航空ガス

100LL（「ワンハンドレッド・ロー・リード」と発音）には、100/130（グリーン）航空ガソリンで許可されているテトラエチル鉛の最大半分が含まれている可能性があります。^{[ 16 ] [ 39 ]}

1990年代後半に開発された低出力（100～150馬力または75～112キロワット）の航空エンジンの中には、無鉛ガソリンと100LLで動作するように設計されたものがあり、 Rotax 912はその例である。^{[ 20 ]}

自動車用ガソリン（航空関係者の間ではモガスまたはオートガスとして知られている）のうちエタノールを含まないものは、自動車用ガソリンの追加型式証明（STC）を取得している認証済み航空機、実験用航空機、および超軽量航空機で使用できます。エタノール以外の酸素添加剤も承認されていますが、これらのSTCではエタノール入りガソリンは禁止されています。エタノール処理されたガソリンは相分離を起こしやすく、これは軽飛行機が通常の飛行中に経験する高度/温度変化によって非常に起こりやすいです。このエタノール処理された燃料は燃料システムに水が浸入し、飛行中のエンジン故障を引き起こす可能性があります。さらに、相分離した燃料は、吸水プロセスでエタノールが失われるため、オクタン価の要件を満たさない部分が残る可能性があります。また、エタノールは「ガソホール」燃料より前に製造された航空機の構造材料を腐食する可能性があります。これらの適用可能な航空機のほとんどは、もともと80/87の航空ガソリンで動作するように認証された低圧縮エンジンを搭載しており、通常の87アンチノック指数自動車用ガソリンのみを必要とします。例としては、人気の高いセスナ172スカイホークや、ライカミングO-320の150馬力（110kW ）型を搭載したパイパー・チェロキーなどが挙げられます。  

航空機エンジンの中には、元々91/96の航空ガソリンを使用して認証されたものがあり、91アンチノックインデックス（AKI）の「プレミアム」自動車用ガソリンを使用するためのSTC（型式証明補足）が取得されています。例としては、160馬力（120kW ）のライカミングO-320または180馬力（130kW ）のO-360を搭載したチェロキーや、O-235を搭載したセスナ152などがあります。一般的な自動車用燃料のAKI値は、エンジンの認証に使用された91/96の航空ガソリンと直接対応しない場合があります。これは、米国の自動車用ポンプでは、ガソリンスタンドのポンプに表示されている「（R + M）/2」平均自動車用オクタン価評価システムを使用しているためです。感度はおよそ8～10ポイントであり、これは91 AKI燃料のMONが86程度まで低下する可能性があることを意味します。エンジンと機体の組み合わせに対するSTC（型式証明補足）を取得するために必要な広範な試験プロセスは、対象となる航空機において、91 AKI燃料が通常の条件下で十分なデトネーションマージンを提供することを保証するのに役立ちます。    

自動車用ガソリンは多くの航空機において航空ガソリンの完全な代替品とはなり得ない。なぜなら、多くの高性能および/またはターボチャージャー付き航空機エンジンは100オクタン燃料を使用するように設計されており、低オクタン燃料を使用するには改造が必要となるからである。^{[ 40 ] [ 41 ]}

一般航空機のエンジンの多くは、80/87オクタン価の燃料で稼働するように設計されており、これは今日の北米の自動車における標準燃料（無鉛ガソリンのみで、オクタン価87）とほぼ同等です。追加型式証明（STC）を取得することで、自動車用燃料で稼働するように直接改造することはかなり一般的です。しかし、航空機エンジンの製造に使用される合金は、その耐久性と鉛の保護特性との相乗効果を考慮して選ばれており、自動車用ガソリンへの改造ではバルブの摩耗が潜在的な問題となる可能性があります。

