二戰(zhàn)蘇聯(lián)高辛烷值航空汽油全部依賴美國?
長久以來,研究二戰(zhàn)東線的軍圈里流傳著各種強調美援航空汽油對VVS作戰(zhàn)能力的分析,這種結論似乎成了不證自明的“常識”。而貼吧權威歷史學家毛毛熊帶濕更是指出,二戰(zhàn)蘇聯(lián)石化工業(yè)只掌握蒸餾工藝提煉汽油,完全不能生產高辛烷值汽油。
然而事實真是如此么?
這種情況在蘇聯(lián)剛剛開始工業(yè)化的30年代初確實是事實:
蘇聯(lián)石油工業(yè)起步于30年代初,在第一個五年計劃期間,汽車和拖拉機數(shù)量的增長,使蘇聯(lián)國民經濟對燃料的供應出現(xiàn)了缺口,當時蘇聯(lián)石油工業(yè)還在使用蒸餾方式生產汽油,這種情況下1噸原油平均只能生產出130公斤汽油,而且無法穩(wěn)定生產高辛烷值汽油。
為了緩解國民經濟和國防對燃料日益增長的需求,一五期間蘇聯(lián)啟動石油裂解工藝生產燃料,負責此項工程的是蘇聯(lián)著名的化學家弗拉基米爾·舒卡多芬,他亦是蘇聯(lián)合成橡膠工業(yè)的創(chuàng)始人,在1931年6月第一座石油裂解工廠開始運行投產。(蒸餾工藝無法生產70號以上汽油,也無法提供石油裂解的副產品,比如蘇聯(lián)用來生產丁鈉橡膠的丁二烯,要知道蘇聯(lián)戰(zhàn)前擁有歐洲最大的合成橡膠工廠——亞羅斯拉夫1號工廠,合成橡膠產量達到歐洲第一,說蘇聯(lián)沒有石油裂解工藝根本就是癡人說夢)。
到30年代末,采用裂解工藝生產的B70和KB70航空汽油基本上滿足了蘇聯(lián)空軍需要,但僅體現(xiàn)在數(shù)量上,航空發(fā)動機技術的發(fā)展需要石油工業(yè)提供更高辛烷值的汽油。
要生產高辛烷值汽油需要涉及高壓裂解工藝,蘇聯(lián)政府要求蘇聯(lián)科學院院士 В. Н. 伊帕捷夫回國主持工作,而這位30年代一直在國外旅行的院士拒絕回國,選擇留在美國(對工業(yè)黨的鎮(zhèn)壓真的是錯誤的么?這些人都忠于蘇聯(lián)么?)。
經過國內各方面努力,在戰(zhàn)前蘇聯(lián)掌握了生產高辛烷值汽油的裂解工藝。在列寧格勒采用催化裂解工藝生產辛烷值78-80汽油,通過每公斤添加2毫升乙基液抗暴劑獲得100號汽油(這一項目戰(zhàn)前仍處于小批量生產階段)。
在康斯坦丁諾夫采用氣相氧化裂解工藝生產81號汽油,通過每公斤添加3毫升抗暴劑得到辛烷值87-88汽油,此項目在41年初投產。同時在巴庫和格羅茲尼進行催化重整和熱重整裝置的改裝,以生產辛烷值75-80的航空汽油,并建立了硫酸烷基化設備,生產100號汽油。
在1939年,考慮到巴庫的石油生產在戰(zhàn)時可能遭到襲擊,計劃建設8個合計年產20萬噸汽油的合成燃料工廠。分別位于符拉迪沃斯托克——年產3萬噸,莫斯科——年產3萬噸,伊萬諾沃——年產3萬噸,切列姆霍沃——年產3萬噸,科雷馬——年產3萬噸,布列尼——年產3萬噸,格多夫——年產1萬噸,塞茲蘭1萬噸。這8個工廠在戰(zhàn)前都沒有完工,其中只有3個得以繼續(xù)建成。
戰(zhàn)前蘇聯(lián)不僅掌握了石油裂解工藝還掌,更進一步掌握了更為復雜的煤炭液化合成燃料技術。
戰(zhàn)前蘇聯(lián)石油工業(yè)在規(guī)模和技術方面都取得了巨大進步,但蘇聯(lián)國民經濟和國防需求的燃料缺口卻并沒有得到有效緩解。根據(jù)動員計劃,1941年石油人民委員部可以提供17.45萬噸B-78汽油,加上5.69萬噸儲備,只能滿足年需求量的22.5%,B-74和B-70分別滿足年需求量的28.6%和98.8%。
