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模友们相必都看过《红色尾翼》，这里不讨论影片中的穿帮空战技巧，只讨论是什么技术能让P-51D野马能够拥有足够惊人的航程，能够为轰炸机护航到柏林。
这就是‘贫油燃烧’技术，简而言之就是使发动机使用更少的燃油达到相同功率，它是一项复杂的石油化工添加剂科学，这里转载一篇介绍此项技术的文章，供大家参考。
P-51D出现之前，战斗机的航程实在过短，而重量级的P-47及P-38在护卫任务上不尽理想，因此轰炸机最后的1/3航程必须在没有任何护卫机下，顶着德军地面部队的枪林弹雨和德国空军战斗机的追杀维持队型进行轰炸，这样虽然有时能炸毁目标，不过轰炸机的损失也很可观，在所谓的"黑色星期四"中，出击的330架轰炸机甚至有高达100架被击落，另外有多机重创而在回到英国后直接报废。有了P-51的护卫，轰炸机可以减少来自德国空军战斗机的威胁而专心对目标进行轰炸，进而给德国带来毁灭性的打击。赫尔曼·戈林在战后接受访问时曾说：“当我看到P-51在柏林上空时，我知道大势已去！”
从1912年开始，火花塞点火的内燃机压缩比被一种突然出现的“爆燃”现象所束缚，爆燃也叫爆震很快就毁坏发动机，在使用低辛烷值燃料的时候，发动机会发出很大的响声像被敲打一样，工程师们一开始把原因归咎于带电子自动打火的电池点火装置，他们也知道克服了爆燃现象之后发动机功率和效率都会有很大提高。Kettering安排Thomas Midgley, Jr.去研究造成爆燃的根本原因。他们使用了一台Dobbie-McInnes压力记录仪发现爆燃并不是先前所设想的提前点火造成的，而是由于点火后压力的猛烈提升。压力记录仪不能胜任进一步的研究，Midgley和Boyd发展了一种高速摄像机来拍摄到底发生了什么，还发展了“撞击指示器”来测量爆燃的程度。Ricardo通过一种可变压缩比的发动机发展了一种新概念"HUCF",即“最高使用压缩比”。但是他的指标不是绝对的，还有很多其他因素，例如 点火时间，清洁度，火花塞位置，发动机温度等等。1926年1926 Graham Edgar提议使用两种碳氢混合物来衡量燃油的抗爆燃能力，也就是“正庚烷”和他首先合成的“2,4,4-三甲基色氨酸 戊烷”,今天也称作“异辛烷”。 选择这两种烃的原因是2者的挥发性类似，比例从0：100到100：0之间都不会出现明显的挥发性差别。
爆燃到底是怎么一回事？ 简单来说就是火花塞点火后，燃烧室的燃油/空气混和物从火花塞那里开始燃烧，直到远离火花塞的油气混和物也随着火焰的到来而燃烧，但是如果那些油气混和物在火焰到来之前就开始燃烧，即自发点火，火花塞点燃的火焰和自发点火形成的火焰同时扩散，缸内压力迅速猛增，提前到达压力峰值，降低了发动机出力，引起了过热问题，爆燃现象就出现了，造成发动机在几分钟内就废掉。这种现象的原因是低辛烷值的燃油在被压缩后的高温高压情况下更容易自发点火，也就是比高标号燃油更容易燃烧，通俗一点就是说我们要使用那些能在高温高压下挺住不自动燃烧而等火花塞点燃的火焰到来之后才燃烧的燃油，也就是自动点火温度值高的燃油。
历史上曾有过纷繁复杂的燃油标号标准，今天的共识是没有一种标准能涵盖所有情况。
区分各种燃油的最重要指标是“研究法辛烷值”（Research Octane Number，即RON），也叫辛烷等级（octane rating），用来衡量燃油的抗爆燃能力，87号燃油的含义就是其抗爆燃能力与含有87% 异辛烷和13%正庚烷的混合物相同，毫无疑问，异辛烷的抗爆燃能力很强；100号燃油的抗爆燃能力和纯异辛烷无异；而130号汽油的抗爆燃能力是纯异辛烷的1.3倍，超过100号其实就是性能指数，不能理解为异辛烷含量了，因为那比纯异辛烷的抗爆能力还要强，但这是如何做到的？ 答案是燃料添加剂，异辛烷当然不是最能抗爆的成分，竞速用的AVgas以及LPG（液化气）通常有110甚至高得多的抗爆指数。
还有一种指标叫做“发动机辛烷值”（Motor Octane Number，即MON），这个指标的衡量汽油负载下的性能表现时效果更好，也是建立在正庚烷和异辛烷混合物基础上。现代燃油的MON比RON低10个点左右，事实上，燃油分级同时需要这两个指标。在欧洲和澳洲，使用RON,在美国和其他一些国家，使用RON和MON的平均值，称之为DON，也就是说美国87号汽油，在欧洲被标注为92号。