幸いなことに、自動車用ガソリンに改造されたエンジンの豊富な実績から、自動車用ガソリンが原因で発生するエンジントラブルはごくわずかであることが分かっています。より大きな問題は、自動車用ガソリンの許容蒸気圧の範囲が広く、かつ高いことです。燃料システムの設計上の考慮事項が考慮されていない場合、航空機のユーザーにリスクをもたらす可能性があります。自動車用ガソリンは燃料ライン内で気化し、ベーパーロック（ライン内の気泡）や燃料ポンプのキャビテーションを引き起こし、エンジンへの燃料供給を阻害する可能性があります。これは克服できない障害ではなく、燃料システムを点検し、高温から適切に保護し、燃料ライン内の圧力を十分に維持するだけで済みます。これが、特定のエンジンモデルと、それが搭載される航空機の両方が、改造のために追加の認証を受ける必要がある主な理由です。その好例として、高圧縮160馬力または180馬力（120kWまたは130kW ）エンジンを搭載したパイパー・チェロキーが挙げられます。自動車燃料STCの適用対象となるのは、エンジンカウルや排気口の配置が異なる後期型の機体のみであり、その場合でも燃料システムの改造が必要となる。  

ベーパーロックは、エンジンに取り付けられた機械式燃料ポンプが、ポンプよりも低い位置にあるタンクから燃料を吸い上げる燃料システムでよく発生します。燃料ライン内の圧力が低下すると、自動車用ガソリンの揮発性の高い成分が蒸発し、燃料ライン内に気泡が発生して燃料の流れが阻害されることがあります。燃料噴射式自動車で一般的に行われているように、燃料タンク内に電動ブーストポンプを取り付けて燃料をエンジンに送り込む場合、燃料ライン内の燃料圧力は周囲圧力よりも高く維持されるため、気泡の発生を防ぐことができます。同様に、高翼機のように燃料タンクがエンジンよりも高い位置にあり、燃料が主に重力によって流れる場合、航空燃料でも自動車用燃料でもベーパーロックは発生しません。自動車の燃料噴射式エンジンには、通常、未使用の燃料をタンクに戻す「燃料戻り」ラインがあり、これによりシステム全体で燃料の温度が均一化され、ベーパーロックが発生する可能性がさらに低減されます。

自動車用ガソリンは、気化ロックの可能性に加えて、航空用ガソリンと同じ品質追跡機能を持っていません。この問題を解決するために、82ULとして知られる航空燃料の規格が開発されました。これは基本的に自動車用ガソリンに品質追跡機能と許容される添加剤の制限を追加したものです。この燃料は現在生産されておらず、どの精製業者も生産を約束していません。^{[ 14 ]}

Rotax社は、 Rotax 912エンジンの燃料に最大10%のエタノール（自動車用E10燃料と同様）を混合することを許可しています。燃料システムにアルコールを許容するようにメーカーが指定している軽スポーツ航空機は、最大10%のエタノールを使用できます。^{[ 20 ]}

燃料染料は、地上クルーやパイロットが燃料の等級を識別および区別するのに役立ちます^{[ 13 ]} 。ほとんどはASTM D910またはその他の規格で規定されています^{[ 16 ]} 。 燃料用の染料は、一部の国で義務付けられています^{[ 42 ]。}

Hjelmco Oilは、80ULの成功を受けて、2003年にヨーロッパで初めて無鉛Avgasグレードを導入しました。^{[ 59 ]}このグレードのAvgasはASTM D7547を満たすように製造されています。^{[ 60 ]}多くの一般的なLycomingエンジンはこの特定のグレードのAvgasで動作することが認証されており、^{[ 22 ]} Cessnaは多数のピストンエンジン機でこの燃料の使用を承認しています。^{[ 61 ]}この燃料は、機体も認証されているかどうかに関わらず、エンジンが使用認証されているヨーロッパ^{[ 62 ]}または英国^{[ 63 ]のどの航空機でも使用できます。}

エアワーシー・オートガス社は2013年にライカミングO-360-A4Mエンジンでエタノールフリーのアンチノック指数（AKI） 93のプレミアム自動車用ガソリンをテストした。この燃料はライカミングサービス指示1070およびASTM D4814に基づいて認証されている。^{[ 64 ]}

