“库兹涅佐夫”为什么冒黑烟？

■ 谈 谈

“库兹涅佐夫”为什么冒黑烟？

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2016年10月，俄罗斯海军派出以“库兹涅佐夫海军元帅号”航空母舰为核心的航母战斗群，从摩尔曼斯克港出发，前往叙利亚附近海域执行任务。在航行途中，烟囱中喷出滚滚浓烟，被美国媒体讥讽这是一支“不用雷达就能被发现”的俄国舰队。

“库兹涅佐夫”号是俄罗斯唯一的航母，航行途中为什么会冒出滚滚浓烟呢？

这是库兹涅佐夫号通过英吉利海峡时，从法国一侧拍摄的照片

库兹涅佐夫”号航母于苏联末期建造，下水已经30年，是俄罗斯北方舰队的旗舰。该航母可搭载50架舰载机，其武器系统包括垂直发射的192枚防空导弹、12枚“花岗岩”远程反舰导弹。

想要回答“库兹涅佐夫”为什么浓烟滚滚，就先要知道这艘航母使用什么样的动力和油料。“库兹涅佐夫”是一艘使用蒸汽轮机动力的大型常规航母，使用燃油蒸汽锅炉驱动蒸汽轮机。作为舰艇上常见的外燃机，目前常规的船用蒸汽轮机使用燃油作为燃烧介质。本质上，无论是外燃机还是内燃机，在燃烧燃料后的排放过程中，影响其废气成分形态的因素都差不多。对于“库兹涅佐夫”号而言，排放黑烟的问题大体是设备保养不到位和使用了重油且燃烧不充分的原因。

内燃机在某一时刻的运行状况简称工况。对同一台燃机而言，发动机的工作状况不同，其废气的排放也不尽相同。发动机在燃料消耗率最低时的运行状态称“经济工况”。一般来说，在经济工况下燃机的工作状态效率最高，燃料燃烧最充分，冒出的黑烟为较少。而在高工况和低工况情况下，燃料的效率都会相对下降，而在低工况情况下，由于供氧不足，很容易引发燃烧不充分，从而产生“冒黑烟”的现象。舰船的发动机在启动之初或者以较低航速航行时，这种情况极易发生且几乎无法避免。

对于“库兹涅佐夫”号而言，该舰在穿越狭窄的英吉利海峡时，为了航行安全，航速较慢，加上海峡内风速不大，大量的黑烟就集中在舰艇附近，形成了浓烟滚滚的景象。

这种低工况下的黑烟对于大多数燃机都无法避免。俄罗斯为印度改建，使用蒸汽轮机的“维克拉玛蒂亚”号航空母舰在试航期间也曾经被拍摄到在启动时浓烟熏天的照片；中国海军使用蒸汽轮机的051型驱逐舰和使用柴油机的护卫舰都在低速航行时出现过类似的情况；连使用燃气轮机的美国濒海战斗舰，也曾被人拍到在进出港口时，烟囱冒出阵阵浓烟。

印度航母“维克拉玛蒂亚”号冒黑烟

当然，“库兹涅佐夫”号之所以被人嘲讽，很重要的一个原因就是该舰不止是在低速过海峡的时候吞云吐雾，而是在大多数时候都烟雾重重。除了与该舰的维护保养有很大的关系外，另一个影响烟雾效果的因素就是燃料的品质。

现代舰艇的燃油发动机为了提高适应性，通常都可以使用多种燃料，从而保障舰艇在战时能获得稳定的燃料供应。这其中又以蒸汽轮机对燃油最为宽容，不仅高标号的航空煤油、普通的柴油，就连重油这种油品不高、杂质不少的油料也可以使用。不过，可以使用不同的燃料不代表使用它们之后的效果都一样，一旦燃油的质量不高，那么排出的废气杂质增多、颜色变黑便是自然的情况。而“库兹涅佐夫”使用的恰恰是这种极易冒烟的重油。

重油在燃烧过程中，燃料处于不完全燃烧状态，而燃料燃烧不完全是造成汽轮机锅炉冒黑烟的主要原因，当锅炉运行过程中，燃料不完全燃烧，会产生二氧化硫、一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，这些可燃性气体经过燃烧产生黑烟。燃料的不充分燃烧不仅会使燃油锅炉出现冒黑烟的现象，还会增加燃料的使用量，加大舰艇的运行成本。舰用柴油机属于大功率大型柴油机，燃烧就会排放大量杂质，产生烟雾，尤其是时间较长的旧柴油机，或者快速加速的时候，由于燃烧不充分，排出的烟雾更重。

用燃气轮机做动力的军舰也会排出黑烟。但排烟非常轻，因为燃气轮机使用航空煤油或符合标准的轻质油料，油料本身就杂质较少，热值较高，燃烧比较充分，瞬间爆发力强，所以排烟很少。但在低工况、急加速或全动力时，也会产生燃烧不充分现象，冒出黑烟。所以舰用蒸汽轮机、柴油机和燃气轮机冒黑烟都比较正常。