ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОТИЗНОСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АВІАЦІЙНОГО КЕРОСИНУ F-35 В УМОВАХ ТЕРТЯ КОВЗАННЯ

Сергій Бойченко; Ірина Шкільнюк; Руслан Костюник; Віталій Коровушкін; Костянтин Лутченко

doi:10.20535/1813-5420.4.2025.341343

Автор(и)

Сергій Бойченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-2489-4980
Ірина Шкільнюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-8808-3570
Руслан Костюник Державний університет «Київський авіаційний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0003-0232-9208
Віталій Коровушкін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7571-7124
Костянтин Лутченко 10 хіммотологічний Центр МО України, Україна https://orcid.org/0009-0001-0480-2591

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2025.341343

Ключові слова:

авіаційний керосин F-35, трибологія, тертя ковзання, протизносні властивості, профілометрія, об’ємний знос, вторинні структури

Анотація

Метою роботи є дослідження процесу зношування модельного вузла тертя ковзання в середовищі традиційного авіаційного палива для порівняльного аналізу зразків палива з дослідними біодобавками та оцінки їх здатності формувати захисні плівки, що знижують силу тертя та інтенсивність зношування. Дослідження проводилося на випробувально-вимірювальному комплексі «НАУ-01», що включає машину тертя АСК-01, яка підтримує постійну геометрію лінійного контакту між зразками зі сталі ШХ15. Як еталонну рідину було використано авіаційний гас F-35 (Jet A-1, NATO F-35). В ході дослідження виконувалось п’ять повторних чотирьохетапних випробувань на комплексі НАУ-01 (АСК-01) при 100 Н і 0,3 м/с; фінішне доведення зразка до Ra ≈ 0,02 μм. В результаті середнє сумарне лінійне зношування = 24,89 μм; середній макс. об’єм ≈ 0,053 мм³; масові втрати контрзразків 0,0001–0,0002 г, плоских 0,0003–0,0012 г; температура контакту до 36,8 °C; виявлено комбінований адгезійно-абразивний характер зносу і вторинні трибофільми. Порівняльний аналіз методів метрології зносу виявив, що профілометричні (лінійні та об'ємні) вимірювання забезпечили надійні дані з відносною похибкою нижче 7%, тоді як гравіметричний метод виявився непридатним через високу межу похибки (≥50%). Статтю підготовлено в рамках грантового проєкту Національного фонду досліджень України «Експериментально-аналітичні засади надійності авіаційної техніки подвійного призначення удосконаленням технології використання авіаційних палив згідно вимог стандартів ASTM і NATO» (проєкт № 0124U004599).

Посилання

I. P. Kondor, “Sustainable fuels for gas turbines—a review”, Sustainability, т. 17, № 13, с. 6166, jul. 2025. Дата звернення: 18 серп. 2025. https://doi.org/10.3390/su17136166.

“Alternative fuels data center: Sustainable aviation fuel”. Alternative Fuels Data Center: The go-to resource for advanced transportation fuels and technologies. Date of access: 18 aug. 2025. [Online]. Available at: https://afdc.energy.gov/fuels/sustainable-aviation-fuel#:~:text=Sustainable%20aviation%20fuel%20(SAF)%20is,in%20lifecycle%20greenhouse%20gas%20emissions.

Boichenko, S., Shkilniuk, I., Iakovlieva, A. (2024). Evolution of the Quality of Jet Fuels: Ukrainian Comparative Review from Traditional to Sustainable Aviation Fuels. In: Boichenko, S., Zaporozhets, A., Shkilniuk, I., Yakovlieva, A. (eds) Modern Technologies in Energy and Transport II. Studies in Systems, Decision and Control, vol 574. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-76650-3_13.

M. Polajnar, L. Čoga, S. K. Sharma та M. Kalin, “Laboratory tribological screening test methodologies to evaluate the performance of metalworking lubricants for punching stamping”, Tribol. Int., т. 211, с. 110815, nov. 2025. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2025.110815.

Iakovlieva, A., Boichenko, S., Vovk, O., Kazimierz, L., Kuszewski, H., & Jakubowski, M. (2015). Experimental study on antiwear properties for blends of jet fuel with bio-components derived from rapeseed oil. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(8(77), 20–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.51682.

D. P. Markov, “Adhesion at friction and wear”, Friction, april. 2022. https://doi.org/10.1007/s40544-021-0564-7.

V. A. Vojtov and A. V. Voitov, “Substantiation of a rational program for the running-in of tribosystems”, Problems Tribol., т. 28, № 3/109, с. 6–17, sept. 2023. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2023-109-3-6-17.

Yakovlieva, A., Trofimov, I., Boichenko, S., Kuszewski, H., Lejda, K. (2020). Anti-wear Properties of Jet Fuel with Camelina Oils Bio-Additives. In: Gopalakrishnan, K., Prentkovskis, O., Jackiva, I., Junevičius, R. (eds) TRANSBALTICA XI: Transportation Science and Technology. TRANSBALTICA 2019. Lecture Notes in Intelligent Transportation and Infrastructure. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-38666-5_63.

S. Domínguez García, M. A. Espinosa-Medina, J. A. Flores Tapia, R. Maya-Yescas, M. A. Pérez-Méndez та B. Castro-Cedeño, “Study of tribological behavior from friction fluctuations in pin-on-disk tests”, J. Tribol., с. 1–14, march. 2025. https://doi.org/10.1115/1.4068221.

M. Basak, M. L. Rahman, M. F. Ahmed, B. Biswas та N. Sharmin, “The use of X-ray diffraction peak profile analysis to determine the structural parameters of cobalt ferrite nanoparticles using Debye-Scherrer, Williamson-Hall, Halder-Wagner and Size-strain plot: Different precipitating agent approach”, J. Alloys Compounds, т. 895, с. 162694, feb. 2022. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162694.