無鉛94モーターオクタン燃料（UL94）は、基本的に鉛を含まない100LLです。2009年3月、Teledyne Continental Motors（TCM）は、100LLの最良の代替品となる可能性のある94UL燃料のテストを実施したと発表しました。この94ULは、蒸気圧を含むavgas規格を満たしていますが、すべてのコンチネンタルエンジンまたはすべての条件下でのデトネーション特性について完全にテストされていません。飛行テストは、Beechcraft Bonanzaに搭載されたIO-550-Bで実施され、地上テストは、Continental O-200、240 、 O -470、およびO-520エンジンで実施されました。2010年5月、TCMは、業界の懐疑的な見方にもかかわらず、94ULの開発を進めており、認証は2013年半ばに取得される見込みであると表明しました。^{[ 65 ] [ 66 ]}

2010 年 6 月、ライカミング エンジンズは94UL に反対の意を表明した。同社のゼネラル マネージャーであるマイケル クラフト氏は、航空機の所有者は 94UL でどれだけの性能が失われるかを認識しておらず、94UL を追求するという決定は航空業界に数十億ドルの損失をもたらす可能性のある間違いであると述べた。ライカミングは、業界は代わりに 100UL を追求すべきだと考えている。ライカミングの立場は、低オクタン価燃料では運航できない航空機の所有者を代表する航空機タイプ クラブによって支持されている。2010 年 6 月、アメリカン ボナンザ ソサエティ、マリブ ミラージュ オーナーズ アンド パイロット アソシエーション、シーラス オーナーズ アンド パイロット アソシエーションなどのクラブは、この問題に関して自分たちの意見を代表し、無鉛 100 オクタン 航空ガソリンを推進するために、共同でクリーン 100 オクタン コアリションを結成した。^{[ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}

2015 年 11 月、UL94 は、UL91 無鉛航空ガソリンを規定する規格である ASTM D7547 に、二次グレードの無鉛航空ガソリンとして追加されました。UL91 は現在ヨーロッパで販売されています。UL94 は、モーター オクタン価が低い( UL94 の最低オクタン価は 94.0、100LL の最低オクタン価は 99.6) ことと、鉛の最大含有量が少ないことを除いて、100LL と同じ規格特性制限をすべて満たしています。UL94 は無鉛燃料ですが、すべてのASTM International無鉛ガソリン規格と同様に、意図せず添加された鉛のごくわずかな量が許容されています。^{[ 60 ]}

2016年5月以降、現在Swift Fuelsの製品であるUL94は、米国の数十の空港で販売されています。Swift Fuelsはヨーロッパでの販売契約を結んでいます。^{[ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]}

UL94 は 100LL の完全な代替品として意図されたものではなく、グレード 80 の航空ガソリン (またはそれ以下)、UL91、または自動車用ガソリンでの運用が承認されているエンジンなど、オクタン価の低いエンジンを搭載した航空機の代替品として設計されています。現在の一般航空ピストンエンジン搭載航空機の最大 65% は、エンジンまたは機体の変更なしに UL94 で運用できると推定されています。ただし、一部の航空機では、 UL94 での運用を許可するためにFAA承認の追加型式証明(STC) を購入する必要があります。^{[ 72 ] [ 74 ] [ 75 ]}

UL94は最低モーターオクタン価（MON、航空ガソリンの等級付けに使用されるオクタン価）が94.0です。100LLは最低MONが99.6です。^{[ 16 ] [ 60 ]}

AKIは、米国のすべての自動車用ガソリンのオクタン価を表す指標であり（ガソリンスタンドでよく見られる値は87、89、91、93など）、Airworthy AutoGas社の93UL燃料も同様にAKIで表されます。

