi um momento decisivo para mim.  Eu queria fazer algo para ajudar pilotos entender melhor para dentro do que eles estão voando." E assim nasceu o NAIRAS.
Mertens and colleagues are about to publish a paper in the journal Space Weather comparing NAIRAS predictions to actual radiation measurements onboard airplanes.  “The results are encouraging,” he says, “but we still have work to do.”	Mertens e colegas estão prestes a publicar um artigo no jornal Meteorologia Espacial comparando as previsões do NAIRAS com as medições de radiação real a bordo de aviões. "Os resultados são encorajadores", ele diz, "mas nós ainda temos trabalho a fazer."
The powerful solar flare of Nov. 4, 2003 resulted in lost or degraded HF communications for several hours.	A poderosa erupção solar de 0 4 NOV 2003 resultou em perda ou degradação de comunicações em HF  por várias horas.
The blow plot shows the HF absorption during the powerful Nov. 2003 solar flare. Due to geometric effects, D region ionization is greatest at the sub-solar point, where the Sun is directly overhead. The amount of ionization and absorption falls with distance away from the sub-solar point, reaching zero at the day/night terminator. The night-side of Earth is unaffected.	A representação gráfica abaixo mostra a absorção de HF durante a poderosa erupção solar de NOV 2003. Devido a efeitos geométricos, a ionização da região D é maior no ponto sub-solar, onde o Sol está diretamente acima. A quantidade de ionização e absorção diminui com a distância do ponto sub-solar, atingindo zero na linha deseparação do  dia e noite. O lado noturno da Terra não é afetado.
The global D-Region Absorption Product depicts the D-region at high latitudes where it is driven by particles (solar radiation storm) as well as low latitudes, where photons (solar flare radio blackouts) cause the prompt changes.	O Produto de Absorção da Região-D global retrata a Região-D em latitudes elevadas, onde ela é impulsionada por partículas (tempestade de radiação solar) bem como em baixas latitudes, onde fótons (interrupções de rádio por erupções solares) causam mudanças rápidas.