KIIRELT KUUMAKS EHK MILLINE KÜTUS ON PARIM?

KIIRELT KUUMAKS EHK MILLINE KÜTUS ON PARIM?

Kõik üksused, kes maastikul tegutsevad, satuvad aeg-ajalt olukorda, kus katlatoit jääb kaugele ning söök ja vesi tuleb ise soojaks teha. Aga milline kütus on selleks parim?

Tekst: nooremleitnant EGERT LAUR, rühmaülem KAAREL PIIP, Kaitseväe Akadeemia lektor

Standardina on üksikvõitlejal kasutada piiritusepõleti, levinud on ka gaasipõletid ning viimastel aastatel on turule ilmunud spetsiaalne põletusgeel. Seetõttu väärib uurimist, kuidas erinevad kütused toimivad, mis on nende eelised ja puudused. Sellel teemal kaitses Eger Laur 2020. aastal Kaitseväe Akadeemias oma lõputöö.

KÜTUSED

Piiritusepõletis kasutatakse denatureeritud piiritust, etanooli, mis spetsiaalsete lisanditega on muudetud joomiskõlbmatuks. Piirituse jaoks on katelokikomplektis väike metallist põleti. Matkapõletites kasutatav gaas on propaani, butaani ja isobutaani segu. Erinevates ilmastikutingimustes kasutamiseks mõeldud gaasisegudes (suvine, talvine, universaalne) on komponentide osakaal erinev. Matkapoodides müüdav gaas on pakendatud mitme suurusega balloonidesse (standardnetokaaluks on 230 g, kuid leidub ka poole suuremaid ja väiksemaid). Gaasi kasutamiseks on saadaval erinevaid põleteid mitmetelt tootjatelt, kuid enamlevinud mudelid on umbes 3 kW võimsusega. Põletites kasutatav geel baseerub samuti etanoolil, kuid sellele on lisatud aineid, mis muudavad selle püdelaks. Geeliga kasutatav põleti sarnaneb piiritusepõletiga, kuid on siiski veidi väiksem ja kergem ning sellel pole düüse. Sisuliselt on tegemist plekk-karbiga, kuhu saab geeli valada.

Vaatamegi nüüd, kuidas kütused erinevatel Eestile tüüpilistel temperatuuridel toimivad. Kuna uurimistöö valmimise aastal oli talv väga heitlik, siis on kõige madalam uuritud temperatuur -5 °C. Et selgitada välja kütuste toimivus talvise sõjapidamise tingimustes, on vaja teha veel kindlasti lisakatseid. Siiski testiti, kuidas süttivad kütused, mis on sügavkülmikus jahutatud paarikümne miinuskraadini.

KATSE LÄBIVIIMINE

Katsete käigus uuriti OÜ Kemet RV denatureeritud piiritust, Biofire matkageeli ning firma Primus suvist (Summer Gas), universaalset (Power Gas) ja talvist (Winter Gas) gaasisegu. Suvist gaasi kasutati vaid temperatuuridel vähemalt +15 °C, mida tootja sellele sobivaks peab. Katsete arvu vähendamiseks testiti temperatuuril +10 °C vaid geeli, ülejäänud tulemused on tuletatavad +5 °C ja +15 °C tulemustest.

Katse sooritamiseks kasutati harilikku Rootsi katelokki, milles aeti keema 0,75 l vett, millest harikult piisab lahingupaarile üheks toidukorraks. Vett keedeti tuule eest varjatud kohas. Vee algtemperatuur oli võrdne välistemperatuuriga. Temperatuuril +5 °C ja alla selle oli algtemperatuur +5 °C. Tuleb arvestada, et kui alustada keetmist lume või jääga, siis kulub aega ja kütust märgatavalt rohkem. Vesi loeti keevaks, kui selle temperatuur oli tõusnud 99 kraadini. Temperatuuri mõõtmise lihtsustamiseks oli katelok pealt avatud. Kui kasutada vee keetmiseks kaanega suletud katelokki, siis läheb vesi keema veidi kiiremini ja kütust kulub mõnevõrra vähem.

Keemiseni jõudmiseks kulunud aeg registreeriti stopperiga ning kulunud kütuse mass digitaalkaaluga (määrates põleti või ballooni massi enne ja pärast keetmist). Juhuslike mõjude ja gaasiballooni tühjenemise arvessevõtmiseks keskmistati kümme mõõtmist samades tingimustes.

