机票300元，燃油费110元！我坐的飞机加的是什么油？

中科院物理所 2023-12-30

The following article is from 上海科技馆 Author 纪明华

随着飞机、高铁等交通工具的快速发展，我们随时可以开启一场特种兵式旅游。但是秉持着“该省省该花花”的原则，大家出发之前估计都会对比一下，怎么去更划算。

大家是不是经常会被特价机票吸引，但是一看机建燃油费，瞬间又劝退了呢。

飞机的燃油附加费为什么这么贵？我坐的飞机加的到底是什么油呢？答案既不是汽油，也不是柴油~

燃油附加费买的是什么油？

航空燃油有两种，分别是航空汽油和航空煤油（简称“航煤”）。前者一般用于使用往复式发动机的航空器上，比如直升机或通讯机等；后者可用于使用喷气式发动机的航空器上，我们平常乘坐的商用飞机就属于这种。因此，我们的燃油附加费和航空煤油的价格直接挂钩。

图源：baijiahao.baidu.com

那什么是航空煤油呢？航空煤油，是一种专门为航空工业设计和生产的燃料，也被称为喷气燃料或喷气煤油，通常是从原油中提炼出来的，主要由不同馏分的烷烃（tīng）、芳香烃和烯烃类的碳氢化合物组成。

航空煤油和普通煤油的组分大致一样，区别在于，航空煤油在普通煤油的基础上，脱去了有味道的硫化物，所以航空煤油的别名是无臭煤油。此外，为了满足航空燃料的规范要求，它还经过了加氢、蒸馏、催化裂化、去氧等工艺处理，在生产过程中还将抗静电剂、抗氧剂、抗磨剂、防冰剂、金属钝化剂等微量组分按一定比例混合。

国标《GB 6537-2018》规定的航煤的组成和外观

图源：参考文献[2]

航空煤油和汽油、柴油有什么区别？

要区分航空煤油、汽油和柴油，首先得从它们的制备说起。石油炼化是一个复杂的过程，简单来说：首先，将原油加热到高温；加热后的原油进入分馏塔——一个垂直的塔状装置，装置内部设置有多个水平的托盘；原油在分馏塔中升温，不同碳链长度的化合物开始分离。

通常来说，同一类烃的碳链越短，沸点越低，越容易挥发。较重的化合物，如煤油和柴油，倾向于在较低的部分冷凝，而较轻的化合物，如汽油，倾向于在较高的部分冷凝；分馏塔的不同高度上都设置有收集装置，用于收集不同馏分。这些收集装置可以分离出一系列产品，包括汽油、柴油、取暖油、喷气燃料、丙烷、润滑油、沥青、石化产品等。

图源：geologyscience.com

一般来说，航空煤油、汽油和柴油都是通过石油分馏得到的，但三者有着明显的区别。汽油是在石油轻质馏分中得到的燃料，一般由4到12个碳原子组成；航空煤油是在石油分馏塔中提炼的较重的部分，一般由5到16个碳原子组成；柴油是在更重的馏分中得到的一种燃料，一般由8到21个碳原子组成。上述碳原子个数是一般情况的估计值，实际可能会有所出入。

汽油、航空煤油和柴油的密度依次增大，闪点（材料制品与外界空气形成混合气，与火焰接触时，发生闪火并立刻燃烧的最低温度，闪点高的材料或制品不易起火）：汽油<航空煤油<柴油；沸点：汽油<航空煤油<柴油；挥发性：汽油>航空煤油>柴油；单位体积的热值（燃料完全燃烧所释放的热量）：汽油<航空煤油<柴油；可压缩性：汽油>航空煤油>柴油；粘稠度：汽油<航空煤油<柴油。

图源：参考文献 [2]

除了石油炼化，科学家和航空业还开发了生物质制备航空煤油的工艺，通过一些特殊的化学处理，配合精炼和标准化的处理，可以把一些可再生的物质，比如植物油、动物脂肪、地沟油、藻油或木质纤维等，转化为生物航空煤油，也就是可再生的航空煤油。

图源：news.abplive.com

为什么飞机不加汽油或柴油？

首先，相比于汽油，航空煤油具有较高的闪点和较低的挥发性，这使得它在高空、低温低气压条件下燃烧更为稳定。在航空燃料的存储和操作过程中，安全性太关键了！

其次，航空煤油性价比更高，相比于汽油，它具有较高的热值，更少的量可以干等量的活，这对于长途航班和需要携带大量燃料的飞机非常重要。

那柴油呢？目前绝大多数的航空发动机是涡轮发动机，它工作的前提是将燃油充分雾化。柴油粘度大，雾化效果并不能很好地满足涡轮发动机的需求，所以柴油也做不了航空燃油。

图源：k.sina.com

那么我们坐一次飞机究竟消耗多少燃油呢？飞机的燃油消耗取决于多个因素，包括飞机型号、载荷重量、飞行速度、高度、航程和风速风向等。以我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的，并于今年5月份完成首次商业飞行的喷气式干线客机——C919为例，其最大载油量是19.56吨（实际飞行中一般不会加满油，想想为什么？），其巡航速度为0.785马赫（约962公里/小时），据推算，其巡航过程每小时耗油2.8吨左右。按照168实载人数来计算，平均每人每百公里消耗油量只有2.3~2.4 L！（航空煤油密度平均约为750kg/ m³）。

C919航程荷载图：C919的巡航速度为0.785马赫，最大载油量为19560 kg

图源：参考文献[5]

有心的读者朋友也可以根据飞机型号和座位，推算一下自己行程的人均耗油量哦。

参考文献

[1] Collins C D. Implementing phytoremediation of petroleum hydrocarbons[J]. Phytoremediation: methods and reviews, 2007: 99-108.

[2] 《GB 6537-2018 3号喷气燃料》

[3] 《The Chemistry of Petroleum Products》https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/coal.html

[4] 翟岩亮, 路香港, 张健, 等. 生物质基航煤生产工艺的研究现状[J]. 化工科技, 2022.

[5] 《C919 Aircraft Characteristics for Airport Planning ACAP C919-SVV19-50009-00》

作者：纪明华，中国科学院上海高等研究院博士、上海青瑞食品科技有限公司研发主管

编辑：小叮当

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