[轉載]世界大戰時的美國航空汽油發展

[wl00669773 (Jerry shou)]

來源: https://goo.gl/E61RQq
已經作者ACUMV(綽號蟹總)同意轉載

本來就有打算轉載一些對岸我覺得水準不錯的文章過來分享
恰好上面有人討論到日本飛機及用油的話題
就先轉幾篇過來
如果大家喜歡我就多轉一些 不喜歡就不轉了...

對於航空汽油 貧富油標號的解釋在正文下方
-----正文
1939年戰爭開始時只有美國有能力生產100號汽油。英國人則主要從美國購買。這個時候
雖然性能值還沒廣泛用於表示汽油性能。但是英國人要求汽油有100/125的水平。
39到40年，供應商的100號汽油用提煉汽油經過熱酸、磷酸、烷化處理，才能達到125性能
值的水準。
大概1941年9月，陸海軍總之同意了增加100號汽油裡面的鉛濃度，從每美加3毫升提高到4
毫升。這可以增加25%產量，因為對烷基化物的需求減少了，這種東西比較稀缺。
這個改變和新煉油廠將日產量從65萬加侖提高到到200萬加侖，煉油廠不再需要那麼好的
提煉汽油，也不用太多烷基化物加工。正好珍珠港被炸了，汽油產量得以滿足擴軍計劃。

因為羅斯福計劃建立5萬架飛機的空軍，對汽油的需求就驟增了。 1940年7月的時候，美
國已有產能可以每天生產65萬加侖100號汽油。 NACA估計這個5萬架飛機的空軍計劃每天
要800萬加侖汽油，估算基礎是陸軍和海軍代表提供的數據。這個在當時來講多少有點放
衛星。所以陸海軍同意先期目標是每天300萬加侖產量。到了戰爭末期的產量已經到達了
每天2500萬加侖，當然這個時候美國兩個航空兵的飛機數量早就超過了50000。

41年英國人還在懷疑100號汽油的性能值夠不夠125，不過這個很快就會解決。
珍珠港之後100/125號汽油才作為一種標準確定。此前因為陸軍和海軍只要求貧油標號到
100，不怎麼管富油性能。結果是美國自己供應的汽油從100/104到100/130都有。

美國幾個發動機公司在用100/120號做發動機，但是有時部隊收到了100/104號，這種時候
富油運轉立刻就出了問題，不得不限制功率。終於自己也被坑了之後，給英國定的
100/125和美國的汽油被統一到了100/130號。這就是戰爭中期開始英美的標準汽油。


另外一邊，美國的汽油發展上，提煉汽油經過烷基化物加工可以達到接近110/130的水平
，但是很浪費烷基化物。
所以催化裂化的芳烴汽油就成了理想的100/130素材，因為供應量很高。

芳烴又搞出另一個毛病，早期的自封閉油箱是按照以前的100號汽油設計的，那些汽油裡
面經常只有2%芳烴。
現在供應的汽油裡面芳烴比例可能高達40%，。油箱上用的橡膠內襯很快就會膨脹解體，
讓油箱沒法使用。其實100/125號開始供應時就立刻造成了麻煩，這種汽油最高有20%芳烴
。

然後只好改善油箱本身，橡膠要增塑，並且按照40%芳烴比例測試一切要和汽油接觸的部
件。陸海軍確實責備了芳烴，把各種責任都扣在它身上。尤其是100/130對芳烴比例沒做
限制，但是熱值的限制間接將芳烴比例控制在20%左右。

1942年早期，100/130號汽油的生產原料不足。美國開始尋找各種手段增強庫存汽油的富
油性能，這些庫存汽油的貧油水平能夠達到標準。
很多實驗室在研究芳香胺類有沒有效果，這種東西有增強富油性能的潛力
，但是不能改善貧油性能，甚至可能在某種程度上降低其性能。
不過陸軍高層還是決定搞一個芳香胺類的項目。

結果是往汽油內加入二甲苯胺（一種芳香胺類），這產生了95/130號汽油，或者說大概95
號。汽油內包括1%二甲苯胺。提高了庫存汽油性能值，但是降低了標號。這種汽油只在國
內使用，不用於作戰。
這種東西也造成了一堆麻煩，但是遠比當初引入TEL的時候小，
如在寒冷地區的啟動，要求往滑油裡面加汽油，二甲苯胺造成潤滑油問題。
但總而言之不是太嚴重。

