“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”航空母艦為核心的航母戰斗群，從摩爾曼斯克港出發，前往敘利亞附近海域執行任務。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“不用雷達就能被發現”的俄國艦隊。

“庫茲涅佐夫”號是俄羅斯唯一的航母，航行途中為什么會冒出滾滾濃煙呢？

這是庫茲涅佐夫號通過英吉利海峽時，從法國一側拍攝的照片

庫茲涅佐夫”號航母于蘇聯末期建造，下水已經30年，是俄羅斯北方艦隊的旗艦。該航母可搭載50架艦載機，其武器系統包括垂直發射的192枚防空導彈、12枚“花崗巖”遠程反艦導彈。

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力和油料。“庫茲涅佐夫”是一艘使用蒸汽輪機動力的大型常規航母，使用燃油蒸汽鍋爐驅動蒸汽輪機。作為艦艇上常見的外燃機，目前常規的船用蒸汽輪機使用燃油作為燃燒介質。本質上，無論是外燃機還是內燃機，在燃燒燃料后的排放過程中，影響其廢氣成分形態的因素都差不多。對于“庫茲涅佐夫”號而言，排放黑煙的問題大體是設備保養不到位和使用了重油且燃燒不充分的原因。

內燃機在某一時刻的運行狀況簡稱工況。對同一臺燃機而言，發動機的工作狀況不同，其廢氣的排放也不盡相同。發動機在燃料消耗率最低時的運行狀態稱“經濟工況”。一般來說，在經濟工況下燃機的工作狀態效率最高，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，燃料的效率都會相對下降，而在低工況情況下，由于供氧不足，很容易引發燃燒不充分，從而產生“冒黑煙”的現象。艦船的發動機在啟動之初或者以較低航速航行時，這種情況極易發生且幾乎無法避免。

對于“庫茲涅佐夫”號而言，該艦在穿越狹窄的英吉利海峽時，為了航行安全，航速較慢，加上海峽內風速不大，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于大多數燃機都無法避免。俄羅斯為印度改建，使用蒸汽輪機的“維克拉瑪蒂亞”號航空母艦在試航期間也曾經被拍攝到在啟動時濃煙熏天的照片；中國海軍使用蒸汽輪機的051型驅逐艦和使用柴油機的護衛艦都在低速航行時出現過類似的情況；連使用燃氣輪機的美國瀕海戰斗艦，也曾被人拍到在進出港口時，煙囪冒出陣陣濃煙。

印度航母“維克拉瑪蒂亞”號冒黑煙

當然，“庫茲涅佐夫”號之所以被人嘲諷，很重要的一個原因就是該艦不止是在低速過海峽的時候吞云吐霧，而是在大多數時候都煙霧重重。除了與該艦的維護保養有很大的關系外，另一個影響煙霧效果的因素就是燃料的品質。

現代艦艇的燃油發動機為了提高適應性，通常都可以使用多種燃料，從而保障艦艇在戰時能獲得穩定的燃料供應。這其中又以蒸汽輪機對燃油最為寬容，不僅高標號的航空煤油、普通的柴油，就連重油這種油品不高、雜質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，一旦燃油的質量不高，那么排出的廢氣雜質增多、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，而燃料燃燒不完全是造成汽輪機鍋爐冒黑煙的主要原因，當鍋爐運行過程中，燃料不完全燃燒，會產生二氧化硫、一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性氣體，這些可燃性氣體經過燃燒產生黑煙。燃料的不充分燃燒不僅會使燃油鍋爐出現冒黑煙的現象，還會增加燃料的使用量，加大艦艇的運行成本。艦用柴油機屬于大功率大型柴油機，燃燒就會排放大量雜質，產生煙霧，尤其是時間較長的舊柴油機，或者快速加速的時候，由于燃燒不充分，排出的煙霧更重。

用燃氣輪機做動力的軍艦也會排出黑煙。但排煙非常輕，因為燃氣輪機使用航空煤油或符合標準的輕質油料，油料本身就雜質較少，熱值較高，燃燒比較充分，瞬間爆發力強，所以排煙很少。但在低工況、急加速或全動力時，也會產生燃燒不充分現象，冒出黑煙。所以艦用蒸汽輪機、柴油機和燃氣輪機冒黑煙都比較正常。