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航模发动机的燃料是混合物，其中既包括了用来产生能量的成份，也包括了润滑剂。燃料的成份有很多可行的方案。各种用来产生能量的成份，如甲醇（有人也称之为木精、木醇、木酒精等）、汽油或煤油在采用压燃、电热或电火花点火后得以燃烧。压燃式发动机只能采用基于煤油的燃料。除此以外，每一种燃料都可用于上述的每一种点火方式的发动机。只不过有些组合要优于其它的组合而已。由于可行的组合太多，我们列了个表，以克服文字的不足，使表达更为清晰。
燃料
点火方式
电热式 电火花式 压燃式
甲醇 普遍 可行 未见
汽油 罕见 普遍 未见
煤油 未见 未见 普遍
这章一开始我们先来大致地讨论一下每种用来产生能量的成份和润滑剂。然后，再根据上表中的各种点火方式来逐个进行推敲。
常用的用来产生能量的成份
燃烧是一个非常复杂的过程。因此，我们在这儿只做一个大略的介绍，目的只是要提供够用的实用知识，以便于理解发动机的运转究竟需要什么样的燃料。燃料燃烧后产生的热量令燃料混合气膨胀。在做功冲程期间，膨胀后的燃料混合气将活塞沿汽缸向下压。燃烧室内的压力越大，直接就意味着驱动螺旋桨的马力越大。基本的物理定理告诉我们，如果我们不考虑其它因素的话，燃料释放出的热量越多，发动机的马力就越大。再简单点儿说，热量越多，马力越大。燃料释放热量的能力用每磅BTU（BritishThermal Unit，英热单位）或每克卡路里来衡量。我们只需要知道甲醇燃烧后产生的热量远小于煤油和汽油就可以了。我们不会直接使用BTU（英热单位）或卡路里，因为另一个因素，燃气比（燃料量与空气量的比值），在很大程度上影响着发动机的功率。为了能使甲醇充分燃烧，化油器要将一份甲醇和七至八份空气混合。对于汽油和煤油，为保证燃烧完全，其燃气比则应为一比十四或一比十五。一个充满甲醇燃料混合气的燃烧室，与一个相同容积内的汽油燃料混合气相比，其中的燃料量要多得多。因此，采用甲醇的发动机比采用汽油的发动机马力要大。煤油只用在压燃式发动机上，关于它的燃烧特性我们将在“压燃式发动机上使用煤油燃料”一节内介绍。
所谓燃料产生热量越多，发动机马力越大，这样的说法具有很大的局限性。发动机要将燃烧后的残热散去，始终保持一个稳定的运行温度。如果在飞行中发动机温度不断上升，最终一定会使发动机停车，甚至还可能损坏发动机。甲醇的燃烧温度较低。这样，比起采用汽油或煤油作燃料的发动机，所需散热量就小。甲醇在另外一个与冷却相关的因素中也占有优势。燃料混合气要流经曲轴箱进入燃烧室。在此过程中，混合气里燃料所起的冷却作用十分重要。甲醇混合气中液体成份含量较大，因此对发动机内部的散热效果就比气体含量较高的汽油混合气要好。因此采用甲醇的发动机，不但比采用汽油的发动机马力大，运行温度也低。
润滑剂
