航空活塞发动机动力（仅供游戏）（重置）

  如标题所讲，本文是本人对自己在几年前所作的低劣科普专栏的一次重置，旨在以更高的质量和更清晰的逻辑为游玩包括战争雷霆，IL2系列在内的玩家介绍航空活塞发动机的一些基础知识。方便各位在看到相关大佬测试出来的一些包括发动机出力包线之类的内容时不至于一头雾水。

  在对活塞发动机的动力进行研究时，最离不开的就是发动机的动力包线。二战的活塞发动机动力根据其在不同高度的表现所做出来的一张图，通常由一个坐标系和位于其中的一段折线组成。示意图如下：

此图中的Y轴为海拔，X轴表示动力，其中的红色线段a则是在理想状态下的一台自然吸气发动机的动力随高度变化的示意图。之所以说是理想状态是因为在现实中因为发动机进气压力【1】的限制，这种曲线是不会出现在图上的，实际出现的曲线则是下面这种情况：

可以看到此图和上图的对比情况：由于进气压限制的存在（假设图中的进气压为10psi【2】）由图中的线段a-1组成了这台发动机实际上的动力包线，原本包线a的一部分被我做成虚线，实际上并不存在，此处是为了方便与上图看出变化。

  转折点之前的实线段的存在是因为此时发动机的进气压力限制为10psi，超过了这个限制会引起爆震，进而损坏发动机。转折点所对应的高度称之为临界高度（critical altitude，CA）或者全油门高度（full throttle altitude，FTH）这个高度以下飞机会受到进气压限制，进气压保持恒定。这个高度以上则会由于限制消失，进气压力随高度增加而自然下降。

  进气压限制对飞机马力的影响我们此处先不提，先来看增压器。

  二战时常用的增压器就两种机械增压器（ Mechanical super charger 简称Super charger）和废气涡轮增压器（Exhaust turbo charger 简称Turbocharger），此文只讨论机械增压。

  机械增压的原理就不再赘述，简单来讲就是让发动机吸入的空气具有更快的流速，提升进气压。因为机械增压器需要发动机自身的动力来驱动它工作，所以发动机转速和增压器转速之间存在固定关系，两者的比值称为驱动比，是机械增压器对发动机动力影响的重要指标。

  此处上图中的发动机并没有任何强制进气手段，现在我们给他装上一个驱动比为1：5的增压器，就会得到下面的图3：  

新的发动机包线由b-1组成，由于进气压力的提升，可以看到发动机的临界高度有了提高，也就是说发动机现在可以在更高的高度上维持马力。由于在在原本的自吸发动机上安装了一个驱动比为1：5的增压器，现在这个发动机就是一台一速增压发动机了.

  现在我们推翻之前所作的假设，重新将a-1  看作是装有1：5驱动比的增压器，为了提高发动机在高空的性能，我们又给它的增压器增加了一个驱动比，为1：6（此处包线为b-1），让它可以在这两个增压器之间自由切换驱动比，此时我们就得到了一台一级二速机械增压发动机。包线为a-1和b-1

  至于二级增压器，就是在原本一台增压器的基础上再加上一台增压器，用来提升性能，带来的效果和增加驱动比是一致的。二级一速增压就是两台增压器，一个驱动比。二级二速就是两台增压器用两个驱动比等等。

   所以在阅读他人制作或者手册中的包线时，并不能简单地根据图中有几段折线来判断这是一个几级几速的发动机，因为一级二速和二级二速如果同样设置有两个增压器切换挡位，那么他们在表上的样子是一模一样的，必须要知道自己研究的是什么飞机的发动机，或者更简单的，直接翻到手册前面去读。

  如果在上图中仔细观察就能发现，发动机的最大马力其实是下降了的，这是因为增压器要在因为i个更高的驱动比下工作，需要更强的发动机动力来驱动它，发动机的马力被增压器”吃“掉了。

进气压限制对发动机马力的限制实在是太大了，要解除这个限制我们就需要有更好的抗爆震的燃料，假设我们此时用上了盟军在二战中后期使用过的100/150【3】燃料，那么进气压的限制就没有那么大了，假设现在的进气压限制提升到了20psi，包线就会如下图所示：

  此时 ，进气压限制线由原来的红色和绿色 变成了蓝色的c-1和褐色的d-1，可以看到，发动机整体马力的提升非常巨大，功率在原本的临界高度之下提升了不少，但是临界高度也相应降低了不少。

  （完）

注释：1、发动机进气压力，用来表征发动机进气量

           2、psi：磅每平方英寸，英制压力单位，美制为in Hg 英寸汞柱；德国为ata 工程大气压。一个标准大气压atm=14.7psi=29.92in Hg=1.0332ata

           3、100/150：前为发动机贫油状态下的辛烷值，后为富油状态下的品度值。