1930年代，RON很流行，当时几乎不考虑MON，而1990年代，MON更被看重，1947年RON才被正式核准，虽然从1942年开始就被非官方地使用了。MON的标准更严格一些，测试了持续高速运转高负载推进下的燃油抗爆燃能力；RON测试的是典型的温和推进条件下的燃油抗爆燃力，自然，MON数值上要比RON低，因为MON和RON的油气混和物温度和引擎转速等测试条件是不同的，所以出现了差异，RON - MON = 敏感度。1960年代，德国发动机厂商发现本国发动机在高速公路上长途高速运转时（类似MON测试条件）自动损坏了，原因就是当时只使用RON标准，而燃油MON指标偏低。
上面提到燃油添加剂，铅就是一种，最初是A.H. Gibson and Harry Ricardo（英国）and Thomas Midgley and Thomas Boyd （美国）研究出来的，到了1920年代，含铅汽油得到广泛应用，也产生了更强大的发动机，最流行的添加剂是四乙铅（tetra-ethyl lead）。但是含铅汽油污染环境，所以1980年底含铅汽油逐步淘汰，现在流行的是芳烃，醚醇（通常是乙醇和甲醇）。
其实高辛烷值的燃油更不容易燃烧，采用高辛烷值以后，发动机可以使用更高的压缩比而不会发生爆燃，高压缩比往往意味着更高的功率，这也是高性能发动机需要高辛烷值的原因。需要注意的是，发动机功率也和燃料的热值有关，而热值与辛烷值并不是简单的正比关系。有些人认为使用更高辛烷值燃料会让发动机功率提高或者省油，这是错误的想法，发动机还是使用符合设计指标的燃油最好。高辛烷值的液化气的热值比低辛烷值的燃油低，所以发动机烧液化气会降低功率，但是我们调整发动机的压缩比的话，因为使用液化气造成的功率降低可以被克服。
下面我们回到二战时期的辛烷值问题上。德国几乎所有的原油都是来自罗马尼亚，罗马尼亚是“低芬芳”原油的供应者，蒸馏之后，得到DON值为87号，即RON值92号，MON值为82号。这里需要注明的是，产自罗马尼亚优质原油的成品油标号仍然偏低，即使二战德国有充足的优质罗马尼亚原油供应，也并不意味着德国有高标号航空燃油。N粹德国同时也建立了巨大的蒸馏工厂来生产煤制燃油。在美国，原油品质不那么好，石油公司于是投入巨资来研发各种各样的添加剂，因祸得福，二战中美国通过更多的添加剂来获得不断提升辛烷值的燃油。这里需要说明的是，石油资源再丰富，高标号汽油也不会从地上冒出来或者通过一般的蒸馏酒就能得到，没有发达的化学工业，高标号燃油根本就是水中月，根据日本科技史名宿汤浅光朝的研究，美国从1920年起就取代德国成为世界科技中心，对化学来说也是如此。而德国依赖于罗马尼亚优质原油，没有这种添加剂工业，他们不得不通过不断放大发动机排气量来获取更大的功率。
根据Antony C. Sutton所写的《WALL STREET AND THE RISE OF HITLER 》一书中的资料，在1938年，德国空军急需500吨四亿铅添加剂，美国杜邦公司经过认真考虑，认为这样的需求肯定是用于战争目的，最终这批四乙铅通过纽约Ethyl出口公司借给了德国的Ethyl G.m.b.H.，这比交易N粹德国航空部以及法本公司董事Mueller-Cunradi安排的。根据战后缴获的法本公司的文件，德国国防军直接得到了美国四乙铅添加剂技术，德国人省略了大量研发经费和时间：Since the beginning of the war we have been in a position. to produce lead tetraethyl solely because, a short time before the outbreak of the war, the Americans had established plants for us ready for production and supplied us with all available experience. In this manner we did not need to perform the difficult work of development because we could start production right away on the basis of all the experience that the Americans had had for years.
