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甲醇汽油的前世今生(一)关于二战那些事儿  

2011-07-13 08:58:53|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文为系列文章,敬请关注!

  文/王概

  2009年7月2日,国家标准化管理委员会发布公告,正式颁布《车用甲醇汽油(M85)》国家标准。

  2009年12月1日,《车用甲醇汽油(M85)》国家标准实施。

  2011年年初,工信部指定了三家生产高比例甲醇汽油车的汽车企业,甲醇汽油主导推广工作首次上升至国家层面。

  2011年7月左右,工信部将甲醇汽油由科研试点上升为产业化试点。

  近期,酝酿已久的M15甲醇汽油国家标准即将出台。

  ……

  一系列的动作都指向一件事情,那就是车主们汽车的“食谱”即将变化。可以预见的是,这种变化将不会给车主们可供选择的余地。

  甲醇,大部分国人对其有着深刻而恐怖的记忆,甲醇汽油会不会好一点呢?

  嗯,听起来挺像个新鲜玩意儿。

  事实上,将甲醇用作燃料并不新鲜,而且据说在海外已经有超过100年的使用历史。

  至少,在那个惨烈的二战中,甲醇燃料就得到了极大的推广。

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  大家都知道,二次世界大战的源头是发生在1929 ~1933 年的经济危机。由于经济危机,导致全球政治格局发生变化。

  而狭小的国土面积和矿产资源的贫乏是制约德国意大利和日本发展的共同原因,当然也是主要原因。

  德意日的矿产资源究竟有多贫乏?

  美国矿业局的分析报告指出,1939年轴心国占世界陆在面积3%、人口10%和矿产资源5%,而现代工业的血液——石油,不到全球产量的1%。

  为解决国家的长远发展问题,德国先是向北兼并了几个国家,而后通过闪击战搞定了法国,打趴了英国,接下来又将目标指向了苏联在高加索地区的油田,在北非也一度打到了埃及。日本则从中国东北和山西拿到了大量的煤炭资源,而后顺势南下,在荷属东印度(印度尼西亚)和英属婆罗洲(马来亚)暂时解决了石油问题。为什么不提意大利?因为从一战到二战,这个国家从来都是打酱油的。

  虽说德日两国都拿到了部分石油,但仍旧不足以支撑起庞大的战争机器。而他们本身具备和掠夺到的煤炭又不能直接供给飞机、舰艇、坦克、汽车和现代化机械使用。怎么办?

  把能量密度较低的煤炭变成能量密度比较高的油啊。

  先来看看这个过程是怎么实现的。

  早在第一次世界大战爆发前,德国人就发现通过煤炭的氢化工艺可以得到和石油成分相似的东西,然后再经过异辛烷化流程来生产燃油。虽然用这种办法所生产的石油成本很高,基本上合成一桶油的成本都足以买到四桶油了。而日本则在占领了东三省之后,也试图从抚顺的页岩中合成燃油。

  虽然合成汽油的成本很高,但也是没有办法的办法。况且面对着头疼的局势,有总比没有要强吧。不过,有油是一回事儿,有高质量的油又是另外一回事儿。比如我们可怜的车主们,花着比北海布伦特石油更多的钱,用的却是从大量垃圾石油中提炼出来的劣质燃油。

  回到二战。

  在战争之初,英国和德国在燃油方面的水平大致相当。凭借数量的优势,在英国空军剩下的那点老本差点儿在大不列颠空战中全部玩完。

  随着军工科技的进步,双方除了战略和战机技术的角力之外,在燃油标准上也在拉开差距。从94/110号油到100/130号油,有着美国佬的技术(四乙铅添加剂),很多时候德国更有优势一些。1943年,英美着手寻求100#油的替代品,凭借着发达的化学工业基础和研发实力,开发出了100-115/150超级油料,并于1944年下半年大规模使用。

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高标号燃油带来制动马力(功率)提升

  高标号的燃油,意味着可以实现更大的压缩比。最简单的理解是由于压缩比的增加,可以让发动机体积更小,更轻更省油。

  这有什么作用呢?这就意味着至少在空战中,战机的加速性能大大提升。事实上,根据超级油料开发出来的发动机以及根据发动机所开发出来的战机确实性能很好,作战效能直线提升。

  在这样的境况下,德国开发出一种叫MW50的油料,成分是50%的甲醇,49.5的水%和0.5%防蚀剂。而日本的零式战机在经过了马里亚纳海空战的惨败之后军方也意识到问题的严峻性,于是最终同意在A6M6c机型上使用带甲醇喷射加力的Sakae31发动机。

  虽然甲醇的热值只有汽油的45%左右,但是辛烷值很高,抗爆性能非常的优秀,在生死攸关的时刻可以赢得更大的战场主动权。在当时燃料热值没有得到完全开发的情况下,如果直接烧MW50,战机能像吃了万艾可一样的凶猛。但尽管如此,德国顶尖的战斗机驾驶员还是没有使用这种新型燃料,而日本军方也似乎不大愿意使用带甲醇喷射加力的Sakae31发动机。

  因为甲醇是有毒物质,能够通过呼吸系统甚至通过皮肤侵入人体,损害健康。

  不仅如此,它还能使橡胶膨胀和腐蚀橡胶,从而破坏精密部件中的可靠性。除了对橡胶件的损害之外,甲醇也对油箱、油路铅锡镀层和焊接钢管、铜、锌、铝及合金有腐蚀作用,这会导致作战设备的迅速损毁。把随时可能损毁的战机给王牌飞行员用,那简直就是犯罪。

  显然,无论从哪方面来看,高昂的作战成本,是末路中的德国人和日本人赔不起的。

  不过,德国人还是找到了一种看起来很好的解决办法,那就是用来充当火箭燃料。反正火箭嘛,飞一次就够了。

  经历了战争的考验之后,甲醇燃料开始渐入佳境。虽然甲醇至今也是一种很鸡肋的燃料,比如对金属和橡胶件的腐蚀问题到现在也没能完全解决,但毕竟它有着辛烷值和排放方面的一些优势,于是随着人们对环境问题的重视,甲醇燃料迎来了全新的发展机遇。关于这部分内容,敬请关注接下来的系列文章,谢谢!

  文/王概

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