AEG

Võitlejat maastikul huvitab kindlasti ennekõike, kui kaua kulub aega, et vesi keema saada. Jooniselt 1 näeme, et erinevates oludes erinevaid kütuseid kasutades on vahed suured. Suvise ilmaga hakkab vesi gaasi kasutades keema juba 4 minutiga, -5 °C juures piiritusepõletiga kulub aga üle 25 minuti. Lühidalt saab öelda, et kõige aeglasem kütus on piiritus ja kõige kiirem talvine gaas. Geelkütuse tulemused jäävad üpris täpselt nende kahe vahele. Jooniselt selgub ka, et talvise gaasi eelis universaalsega võrreldes tuleb välja madalatel temperatuuridel. Sooja ilmaga on sooritused peaaegu identsed. Gaasi puhul tuleb arvestada, et tulemustes on kajastatud kümne soorituse keskmine: täis gaasiballooniga hakkab vesi keema kiiremini kui peaaegu tühjaga.

MASS

Teine küsimus, mis sõduril kahtlemata peas mõlgub, on see, kui palju kilogramme tuleb seljas tassida. Vaatamegi nüüd, mitu grammi kütust on vaja üheks keetmissoorituseks. Jooniselt 2 on näha, et ka siin on erinevused päris suured: toatemperatuuril kulub gaasi umbes 13 g ja madalal temperatuuril geeli ligikaudu 59 g. Temperatuuri langedes kütusekulu muidugi järjest suureneb. Kui temperatuur langeb väga madalale, siis võib tekkida olukord, kus vett ei olegi võimalik keema saada, sest soojuskadu on suurem kui energia, mille põleti suudab anda.

Kõige kergem on kaasas kanda gaasi, umbes kaks korda rohkem kulub piiritust ja veel kaks korda rohkem geeli. Geeli suur kulu on seletatav sellega, et see sisaldab palju lisandeid, mis muudavad geeli omadusi, kuid ei ole ise kütused ja võivad põlemist isegi pärssida. Tuleb siiski tähele panna, et kütuse netomassile lisandub ka taara mass, mis on kõige suurem metallist gaasiballoonil: 230 g gaasi kohta tuleb kaasas kanda ka ballooni, mis lisab umbes 150 g ja muudab brutomassi võrreldavaks piiritusega. Tõsi, gaasipriimustega kasutatakse tihti suurest Rootsi teraskatelokist märksa kergemaid alternatiive, mis gaasile taas eelise annavad.

Tuleb ka märkida, et kütuse mass muutub oluliseks ennekõike siis, kui operatsioonid on pikad ja liikuda tuleb palju jalgsi.

HIND

Nii varustamisega tegelevaid struktuuriüksuseid kui ka neid võitlejaid, kes kütust oma raha eest varuvad, huvitab kindlasti ka see, mis see kõik maksab. Oleme siin kasutanud jaehindu, suurtes kogustes hulgi ostes on kõik kütused kahtlemata odavamad, proportsioonid ning suurusjärgud jäävad samaks.

Tulemused on toodud joonisel 3. Siin ei ole piiritusele vastast, üks sooritus on umbes 3 korda odavam kui universaalset gaasi kasutades ning keskmiselt 7 korda odavam kui geeliga. Gaasi puhul tuleb arvestada, et selle esmaseks kasutuselevõtuks tuleb soetada ka gaasipõleti (jaehinnad algavad umbes 30 eurost), lihtsama geelipõleti hind piirdub mõne euroga.