乍一看這些缺口是巨大的,短時間內無法解決。但是這里有個問題,首先這份液體燃料動員計劃中的需求數(shù)是根據(jù)41年蘇聯(lián)空軍計劃服役的飛機數(shù)量*戰(zhàn)時每架飛機平均飛行小時*每小時的最大油料消耗定額計算的。以米格3戰(zhàn)斗機為例,這份計劃中1、2、3、4季度裝備數(shù)量為327、1011、1921、2971架。平均飛行小時數(shù)為112.5小時,每小時燃料消耗定額為222.5公斤。首先蘇聯(lián)空軍實際裝備數(shù)量并沒有達到計劃的飛機數(shù)量,其次飛機也不可能在一季度內達到全部作戰(zhàn)飛行小時數(shù)(每架飛機一季度飛112.5小時是不可能的,平均一年能飛這點飛行時數(shù)就不錯了),最后飛機飛行過程中也不會全部滿功率最大油耗飛行。所以實際上的燃料消耗只有這份計劃的幾分之一。
戰(zhàn)前蘇聯(lián)為什么會制定這樣一份繃緊的動員計劃?因為蘇聯(lián)大大高估了德國航空工業(yè)的產能,蘇聯(lián)估計41年德國空軍擁有11600架作戰(zhàn)飛機,而實際上6月22日投入東線的德國及仆從國作戰(zhàn)飛機只有4739架。蘇聯(lián)估計德國飛機年產量2.5-3萬架,而實際上41年德國只生產了8186架飛機。為了應對這樣一個龐大的虛影,戰(zhàn)前蘇聯(lián)把資源投入到了擴大空軍的規(guī)模上,而忽視了有助于提升實質戰(zhàn)斗力的方面的建設。繃緊的神經并不能轉化為真正的戰(zhàn)斗力,反而給國民經濟和國防工業(yè)建設壓上了沉重的負擔。
要搞清楚戰(zhàn)時蘇聯(lián)航空汽油的供應和使用情況,必須先搞清楚蘇聯(lián)航空汽油的標號問題。
這是個有點復雜的問題,許多聲稱蘇聯(lián)無法生產高辛烷值汽油的人即在于沒有搞清楚這一汽油標號體系。
在人民委員部的各種報告中我們通常能夠見到三種標號的航空汽油B-70、B-74、B-78,字母B表示汽油(бензина),后面的數(shù)字即辛烷值(蘇聯(lián)使用的是馬達法表示辛烷值,美國使用的是研究法,美標100號相當于蘇標90-92號)。有些人看到這里就認為蘇聯(lián)戰(zhàn)時最高只能生產辛烷值78的汽油,并不能生產90號以上高辛烷值汽油,故得出結論——蘇聯(lián)高辛烷值汽油依賴租借物資供應。
而實際上這里所標注的辛烷值只是汽油的基礎辛烷值,部隊使用時還需要添加不同組份的抗爆劑(通常所用的抗爆劑是四乙基鉛混合物),以提高汽油的辛烷值。二戰(zhàn)各國所用的高辛烷值汽油基本上都是添加四乙基鉛抗爆劑的汽油,通過硫酸烷基化工藝少量生產的異辛烷汽油主要供試飛使用。
戰(zhàn)時蘇聯(lián)生產的汽油主要是以下幾種:B-59,B-70,B-74,B-78G,B-78B(G代表格羅茲尼產,而B表示巴庫產)。
而蘇聯(lián)空軍使用兩種配方的抗爆劑:
R-9(р-9):55%四乙基鉛,35%乙基溴,10%一氯萘,及每升1.5克紅色染料。
V-20(в-20):配方比例相同,用二氯乙烷代替乙基溴,液體程藍色,作為R-9的代用品。
這兩種抗爆劑都是蘇聯(lián)國內生產的,抗爆性能相同,但R-9在發(fā)動機活塞上的殘留物較少。
通常每公斤汽油添加1-4毫升抗爆劑(超過每公斤4毫升的添加量后,辛烷值的提升將不再顯著,因而實際上沒多大意義)。添加抗爆劑后的汽油采用的是調制汽油的標號(也是蘇聯(lián)空軍真正使用的航空汽油),例如:每公斤B-78添加2毫升抗爆劑,標號即2B-78。
航空汽油添加不同比例的抗爆后的實際辛烷值(括號內):
B-59: 1B-59(73), 2B-59(78),3B-59(81), 4B-59(82)
B-70: 1B-70(80), 2B-70(85), 3B-70(87), 4B-70(88)
B-74: 1B-74(85), 2B-74(88), 3B-74(90), 4B-74(92)
B-78: 1B-78(87), 2B-78(92), 3B-78(93), 4B-78(95)
(毛毛熊所謂蘇聯(lián)無法生產四乙基鉛,四乙基鉛靠進口也是不存在的,以M105代表的新一代發(fā)動機蘇聯(lián)戰(zhàn)前就裝備了,這些發(fā)動機需要使用添加抗爆劑的汽油,蘇聯(lián)戰(zhàn)前就已經大規(guī)模生產和使用TEL了,況且四乙基鉛也不是什么復雜的化工產品)
