El combustible de turbina de baja volatilidad JP-7 , comúnmente conocido como JP-7 (conocido como Jet Propellant 7 antes de MIL-DTL-38219 [2] ), es un tipo especializado de combustible para aviones desarrollado en 1955 para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF). ) para su uso en sus aviones militares supersónicos , incluido el SR-71 Blackbird [1] y el Boeing X-51 Waverider.
El JP-7 fue desarrollado para el motor turborreactor Pratt & Whitney J58 (JT11D-20) , que se utilizó principalmente en el ahora retirado Lockheed SR-71 Blackbird . [1] Durante el vuelo, el SR-71 podía alcanzar velocidades superiores a Mach 3+, que era la velocidad de crucero más eficiente para los motores J58. Sin embargo, a esta velocidad se generan temperaturas superficiales muy altas debido a la rápida compresión del aire a lo largo de los bordes de ataque. Se necesitaba un nuevo combustible para aviones que no se viera afectado por el calor, por lo que para este propósito se desarrolló el combustible para aviones JP-7, con un alto punto de inflamación y alta estabilidad térmica.
El Boeing X-51 Waverider también utiliza combustible JP-7 en su motor scramjet Pratt & Whitney SJY61 , con una capacidad de combustible de unas 270 libras (120 kg). [3] Al igual que con el SR-71, el diseño X-51A sobreenfría este combustible (enfriado por un vuelo subsónico prolongado en la estratosfera; antes de la aceleración a velocidades supersónicas); luego, en vuelo supersónico, el combustible se calienta mediante su circulación a través de intercambiadores de calor que le transfieren la carga térmica de los espacios interiores de la célula. Luego, el combustible se bombea a través de piezas mecánicas giratorias de los motores y equipos mecánicos auxiliares, proporcionando tanto lubricación como refrigeración . Finalmente, a una temperatura de casi 550 °F (290 °C ), se bombea a las boquillas de combustible de los motores. [4]
"El entorno operativo del motor JT11D-20 requiere un combustible especial. El combustible no sólo es la fuente de energía sino que también se utiliza en el sistema hidráulico del motor . Durante el vuelo a alta Mach , el combustible también es un disipador de calor para los distintos aviones y accesorios del motor que de otro modo se sobrecalentarían a las altas temperaturas encontradas. Esto requiere un combustible que tenga una alta estabilidad térmica para que no se descomponga ni deposite coque y barnices en los conductos del sistema de combustible. Un número alto de luminómetro [nb 1] (brillo de la llama índice) es necesario para minimizar la transferencia de calor a las piezas del quemador. Otros elementos también son importantes, como la cantidad de impurezas de azufre toleradas. Los combustibles avanzados, JP-7 (PWA 535) y PWA 523E, se desarrollaron para cumplir con los requisitos anteriores. ".
Manual de vuelo SR-71A , Sección I, página 4 [1]
Shell Oil desarrolló el JP-7 en 1955. El vicepresidente de la compañía, Jimmy Doolittle, consiguió que Shell desarrollara el combustible para el avión espía secreto Lockheed U-2 de la Agencia Central de Inteligencia (CIA) y de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) , que necesitaba un Combustible de baja volatilidad que no se evaporaría a gran altura. Para fabricar varios cientos de miles de galones (alrededor de 1 millón de litros) del nuevo combustible se necesitaron los subproductos del petróleo que Shell normalmente utilizaba para fabricar su insecticida FLIT , lo que provocó una escasez de ese producto en todo el país ese año. [5]
JP-7 es una mezcla compuesta principalmente de hidrocarburos ; incluyendo alcanos , cicloalcanos , alquilbencenos , indanos / tetralinas y naftalenos ; con la adición de fluorocarbonos para aumentar sus propiedades lubricantes , un agente oxidante para que se queme más eficientemente y un compuesto que contiene cesio conocido como A-50, que ayuda a disfrazar las firmas de radar e infrarrojos de la columna de escape . Los SR-71 Blackbirds utilizaron aproximadamente entre 36.000 y 44.000 libras (16.000 y 20.000 kg) de combustible por hora de vuelo. [6]
JP-7 es inusual porque no es un combustible destilado convencional , sino que se crea a partir de mezclas especiales para tener una concentración muy baja (<3%) de componentes altamente volátiles como benceno o tolueno , y casi nada de azufre , oxígeno . e impurezas de nitrógeno . Tiene una baja presión de vapor y una alta estabilidad a la oxidación térmica. El combustible debe funcionar en una amplia gama de temperaturas: desde casi congelarse a gran altitud hasta las altas temperaturas de la estructura del avión y las piezas del motor que enfría a alta velocidad. Su volatilidad debe ser lo suficientemente baja para que sea resistente a las explosiones a estas altas temperaturas.
La muy baja volatilidad y la relativa falta de voluntad del JP-7 para encenderse requirieron que se inyectara trietilborano (TEB) en el motor para iniciar la combustión y permitir el funcionamiento del postquemador en vuelo. El SR-71 tenía una capacidad limitada para TEB y, por lo tanto, tenía un número limitado de "disparos" de TEB disponibles (generalmente 16) para reinicios, y esos debían gestionarse con cuidado en vuelos de larga duración con múltiples etapas de relativamente baja velocidad. repostaje aéreo de altitud y vuelo normal de crucero a gran altitud.
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