再谈合成燃料，其实德国的合成燃料也有美国的份。标准石油公司，洛克菲勒持有1/4的（控制）股份，也协助了N粹德国的备战，因为德国的原油供应不足，难以支撑现代机械化战争，例如1934年多达85%的德国成品油需要进口。N粹德国的对策就是从本国丰富的煤炭资源中制取合成汽油，正是合成汽油生产过程中的加氢化工艺和异辛烷化流程让德国在1940年走向了战争，而这种加氢化工艺是美国标准石油公司的实验室和德国法本化工合伙研发和负担经费的。1929年11月，标准石油和法本公司合作研发合成汽油的公司在美国新泽西标准石油公司的管理下成立，标准石油公司持有大部分股份，也控制了技术部门，总之，煤制合成汽油的研发工作在美国境内，在标准石油的厂房内，在标准石油的资助下。合成汽油的研发成果给了德国法本公司，并使德国的闪电战成为可能。法本公司的备忘录中写道：与美国标准石油公司达成协议是必须的，无论从技术上，经济上，还是财政上。从技术上讲，用于未来研发的专门技术经验只有在大型石油公司才有，德国没有这样的公司；从经济上讲当时德国没有经济控制，那些石油巨头在市场上打价格战，法本必须避免与之竞争；从财政上讲，法本已经花费了巨额研制费用，为了减轻财政压力，腾出资金来研制最新技术，例如丁纳橡胶。
关于异辛烷，法本公司的备忘录写道：由于美国花费了几十年的时间研究发动机燃油，他们已在质量控制的知识上领先了我们。特别是他们花费了巨额资金研制出了很多测试燃油的方法，远在他们得知我们的加氢化知识以前，他们已经认识到异辛烷的抗爆燃优点。 一个很简单的事实证明：在美国燃油按照辛烷值来分等级，异辛烷作为最好的燃油标号为100，与他们达成协议后，这些知识就都是我们的了，可以省去我们很多精力，而且能防止我们犯很多错误。特别在异辛烷问题上，我们欠美国人很多，我们根据美国人信息可以在自己的研发中收获颇多，而且我们现在还在不断获得美国人在生产过程和进一步研发的情况。
就在战争爆发前期，一种生产异辛烷的新式方法在美国被发现；在初步阶段的烃化同时异构化。这个处理过程，事实上完全是美国人搞出来的，通过与他们的合作协议，我知晓了每一个独立步骤的细节，并且（在战争中）得到了非常广泛的应用。
总而言之，德国无论在燃油添加剂和合成汽油方面都得到了美国的大量帮助，可以说没有这些美国技术，德国发动的闪电战将不可想象。那么得到了英美燃油技术的德国，其航空燃油品质到底如何？有人认为德国主要的合成燃油B4才87号，c3也不过97号，与英美动辄130甚至150的相比，差距极大，所以德国战斗机喝的是“劣质油”，情况真是这样吗？看看战后美国海军和英国对德国航空燃油的研究报告，就知道答案了。
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发表于 2013-4-26 12:23
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航模，要面向涵道，面向重油，面向现代化！航模，应该代表着一个国家的最先进生产力！