租借物資中包括兩種航空汽油B-100和B-95,注意這兩個并不是蘇聯(lián)的汽油標號(馬達法),只是汽油+美標(研究法)辛烷值。所以B-100并不是純異辛烷。而是相當于蘇標90號,B-95相當于蘇標86號。
搞清楚這點就可以知道某人所謂的拿租借汽油混合蘇聯(lián)汽油制造VVS使用的高辛烷值汽油根本就是天方夜譚——眾所周知M105引擎需要使用蘇標辛烷值95號汽油,那么你怎么拿相當于蘇標90號的B-100和70號的B-70去混合出95號汽油呢?實際上VVS使用這些美援汽油的時候也要添加R-9或V20抗爆劑,例如1B-95(每公斤美援B-95添加1毫升抗爆劑)。
當然,租借物資中也確實包括純異辛烷(真正蘇標100號),蘇聯(lián)也確實使用這些異辛烷生產混合汽油,但不是所有混合汽油都使用異辛烷。
混合汽油通常是一種不得已的替代品(而非高性能的替代品),其包括以下幾種配方:
混合物1——60% B-70,20%異辛烷,20%新己烷
混合物 2——60% B-70,20%烷基苯,20%新己烷
混合物 3——60% B-70,32%異辛烷,8%異戊烷
這幾種混合汽油的辛烷值均為95,但使用這些混合汽油時,發(fā)動機的轉速,增壓和加力都會受到限制。1943-1945年蘇聯(lián)使用15萬噸進口異辛烷和66.8萬噸國產汽油生產了總共111.8萬噸混合汽油。
以M105PF為例,戰(zhàn)時其使用的汽油包括下面幾種:4B-78;混合物1或混合物2;1B-95。
(可見所謂95號的美援B-95汽油是無法直接給M-105發(fā)動機使用的,而必須每公斤添加1毫升抗爆劑才能真正作為蘇標95號汽油使用)
整個衛(wèi)國戰(zhàn)爭期間蘇聯(lián)消耗了 299.84萬噸高辛烷值航空汽油(包括調制汽油和混合汽油),這其中不僅包括蘇聯(lián)國產和租借物資部分,還包括戰(zhàn)爭后期波蘭,羅馬尼亞,捷克斯洛伐克和匈牙利提供的8.3萬噸航空汽油。
由于42年德軍在高加索的進攻和蘇聯(lián)為了預防格羅茲尼石油設施落入敵手而進行的拆除和破壞,43年是蘇聯(lián)航空汽油供應最困難的時期,特別是43年初,因而這時候開始采取混合燃料的生產措施。
這里有一份貝利亞43年初的報告,其中提到:1943年每月使用1.45萬噸進口異辛烷作為原料,全年可以生產96萬噸航空汽油(其中包括54.7萬噸B78)。而如果不使用進口原料,每月只能生產6.5萬噸航空汽油(其中2.2萬噸B78)。

但請注意這是蘇聯(lián)戰(zhàn)時汽油生產最困難的43年初這段時間。而且前面也已經指出,43-45年6月1日蘇聯(lián)總共也只使用了15萬噸進口異辛烷生產了111.8萬噸混合汽油,到戰(zhàn)爭結束時,蘇聯(lián)還有72.28萬噸航空汽油庫存,也就是說如果蘇聯(lián)戰(zhàn)時依賴進口原料生產航空汽油成立,那么難道VVS在43-45年實際只用掉了其中產量的一小部分?這是否符合邏輯呢?即便算上另外71萬噸進口航空汽油(所謂“B100”和"B95"),VVS整個戰(zhàn)爭期間消耗的航空汽油也至少也有一半以上是純國產原料制造的。

另一份1943年11月6日石油人民委員部提交斯大林的報告(檔案編號РГАСПИ. Ф. 644. Оп. 1. Д. 172. Л. 145–152)提到:巴庫煉油廠生產B78使用了4200噸進口異辛烷和3000噸B70為原料,格羅茲尼使用500噸進口異辛烷生產B74。
可以對照上面提到的混合汽油配方比例看看這些原料能夠生產多少B78?同時可以對比1943年蘇聯(lián)實際的航空汽油逐月生產情況。(以三月份為例表中三列,從左至右依次為季度,該月計劃,該月實際)












可見43年上半年B78的實際月產量也就跟貝利亞的悲觀估計(沒有進口原料情況下的2萬多噸月產量)相當,到6月份才逐漸增加到3萬多噸,后半年也一直維持在這個水平上,這樣增長幅度與其說是使用進口原料帶來的,不如說是巴庫和格羅茲尼產能逐漸恢復帶來的。