航模发动机的燃料除了要起到产生能量和进行冷却的作用以外，还有另外一个同等重要的任务，即润滑。航模发动机燃料中润滑剂成份的含量主要取决于发动机的种类和转速。在后面的几节中我们会进一步详细地介绍燃料的配方。现在，我们先来看看燃料中润滑剂的种类。在诸如链锯、剪草机和其它一些小型设备上使用的二冲程汽油发动机，采用的润滑剂是石油制品。这种二冲程发动机专用的机油能很好地和汽油混合在一起。自然，也能溶于煤油，作为压燃式发动机的润滑剂使用，尽管这不是最佳的选择。但是这种石油制品机油不能溶于甲醇。因此从一开始，我们就采用从蓖麻子榨出的蓖麻油来作为甲醇燃料的润滑剂。而Backers公司生产的AA级脱胶蓖麻油现在已经成了最常用的植物润滑油。近来，合成润滑剂作为蓖麻油的替代产品也用在了甲醇燃料中。蓖麻油和大多数合成润滑剂都能和煤油混合得很好，都可以用作压燃式发动机燃料中的润滑剂。Klotz公司和UnionCarbide公司分装生产的合成润滑剂均十分适合用作这两种发动机燃料中的润滑剂。
甲醇燃料和煤油压燃发动机燃料中，究竟采用蓖麻油还是合成润滑剂效果最佳，大家的意见极度分歧。我所认识的那些著名的航模界高手中，有的只使用合成润滑剂。有的则诅咒发誓只用蓖麻油。蓖麻油的油膜强度较高，而且在燃料燃烧过程中不会像合成润滑剂那样会被燃烧。因此，温度较高时，蓖麻油要比合成润滑剂更能保持良好的润滑性能。如果油针调得过于贫油，使得发动机温度过高，和合成润滑剂相比，此时蓖麻油能在更长的时间内保持润滑作用。合成润滑剂也有其自己的优点。当温度较低时，合成润滑剂还能保持一定的粘度，起到润滑的作用。而此时蓖麻油的粘度已经变得像蜂蜜一样粘稠了。蓖麻油在经过高温焙烤后，会在活塞、汽缸壁和其它零部件上形成一层清漆状的残余物。这些残余物用溶剂是除不掉的。只能把发动机拆卸开进行清理。残留在飞机上的蓖麻油很不容易清理干净，而合成润滑剂清理起来就很容易。如果二者同时混用的话，每一种的好处就都能沾上一点儿。二者比例对效果的影响并不大，常用的比例范围从一份蓖麻油对五份合成润滑剂到一份蓖麻油对一份合成润滑剂。一位新手在使用电热式或压燃式发动机时，燃料中多少要用一些蓖麻油。
在本节的末尾，我们把每种用来产生能量的燃料成份能与哪种润滑剂共同使用列一个表。
汽油 甲醇 煤油
蓖麻油 不可溶解 可溶解 可溶解
合成润滑剂 大多可溶解 大多可溶解 大多可溶解
石油制品机油 可溶解 不可溶解 可溶解
电热式发动机上使用甲醇燃料
甲醇的点火温度对于纯压燃式发动机而言太高了。但是在电热塞中铂丝的催化作用帮助下，燃烧就变得比较容易了。正如我们已经了解的，甲醇的燃烧温度较低，产生的功率充足，运行时发动机的温度也比较容易控制。电热式点火方式加上甲醇燃料可以用于从最小的到最大的各种发动机。很多航模爱好者把原来用于剪草机的采用汽油作燃料的电火花式发动机改装成采用甲醇燃料的电热式发动机。改装时，需要利用一个转换头，以便能把电热塞装在原用于电火花塞的较大的孔中。由于汽油和甲醇燃料混合气中的燃气比不同，一般还要更换或改造化油器，以使之能通过更多的燃料。之所以他们要这么费劲地做这些改造工作，就是因为他们清楚采用甲醇燃料的电热式发动机有它们的优势。
我们还要特别关注一下甲醇的这样一个性质。甲醇可以轻易地和水以任意比例混合。它可以像海绵一样吸收大量的水份。飞行结束后，留在发动机中的甲醇会吸收水份并使钢制零部件，特别是滚珠轴承，生锈。照片(149)中就是一个生锈破损的轴承。其钢制滚珠进入发动机后，造成了发动机的损坏。汽缸盖和活塞看上去就像被散弹枪打过了一样。在燃料中加入一定的蓖麻油对于解决这一问题有一定的帮助，因为蓖麻油可以在发动机内部零件上形成一层防锈膜。但这还不能解决所有的问题。不管燃料中采用什么润滑剂，都要做好相应的防锈工作。飞行结束后，一定要拔掉油管，在全油门下让发动机转至停车。这样就能耗尽所有的残余燃料。然后薄薄地涂上一层渗透性较好的防护油。我们会在后面关于发动机使用的那一章仔细介绍如何做好这些工作的。
