“庫茲涅佐夫”為什么冒黑煙？

■ 談 談

“庫茲涅佐夫”為什么冒黑煙？

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2016年10月，俄羅斯海軍派出以“庫茲涅佐夫海軍元帥號(hào)”航空母艦為核心的航母戰(zhàn)斗群，從摩爾曼斯克港出發(fā)，前往敘利亞附近海域執(zhí)行任務(wù)。在航行途中，煙囪中噴出滾滾濃煙，被美國媒體譏諷這是一支“不用雷達(dá)就能被發(fā)現(xiàn)”的俄國艦隊(duì)。

“庫茲涅佐夫”號(hào)是俄羅斯唯一的航母，航行途中為什么會(huì)冒出滾滾濃煙呢？

這是庫茲涅佐夫號(hào)通過英吉利海峽時(shí)，從法國一側(cè)拍攝的照片

庫茲涅佐夫”號(hào)航母于蘇聯(lián)末期建造，下水已經(jīng)30年，是俄羅斯北方艦隊(duì)的旗艦。該航母可搭載50架艦載機(jī)，其武器系統(tǒng)包括垂直發(fā)射的192枚防空導(dǎo)彈、12枚“花崗巖”遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈。

想要回答“庫茲涅佐夫”為什么濃煙滾滾，就先要知道這艘航母使用什么樣的動(dòng)力和油料?！皫炱澞舴颉笔且凰沂褂谜羝啓C(jī)動(dòng)力的大型常規(guī)航母，使用燃油蒸汽鍋爐驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)。作為艦艇上常見的外燃機(jī)，目前常規(guī)的船用蒸汽輪機(jī)使用燃油作為燃燒介質(zhì)。本質(zhì)上，無論是外燃機(jī)還是內(nèi)燃機(jī)，在燃燒燃料后的排放過程中，影響其廢氣成分形態(tài)的因素都差不多。對(duì)于“庫茲涅佐夫”號(hào)而言，排放黑煙的問題大體是設(shè)備保養(yǎng)不到位和使用了重油且燃燒不充分的原因。

內(nèi)燃機(jī)在某一時(shí)刻的運(yùn)行狀況簡(jiǎn)稱工況。對(duì)同一臺(tái)燃機(jī)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況不同，其廢氣的排放也不盡相同。發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料消耗率最低時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)稱“經(jīng)濟(jì)工況”。一般來說，在經(jīng)濟(jì)工況下燃機(jī)的工作狀態(tài)效率最高，燃料燃燒最充分，冒出的黑煙為較少。而在高工況和低工況情況下，燃料的效率都會(huì)相對(duì)下降，而在低工況情況下，由于供氧不足，很容易引發(fā)燃燒不充分，從而產(chǎn)生“冒黑煙”的現(xiàn)象。艦船的發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)之初或者以較低航速航行時(shí)，這種情況極易發(fā)生且?guī)缀鯚o法避免。

對(duì)于“庫茲涅佐夫”號(hào)而言，該艦在穿越狹窄的英吉利海峽時(shí)，為了航行安全，航速較慢，加上海峽內(nèi)風(fēng)速不大，大量的黑煙就集中在艦艇附近，形成了濃煙滾滾的景象。

這種低工況下的黑煙對(duì)于大多數(shù)燃機(jī)都無法避免。俄羅斯為印度改建，使用蒸汽輪機(jī)的“維克拉瑪?shù)賮啞碧?hào)航空母艦在試航期間也曾經(jīng)被拍攝到在啟動(dòng)時(shí)濃煙熏天的照片；中國海軍使用蒸汽輪機(jī)的051型驅(qū)逐艦和使用柴油機(jī)的護(hù)衛(wèi)艦都在低速航行時(shí)出現(xiàn)過類似的情況；連使用燃?xì)廨啓C(jī)的美國瀕海戰(zhàn)斗艦，也曾被人拍到在進(jìn)出港口時(shí)，煙囪冒出陣陣濃煙。

印度航母“維克拉瑪?shù)賮啞碧?hào)冒黑煙

當(dāng)然，“庫茲涅佐夫”號(hào)之所以被人嘲諷，很重要的一個(gè)原因就是該艦不止是在低速過海峽的時(shí)候吞云吐霧，而是在大多數(shù)時(shí)候都煙霧重重。除了與該艦的維護(hù)保養(yǎng)有很大的關(guān)系外，另一個(gè)影響煙霧效果的因素就是燃料的品質(zhì)。

現(xiàn)代艦艇的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)為了提高適應(yīng)性，通常都可以使用多種燃料，從而保障艦艇在戰(zhàn)時(shí)能獲得穩(wěn)定的燃料供應(yīng)。這其中又以蒸汽輪機(jī)對(duì)燃油最為寬容，不僅高標(biāo)號(hào)的航空煤油、普通的柴油，就連重油這種油品不高、雜質(zhì)不少的油料也可以使用。不過，可以使用不同的燃料不代表使用它們之后的效果都一樣，一旦燃油的質(zhì)量不高，那么排出的廢氣雜質(zhì)增多、顏色變黑便是自然的情況。而“庫茲涅佐夫”使用的恰恰是這種極易冒煙的重油。

重油在燃燒過程中，燃料處于不完全燃燒狀態(tài)，而燃料燃燒不完全是造成汽輪機(jī)鍋爐冒黑煙的主要原因，當(dāng)鍋爐運(yùn)行過程中，燃料不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性氣體，這些可燃性氣體經(jīng)過燃燒產(chǎn)生黑煙。燃料的不充分燃燒不僅會(huì)使燃油鍋爐出現(xiàn)冒黑煙的現(xiàn)象，還會(huì)增加燃料的使用量，加大艦艇的運(yùn)行成本。艦用柴油機(jī)屬于大功率大型柴油機(jī)，燃燒就會(huì)排放大量雜質(zhì)，產(chǎn)生煙霧，尤其是時(shí)間較長(zhǎng)的舊柴油機(jī)，或者快速加速的時(shí)候，由于燃燒不充分，排出的煙霧更重。

用燃?xì)廨啓C(jī)做動(dòng)力的軍艦也會(huì)排出黑煙。但排煙非常輕，因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)使用航空煤油或符合標(biāo)準(zhǔn)的輕質(zhì)油料，油料本身就雜質(zhì)較少，熱值較高，燃燒比較充分，瞬間爆發(fā)力強(qiáng)，所以排煙很少。但在低工況、急加速或全動(dòng)力時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生燃燒不充分現(xiàn)象，冒出黑煙。所以艦用蒸汽輪機(jī)、柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)冒黑煙都比較正常。