油料引發無人機發動機"大戰" 美歐競逐航空重油

　　第一個問題，是航空汽油普遍含鉛，準確的說是四乙基鉛(Tetra-ethyl lead，縮寫TEL)。四乙基鉛可以提高燃料的辛烷值,提高燃油的閃點，防止發動機內發生爆震，讓發動機使用更高的壓縮比，進而改善汽車發動機效率和功率。但是，過度接觸四乙基鉛，可以造成人的神經中毒導致的的全身性疾病，重者可昏迷致死，且有致癌嫌疑，對人體有害。

　　舉例來說，在航空汽油品牌中，Avgas 100LL 是比較常用的，每加侖最大含鉛量為2克。含鉛較低的有Avgas 80/87 航空汽油，1加侖最大含鉛量降低為0.5克，但也降低了辛烷值，因此只用于壓縮比低的引擎。而Avgas 100/130 航空汽油辛烷值較高，同時每加侖最大含鉛量達到4克，正逐漸被Avgas 100LL替代。

　　即便含鉛添加劑正在不斷降低，含鉛汽油這環保日益重要的當今社會自然不受待見。歐美國家已經明確提出禁止使用含鉛燃料的期限，也禁止在軍艦等軍事設施上配備含鉛汽油，很多大航線也不配備航空汽油。這是航空汽油的最大問題之一。

　　解決的方式之一，是改用車用無鉛汽油代替航空含鉛汽油。不過車用汽油有較高的飽和蒸汽壓和添加劑腐蝕性，如果飛機發動機的燃料系統沒經過充分的設計，油料若在燃料管道氣化為氣泡，就會阻礙甚至阻斷發動機燃料供應，給飛機帶來安全隱患。這種“氣鎖”(Vapor Lock)效應，是汽油帶來的第二個問題。

　　第三個問題是，航空汽油易揮發且閃點(是在規定的試驗條件下，使用某種點火源造成液體汽化而著火的最低溫度)較低，常溫下汽油混合氣體遇到明火很容易燃燒和爆炸。用于危險的軍用場景不夠安全。

　　由于上述這些原因，無人機燃料的焦點逐步移到了航空重油上。

　　在很多人的心目中，重油是檔次比較低的油料。那么，究竟什么是航空重油呢?

　　咬文嚼字的說，航空重油是指餾分在航空煤油與柴油之間的航空油料。在實際應用領域，航空重油一般指的是航空煤油或輕質航空柴油。

　　航空重油發動機的技術難點

　　發動機做功，需要將燃料通過噴嘴噴成顆粒度非常細的霧狀，才能與空氣充分混合，達到良好的燃燒效果。霧化燃料與空氣混合氣的形成質量，對于動力性、經濟性和排放性都有至關重要的作用。而重油，特別是柴油，比汽油的黏度高，低溫流動性差。這造成重油的霧化效果要比汽油差，影響了燃燒效果，甚至導致發動機啟動困難。實現重油的可靠霧化及高效的燃燒組織，成為航空重油活塞發動機的核心技術之一。

　　由于高空環境下空氣稀薄，密度和溫度下降，導致進入缸內的空氣量減小，發動機充量系數下降，熱負荷增加，排溫升高，使得燃燒過程惡化，需要對其進行增壓。而二沖程發動機無法有效增壓，發動機的功率也不能有效提高，就難以提高發動機的巡航高度和實用升限，無人機的高原高空性能就會受到制約。這是另一方面的缺點。

　　活塞發動機的點火方式有點燃式(火花塞跳火)和壓燃式(靠壓縮行程將混合氣壓縮到燃點，使其自動著火)。汽油機采用火花塞方式的比較多。至于重油機，第一篇說過，重油燃點比汽油高，因此火花塞點火需要很高的能量，某型號研究燃油消耗率要高于壓燃式20%左右。因此重油機的點火方式更適合采用壓燃式，這就需要較高的壓縮比才能壓燃重油。