航空券は300元、燃料費は110元です！私の飛行機ではどんな燃料が使われているのでしょうか?

飛行機や高速鉄道など交通手段の急速な発達により、いつでも特殊部隊風のツアーを始めることができます。しかし、「節約できるところでは節約し、使えるところでは使う」という原則を守り、出発前にどちらがより費用対効果が高いかを比較検討する人は多いでしょう。

航空運賃の特別料金に惹かれることが多いのですが、空港の工事や燃料費を見るとすぐにがっかりしてしまうことはありませんか?

航空機の燃油サーチャージはなぜこんなに高いのでしょうか?私が乗っている飛行機ではどんな燃料が使われているのでしょうか？答えはガソリンでもディーゼルでもありません。

01燃油サーチャージで購入できるオイルの種類は何ですか？

航空燃料には、航空ガソリンと航空灯油（略して「ジェット灯油」）の2種類があります。前者は、一般的にヘリコプターや通信機などの往復動エンジンを使用する航空機に使用されます。後者は、私たちが普段乗る民間航空機など、ジェットエンジンを搭載した航空機で使用できます。したがって、当社の燃油サーチャージはジェット燃料の価格に直接連動しています。

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航空灯油とは何でしょうか?航空灯油は航空業界向けに特別に設計・製造された燃料です。ジェット燃料またはジェット灯油とも呼ばれます。通常は原油から精製され、主にアルカン、芳香族炭化水素、オレフィンのさまざまな部分で構成されています。航空灯油と一般灯油の成分はほぼ同じです。違いは、航空灯油は普通の灯油から臭いの元となる硫化物が除去されているため、航空灯油の別名は無臭灯油です。さらに、航空燃料の規制要件を満たすために、水素化、蒸留、接触分解、脱酸素化などのプロセスも経ています。製造工程では、帯電防止剤、酸化防止剤、摩耗防止剤、凍結防止剤、金属不動態化剤などの微量成分も一定の割合で混合されます。

国家標準GB 6537-2018に規定される航空燃料の組成と外観

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02 航空灯油、ガソリン、ディーゼルの違いは何ですか？

航空用灯油、ガソリン、ディーゼルを区別するには、まずそれらの製造方法について話す必要があります。石油精製は複雑なプロセスです。簡単に言うと、まず原油を高温に加熱します。加熱された原油は、内部に複数の水平トレイを備えた垂直の塔のような装置である蒸留塔に入ります。原油は蒸留塔内で加熱され、異なる炭素鎖長を持つ化合物が分離し始めます。

一般的に、同じ種類の炭化水素の炭素鎖が短いほど、沸点が低くなり、揮発しやすくなります。灯油やディーゼルなどの重い化合物は下部に凝縮する傾向があり、ガソリンなどの軽い化合物は上部に凝縮する傾向があります。異なる画分を収集するために、収集装置は蒸留塔の異なる高さに設置されます。これらの収集ユニットは、ガソリン、ディーゼル、暖房用オイル、ジェット燃料、プロパン、潤滑油、アスファルト、石油化学製品など、さまざまな製品を分離できます。

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一般的に言えば、航空灯油、ガソリン、ディーゼルはすべて石油蒸留によって得られますが、3つの間には明らかな違いがあります。ガソリンは石油の軽質分から得られる燃料で、一般的に 4 ～ 12 個の炭素原子で構成されています。航空灯油は石油蒸留塔で抽出された重い部分で、通常 5 ～ 16 個の炭素原子で構成されています。ディーゼルは、一般的に 8 ～ 21 個の炭素原子からなる重質部分から得られる燃料です。上記の炭素原子の数は一般的な状況での推定値であり、実際の数とは異なる場合があります。ガソリン、航空灯油、軽油の密度は順に増加します。引火点（物質または製品が外気と混合し、炎に触れると直ちに発火して燃焼する最低温度。引火点の高い物質または製品は容易に発火しない）：ガソリン < 航空灯油 < ディーゼル;沸点：ガソリン < 航空灯油 < ディーゼル;ボラティリティ：ガソリン＞航空灯油＞ディーゼル単位体積あたりの発熱量（燃料の完全燃焼によって放出される熱量）：ガソリン < 航空灯油 < ディーゼル;圧縮性：ガソリン > 航空灯油 > ディーゼル;粘度：ガソリン < 航空灯油 < ディーゼル。

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石油精製に加えて、科学者と航空業界はバイオマスから航空灯油を製造するプロセスも開発しました。いくつかの特殊な化学処理と精製および標準化された処理を組み合わせることで、植物油、動物性脂肪、廃食用油、藻類油、木質繊維などの再生可能な材料をバイオジェット燃料、つまり再生可能な航空灯油に変換することができます。

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03飛行機はなぜガソリンやディーゼルを使わないのですか？

まず、航空灯油はガソリンに比べて引火点が高く、揮発性が低いため、高高度、低温、低圧の条件下でも安定して燃焼します。航空燃料の保管および取り扱いにおいては安全性が極めて重要です。第二に、航空灯油はコスト効率に優れています。ガソリンに比べて発熱量が高く、より少量で同じ量の仕事をすることができるため、長距離飛行や大量の燃料を積む必要がある航空機にとって非常に重要です。ディーゼルはどうですか?現在、航空機エンジンの大部分はタービンエンジンであり、その動作の前提として燃料が完全に霧化されている必要があります。ディーゼルは粘度が高く、霧化効果がタービンエンジンのニーズを十分に満たさないため、航空燃料として使用することはできません。

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では、飛行中にどれくらいの燃料を消費するのでしょうか?航空機の燃料消費量は、航空機のモデル、積載重量、飛行速度、高度、航続距離、風速と風向など、多くの要因によって異なります。わが国が国際耐空基準に則り、独自の知的財産権を持って独自に開発し、今年5月に初商業飛行を完了したC919を例に挙げましょう。最大燃料搭載量は19.56トン（実際の飛行中は通常燃料が満タンにならない。なぜか考えてみよう）、巡航速度はマッハ0.785（時速約962キロメートル）である。巡航中は1時間あたり約2.8トンの燃料を消費すると推定されます。実際の乗客168人を想定して計算すると、1人100キロメートルあたりの平均燃料消費量は2.3～2.4Lとなります。（航空灯油の平均密度は約750kg/m3です）。

C919 航続距離積載図: C919 の巡航速度はマッハ 0.785、最大燃料積載量は 19560 kg です。出典：参考文献[5]

興味のある読者は、航空機のモデルと座席に基づいて、自分の旅行の一人当たりの燃料消費量を計算することもできます。

参考文献

[1] コリンズCD.石油系炭化水素のファイトレメディエーションの実施[J]。ファイトレメディエーション：方法とレビュー、2007年：99-108。

[2] GB 6537-2018 No. 3 ジェット燃料

[3] 「石油製品の化学」https://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/coal.html

[4] Zhai Yanliang、Lu Hongkong、Zhang Jian 他。バイオマスベースの航空燃料製造技術の研究状況[J]。化学技術、2022年。

[5] 「空港計画のためのC919航空機特性ACAP C919-SVV19-50009-00」

著者: Ji Minghua、博士、中国科学院上海高等研究院、上海青瑞食品科技有限公司 R&D ディレクター

編集者: ティンカーベル