100/130的含鉛量已經達到每美製加侖4.6毫升，而英國人還需要更強力的汽油。
美國人先做了兩種測試用的汽油，OPC-1和OPC-2，指標大約是100/140#。本來想按照
100/130的生產率生產這兩種汽油，但是在測試中它們的性能表現比100/130沒有明顯提高
，就開始轉向其他方向。

英國的做法是往100/130裡面加入2%到2.5%甲基苯胺，同時含鉛量增加到每美加6毫升，這
造就了100/150號。
同時美國另有一種做法是加入3%二甲苯胺，做出的也算是100/150。這種汽油在美國進行
了很多測試，但是仍然沒投入作戰使用。
帶二甲苯胺的汽油在美國引起了很多爭論，總之它能提高性能，但是維護上要麻煩些。
直接加添加劑的方式可以讓100/130產能全部轉為100/150，
當然並不是所有飛機都要用到這麼高標號的汽油。


陸航和海航在測試100/150之前已經開始希望以後的汽油能同時提高貧油性能和富油性能
，最後的結果就是115/145號，在歐洲戰爭結束時開始供應。
此前包含芳香胺類的汽油在使用時已經需要增加維護量，而100/150也有預燃燒的傾向。
這個毛病，例如在灰背隼上可能將增壓器機匣炸壞。

海航對提高巡航航程很有興趣，但是100/150對這點毫無幫助，
且他們也不怎麼喜歡二甲苯胺。
陸航早已給護航戰鬥機配給了100/150，但是不能解決所有問題。
陸航也開始有興趣（提高貧/富油性能）後，兩軍成立了一個聯合項目組。
出於配合，海軍也降低了貧油要求，他們本來希望有120#的水平，現在指標要求是115/145。

如果發動機調整適當，115/145的巡航航程可以提高至少4%到5%。歐洲勝利日之前這種汽
油進入生產。
115/145要求更多烷基化物，所以與100/150不一樣，每生產1加侖新汽油，就要少生產大
概2加侖100/130。

最後一個問題是小排量發動機對貧油性能要求更低。對於英美來講最典型的就是灰背隼和
V-1710。如果這類發動機更為普及，而不是那些更大排量的發動機（主要是氣冷），可以
減少對烷基化物的需求。這類發動機上大概90/130#的汽油表現，在大排量發動機要求
100/130#的水平才能相當。


正文結束
補充文內的討論提及的內容
Q: 按照貧油/富油這個格式，德三的C3和B4分別是多少?
A:C3從94/110漲到43年的97/125，B4一直是87-91，標號太低不給性能值。再更早期的汽
油性能值反而會比辛烷值低，缺乏添加劑可能使富油性能不如貧油。
而C3的含鉛量實際和100/130一樣，每美加4.6毫升

我有修改了一下對岸用語了-丟鍋改丟責任和品度改為性能值
不知道有沒有漏改就是

大家對於貧富油的疑惑考倒我了
查了資料後發現
我得重新修一下原本的說法
我一直以為這邊的貧/富油指的是lean oil/rich oil

但是重新看航空引擎的文獻
在文內使用到的貧/富油不是上述的意思

中文WIKI寫道 是貧氣混合氣(貧油)時的辛烷值/富氣混合氣(富油)辛烷值
*英文WIKI是寫Lean setting/rich setting
這邊我發現我被中文維基翻譯呼攏了
問了蟹總後才知道辛烷值專指貧油測定
而表現值(performance number)是富油測定時表示跟標準汽油功率比例的上限
https://i.imgur.com/KT1QEyy.jpg

是指在貧/富油下測定的性能是不同的
所以才會 100/130(貧油燃燒時/富油燃燒時)這樣子

那怎樣的狀況下會是貧/富油
感謝陳大達所註"活塞式飛機的動力裝置: 簡易活塞式發動機與航空螺旋槳技術入門"一書
http://imgur.com/Zfj3aYz

也就是說 焦煤油分餾的貧油/富油(苯系容質量不同的washing oil)
跟航空引擎所用到的貧富油雖然英文也都一樣 lean/rich 但是沒有關係
前者是油種 後者是指燃油與空氣形成的混合氣在不同的餘氣系數 而被賦予的名稱


也對大家感到抱歉 有些字詞沒搞清楚就亂回答orz
非常抱歉

稍微做些文句修正 也想問問大家在經過資料名詞補充後 文章有沒有比較容易懂些?
還有感覺回應也很熱絡 我自己也學到很多 大家不介意我就多轉幾篇對岸比較有水準的文?
不過應該都是比較簡單的文章了