KÜLMUTAMINE

Kütuste toimimist väga madalatel temperatuuridel uuriti vaid pealiskaudselt. Keskenduti sellele, kui hästi süttivad kütused, mis on jahutatud temperatuurini umbes -20 °C. Selle temperatuuri saavutamiseks kasutati sügavkülmikut. Süütamine toimus toatemperatuuril vahetult pärast kütuse sügavkülmikust välja võtmist. Kütuse süütamine külmutatud piiritusepõletis võttis aega umbes kaks minutit. Et etanool saaks süttida, peab selle temperatuur olema vähemalt 12 °C (leekpunkt), seega tuleb külma piiritust eelnevalt süütevahendiga soojendada. Geel süttis küll koheselt, kuid põlemise levimine üle kogu kütuse pinna võttis umbes 30 sekundit. Selle aja jooksul võib leek näiteks tuule mõjul kergesti kustuda. Gaas süttis samuti koheselt, kuid põlemine oli märksa väiksema intensiivsusega kui sooja ballooniga. Kuna balloonis olev kütus on märksa lähemal oma keemistemperatuurile (propaanil normaalrõhul -42 °C), siis on rõhk balloonis madalam ja seetõttu väljub ka gaas balloonist aeglasemalt. Võib eeldada, et piirituse ja geeli puhul pole temperatuuri mõju põlemiskiirusele nii suur.

Kütuste toimimist madalatel temperatuuridel tuleb veel kindlasti uurida ja katta ära ka Eesti jaoks küllaltki tüüpiline temperatuurivahemik -10 °C ümber.

OHUTUS JA LOGISTIKA

Seda, et piiritusepõletiga tuleb ettevaatlik olla, on ilmselt kõik kuulnud. Süttimisohtlik vedelik võib ümber minnes tulekahju põhjustada. Piirituse leeki on valges raske märgata ja see suurendab ohtu, et kütust lisatakse põlevasse priimusesse, kütuseanum süttib ning laialipaiskunud piiritus kahjustab inimesi ja varustust. Kuigi gaas võib tunduda ohtlik, on tänapäevased ventiiliga varustatud balloonid kasutajale reeglina ohutud, eriti kui arvestada, et välitingimustes valmistatakse toitu hästiventileeritud keskkonnas. Vähese õhuvahetusega kohas võib kiiresti põlev gaas tekitada ohtliku vingugaasi kontsentratsiooni. Ka geeli võib pidada küllaltki ohutuks kütuseks. Kuigi ka selle põhiliseks koostisosaks on etanool, ei valgu püdel geel laiali, samuti on leek paremini nähtav.

Logistikutele valmistab enim mõtteainet üksuste gaasiga varustamine. Gaasi saab transportida vaid ümarates balloonides, mis tähendab täiendavat ruumikulu võrreldes näiteks suure piiritusekanistriga. Vähimaks arveldusühikuks on balloon, mis tähendab, et kui ühel sõduril kulub kahe varustamisperioodi vahel hinnanguliselt veidi üle ühe ballooni kütust, tuleb talle kaasa anda kaks ballooni. Lisaks tekib palju balloonitaarat, mis ei sobi olmeprügi hulka ja on tarvis utiliseerida. Logistika kontekstis tuleks täiendavalt uurida ka seda, kuidas käitub gaasiballoon, kui saab kuulitabamuse. Üldised füüsikalised kaalutlused ütlevad siiski, et süttimisoht ei ole väga suur.

KOKKUVÕTE

Ei ole ühest vastust küsimusele, milline kütus on parim. Uuritud temperatuurivahemikus olid kõik uuritud kütused kasutamiseks sobivad (välja arvatud suvine gaas). Palju sõltub konkreetse üksuse eripäradest. Piiritus on hea ja soodne kütus suurtele üksustele, kuid küllaltki ajakulukas ning kasutamisel tuleb rangelt silmas pidada ohutust. Gaas (vastavalt temperatuurile kas universaalne või talvine) on heaks alternatiiviks eriti just väikestele ja mobiilsetele üksustele, kelle jaoks on tähtsad minutite säästmine ja grammid seljakotis. Peab aga arvestama, et reaalses konfliktis, kus võitlejad ei osta oma gaasi ise matkapoest, võib see tagalaüksustele korralikuks peavaluks kujuneda. Geel on praegu vähekasutatud alternatiiv, kuid väärib kaalumist olukordades, kus peamine on ohutus (näiteks riigikaitselaagrites). Samuti on geeliga vee keetmine umbes kolmandiku võrra kiirem kui piiritusega. Edasist uurimist väärivad tahked kütused, mida praegu kasutatakse vähe, kuid mis arenevad jõudsalt nii kasutusmugavuse kui efektiivsuse poole.

Kõik üksused, kes maastikul tegutsevad, satuvad aeg-ajalt olukorda, kus katlatoit jääb kaugele ning söök ja vesi tuleb ise soojaks teha. Aga milline kütus on selleks parim?

KARRI KAAS