Swift Fuels社が販売するUL94の最低AKI値は98.0です。

ASTM D7547 に UL94 が追加されるのと同時に、FAA は特別耐空性情報速報 (SAIB) HQ-16-05 を発行し、「UL94 はグレード UL91 avgas で運用することが承認されている航空機およびエンジンの運用制限を満たしている」と述べている。これは、「仕様 D7547 を満たすグレード UL94 avgas は、 仕様 D7547 を満たすグレード UL91 avgas で運用することが承認されている航空機およびエンジンで使用しても許容される」ことを意味する。^{[ 76 ]} 2016 年 8 月、FAA は SAIB HQ-16-05 を改訂し、グレード 80/87 を含む、最低モーター オクタン価 80 以下で運用することが承認されている航空機およびエンジンで UL94 を使用することの許容性に関する同様の文言を追加した。^{[ 77 ]}

SAIBの発行、特に2016年8月の改訂版の発行により、Swift Fuelsが販売していたUL94 STCの多くが不要になった。これは、STCの承認モデルリストに掲載されている航空機の大部分が、80オクタン以下の航空ガソリンを使用するように型式認証されているためである。

2017年4月6日、ライカミング・エンジンズはサービス指示書1070Vを発行し、数十のエンジンモデルにUL94を承認燃料グレードとして追加しました。そのうち60%はキャブレター式エンジンです。排気量が235、320、360、540立方インチのエンジンが、UL94が承認されたモデルのほぼ90%を占めています。^{[ 22 ]}

Swift Fuels, LLC は、インディアナ州にあるパイロットプラントで試験用の燃料を製造する許可を取得しました。約 85% のメシチレンと 15% のイソペンタンで構成されるこの燃料は、無鉛 100LL 代替燃料に関する新しい ASTM D7719 ガイドラインに基づいて認証を受けるために、FAA による広範な試験が予定されていると報じられています。同社は最終的に再生可能なバイオマス原料からこの燃料を製造する予定であり、100LL や現在入手可能な代替燃料と価格競争力のあるものを生産することを目指しています。Swift Fuels は、以前は 100SF と呼ばれていたこの燃料が、2020 年までに「高性能ピストンエンジン航空機」向けに利用可能になると示唆しています。^{[ 71 ]}

ジョンとメアリー・ルイーズ・ルセックは、再生可能燃料と水素燃料電池を開発するために、2001年にSwift Enterprisesを設立しました。彼らは2006年に「Swift 142」の試験を開始し^{[ 78 ]} 、バイオマス発酵から得られる非アルコール系燃料の代替品をいくつか特許取得しました。^{[ 79 ]}その後数年間、同社はより大規模な試験に十分な燃料を生産するためのパイロットプラントの建設を目指し^{[ 80 ] [ 81 ]}、FAAに試験用の燃料を提出しました。^{[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]}

2008 年、技術ライターで航空愛好家のRobert X. Cringelyによる記事が燃料に注目を集め、AOPAの Dave Hirschmanによる Swift 燃料でのクロスカントリー飛行も同様に注目を集めた。 ^{[ 86 ] Swift Enterprises の主張によれば、この燃料は最終的には 100LL よりもはるかに安価に製造できるとのことだが、}航空業界の報道ではその点が議論されて^{いる。[ 82 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]}

FAA は、Swift Fuel のモーター オクタン価が 104.4、質量あたりのエネルギーが 100LL の 96.3%、体積あたりのエネルギーが 113% であり、有鉛航空燃料の ASTM D910 規格のほとんどを満たしていることを確認した。2 基の Lycoming エンジンでのテストの後、FAA は、デトネーション テストで 100LL よりも優れた性能を発揮し、体積あたり 8% の燃料節約が実現すると結論付けたが、重量は100LL より1 ガロンあたり 1 ポンド (120 g/L)重い。GC – FIDテストでは、この燃料は主に 2 つの成分で構成されており、1 つは重量比で約 85%、もう 1 つは重量比で約 14% であることが示された。^{[ 94 ] [ 95 ]}その後まもなく、AVweb は、 Continental がいくつかのエンジンでこの新しい燃料を使用するための認証プロセスを開始したと報じた。^{[ 96 ]} 