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.172.97.38
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Warfare/M.1503292229.A.ABE.html
推 ALPHONSE2501: 原來這都也是含鉛汽油
推 eszerfrm: 辛烷值100的全部都要加四乙基鉛，現在的航空汽油也是一
→ eszerfrm: 樣
→ eszerfrm: 順帶一題，航空汽油會這麼貴的原因之一也是四乙基鉛
→ lostkimo: 富油/貧油 啥意思啊?
推 ohwahahaha: 看到航空汽油我就想起烏龍派出所的中村，開車只用航空
→ ohwahahaha: 汽油  XDD
→ EvoLancer: 之前就有人飛C47巡迴世界 就得把現在汽油加四乙基鉛
→ EvoLancer: 才能飛 加鉛的汽油已經停產幾十年了
https://goo.gl/8pzkCL 殼牌表示:
※ 編輯: wl00669773 (1.172.97.38), 08/21/2017 16:49:56
→ kira925: 航空汽油還是仰賴四乙基鉛 只是用量有下降 FAA在研發無鉛
→ kira925: 航空汽油中
推 b18902040: 看的有點不爽難吸收。跟艱澀課本有的比
→ b18902040: 貧油富油是煉煤跟製煤氣的副產物。都是苯類液體。富油
→ b18902040: 含苯類比例高一點。
→ b18902040: 我看維基的結論。我還以為燃油都是煉油來的。沒想到二
→ b18902040: 戰飛機燃油竟然只是副產物。
→ efleet0714: 行文用字頗為奇怪且語氣不通順，很難讀懂。
大概哪個部分? 全部?
推 b18902040: 我看錯了抱歉。我說難懂是指wiki。貧油富油應是含苯的
→ b18902040: 焦煤油精製品。基本上就是用這精製品當溶劑去洗苯類出
→ b18902040: 來。洗一洗就含苯類了
b大抱歉 讓你去看那難懂的WIKI...
推 PAULDAVID: 好文推
推 PAULDAVID: 改用語辛苦了，令問貧富油的差別在熱值高低嗎?劣油加鉛
→ PAULDAVID: 可以降暴震衝高標號 但好油還是要堆好料(烷基化物)才
→ PAULDAVID: 能造就?
貧富油的問題我已經補充在文內了
對 基本上要好油就要有很好的添加劑技術 而在二戰 這是美國的拿手好戲
→ QuentinHu: 用語這看的還是有點辛苦，但還是推
我會持續修改的 因為有些是專有術語 這確實不太容易看懂
推 roseritter: 推有心人
因為覺得這樣的文章對於戰史版的一些討論有益處所以才轉載過來 希望大家喜歡
可是也對樓上被我誤導的大家很抱歉就是 自己沒向作者好好確認又沒查好資料就亂回答
※ 編輯: wl00669773 (1.172.97.38), 08/21/2017 22:45:42
※ 編輯: wl00669773 (1.172.97.38), 08/21/2017 23:07:38
推 oda55: 專業。給推
推 cobrachen: 寫的有點怪怪的，100以下是實際辛皖值，100以上才是性
→ cobrachen: 能指標值，指的是這個汽油在貧油或富油設定下，性能表
→ cobrachen: 現相當於100汽油的提升比例。
推 cobrachen: 可能要對煉油比較有概念的人，容易把貧和富油的定義混
→ cobrachen: 了，我只知道油氣混合的貧富，算是沒概念的那一群
→ wl00669773: 在經過一串詢問後我終於知道問題點在哪了
→ wl00669773: 中文wiki所寫第一個（數值較低的）數字是「貧氣混合
→ wl00669773: 氣辛烷值」，而第二個較高的數值，被稱為「富氣混合
→ wl00669773: 氣辛烷值」（「貧」與「富」，指的是航空汽油在混合
→ wl00669773: 氣中所佔的比例），翻譯有問提
→ wl00669773: 蟹總指出，辛烷值是貧油測定，表現值是富油測定
→ wl00669773: 而表現值(performance number)數值是否則不會低於100
→ wl00669773: 的，就像德國b4油只給辛烷值，其意義就是表示跟標準
→ wl00669773: 汽油的功率比例的上限
→ wl00669773: 不知道這樣的回答cobra大覺得行不行
推 cobrachen: 表現值的確不會低於100啊，因為這種汽油表現比100高，
→ cobrachen: 他的數字是表示表現多出來的比例，不可能低於基線，也
→ cobrachen: 就是100，但是貧油也有過100的。
→ wl00669773: 嗯嗯
※ 編輯: wl00669773 (36.236.243.23), 08/22/2017 11:50:10
推 vt1009: 正好珍珠港被炸了 XDDDD
→ wl00669773: 戰艦嗎 吃油