2009年から2011年にかけて、100SFはASTM Internationalによって試験燃料として承認され、同社は認証試験を進めることができた。^{[ 97 ] [ 98 ]} FAAによる試験に合格し、^{[ 99 ]}パデュー大学による試験に合格し、^{[ 100 ]}高オクタン価グレードUL102のASTM規格D7719に基づいて承認されたため、同社は非実験用航空機でより経済的に試験を行うことができた。^{[ 101 ]}

2012年、Swift Fuels LLCは石油・ガス業界の経験を取り入れ、生産規模を拡大し、燃料を市場に投入するために設立されました。2013年11月までに、同社はパイロットプラントを建設し、そこで燃料を生産する許可を取得しました。^{[ 102 ]} 2013年に承認された最新の特許は、発酵可能なバイオマスから燃料を生産する方法を説明しています。^{[ 103 ]}

FAAは、2016年夏から始まるPAFIイニシアチブのフェーズ2テストにUL102を2年間割り当てた。^{[ 104 ]}

2010年2月、General Aviation Modifications Inc. (GAMI) は、100LL の代替燃料として G100UL (「無鉛」) を開発中であると発表した。この燃料は既存の精製製品をブレンドして作られ、100LL と同等の爆発マージンが得られる。この新しい燃料は 100LL よりわずかに密度が高いが、熱力学的出力は 3.5% 高い。G100UL は 100LL と互換性があり、航空機の燃料タンクで混合して使用できる。^{[ 90 ] [ 31 ] [ 105 ]}

2010年7月に行われたデモンストレーションでは、G100ULは最低仕様を満たすだけの100LLよりも優れた性能を発揮し、平均的な量産型100LLと同等の性能を発揮した。^{[ 106 ]}

G100ULは、2021年7月のエアベンチャーで連邦航空局により補足型式証明書が発行され承認されました。STCは当初、ライカミングエンジン搭載のセスナ172モデルにのみ適用されました。同社は、小売価格は100LLよりも1ガロンあたり0.60～0.85米ドル高くなると予想していました。^{[ 56 ]}これは後に1ガロンあたり1.00米ドルに修正されました。^{[ 31 ]}

2022年、AVwebのポール・ベルトレッリは、FAAがG100ULの広範な認証を遅らせ、より多くのエンジンへの燃料承認を遅らせ、G100ULが10年以上評価されているにもかかわらず、無鉛燃料の探索を再開するためにEAGLEに8000万ドル以上を費やしていると報告した。^{[ 107 ]}

2022 年 9 月、FAA は驚きの発表で、すべてのピストンエンジン航空機およびエンジン組み合わせでの燃料の使用に関する STC を承認しました。2023 年 2 月、GAMI は、航空機所有者が燃料が利用可能になったときに使用できるようにするための補足型式証明書の販売を開始しました。^{[ 108 ] [ 109 ]} 2024 年 4 月、GAMI は 100 万ガロンの G100UL が生産されたと発表しました。米国での燃料の供給は、2024 年半ばまでにカリフォルニア、ワシントン、オレゴンの空港で、2026 年までにその他の地域で利用可能になると予測されていました。^{[ 32 ] [ 31 ] [ 108 ] [ 109 ]}

2024年12月、カリフォルニア州の一部の空港でG100ULが利用可能になった直後、ユーザーから燃料漏れ、塗料の汚れ、塗料の剥離が報告され、材料の適合性に関するいくつかの懸念が生じた。^{[ 110 ]}

2013年12月、シェル石油は、無鉛100オクタン燃料を開発し、FAAの試験に提出し、2～3年以内に認証を取得する予定であると発表した。^{[ 111 ]}この燃料はアルキレートをベースとし、芳香族添加剤パッケージが含まれている。その性能、製造性、価格に関する情報はまだ公表されていない。業界アナリストは、既存の100LLと同等かそれ以上の価格になる可能性が高いと指摘している。^{[ 112 ]}

2018年、LyondellBasellと、モータースポーツ燃料の老舗メーカーであるVP Racing Fuelsは、ピストンエンジン航空機用の無鉛燃料の開発に参加する意向を発表した。FAAによると、2024年12月現在、試験はフェーズ4に達している。^{[ 113 ]}