对于电热式发动机而言，只要你选用的是优质的合成润滑剂或蓖麻油，那么关键就是润滑剂的用量，而不是润滑剂的种类了。我个人的意见是，如果是二冲程电热式发动机，燃料中润滑剂的含量不应少于百分之二十，最好能有百分之二十二。四冲程电热式发动机的燃料比例与此差别也不大。由于四冲程发动机的转速较低，一般地讲温度也低一些。燃料中的润滑剂成份可以略少一些。所谓“四冲程”专用燃料，就是少了这几个百分点的润滑剂。除此以外，绝大多数四冲程发动机所用的燃料与二冲程的完全一样。很多航模爱好者喜欢多加一点儿润滑剂，就可以将二冲程发动机的燃料直接用在四冲程发动机上。只有一点例外。如果是由草坪打边机上的电火花式汽油发动机改装而成的电热式甲醇发动机，燃料中润滑剂的比例则应参照原生产厂家的建议，一般是25比1，即百分之四。
如果气温不是太低的话，将百分之八十的甲醇和百分之二十的蓖麻油混合起来，使用效果就不错。但是蓖麻油容易沉淀。如果在一加仑（3.8升）上述混合物中再加入一盎司（30毫升）乙酸戊酯，就可有效地防止这种现象的出现。但是如果能够保证每次飞前都对燃料进行充分的搅拌，也不一定非要添加乙酸戊酯不可。这种廉价的80比20的混合燃料在各地普遍使用，只有在美国是个例外。在美国，几乎每种电热式燃料中都添加有硝基甲烷。在甲醇燃料中加入适量的硝基成份可以释放出氧，使其燃烧升温，从而使甲醇燃烧速度加快。因而能够容许加大燃烧室内燃料混合气中的甲醇含量，这样就能产生更大的马力。硝基成份还有助于点火。较高的温度，再加上更容易的点火就会有助于发动机的怠速运转。硝基甲烷还具有乙酸戊酯的功能，可以防止蓖麻油沉淀。常见的燃料中含有以容积计百分之五至百分之十五的硝基甲烷。燃料中硝基甲烷的含量略高一些可以获得较大一些的马力，怠速的表现也会得到改善。当然这也会使得燃料的价格略贵一些，原因是硝基甲烷的价格是甲醇的十倍。大多数发动机都能承受混合有百分之二十五硝基甲烷的燃料所释放出的多余热量。如果超过了这个限度，就会出现冷却问题。此时，发动机的寿命就会缩短，燃料的价格也会变得难以承受了。新手务必选用硝基甲烷含量在百分之五至百分之十五之间的燃料。只要在这个比例范围内，每种配方都可以运行得很不错。
读完上述的这段讨论之后，读者自己就可以得出结论，电热式发动机的燃料其实不存在什么秘方，从来也没有过。最常见的商品电热式发动机燃料的基本配方如下：
电热式发动机甲醇燃料基本配方
20％至22％ 润滑剂
5%至15% 硝基甲烷
剩余 甲醇
基于各种原因，你都不应该自己配制燃料。在敞口的容器中处理易燃的液体，本身就是一件自找麻烦的事。其蒸汽有毒，很容易吸入肺中，同时还是火灾的隐患。有的人觉得他可以不在乎这些安全建议。那我们就从经济上来看一看自己配制燃料是否值得。一位普通的航模爱好者每种原料的用量都不可能大到能使购买价格下降很多的程度。即便某些个别的航模爱好者，其燃料用量较大。成品燃料的生产厂家也就会给他们提供批量优惠价了。不管是哪一种情况，经济上都不会占便宜。我以前在参加竞速比赛的时候也曾经自己配制燃料。觉得这样才能保证燃料的新鲜。但是我在经过一件事后就再也不这么干了。那次我是参加一项线操纵模型的二级航空母舰飞行比赛。我用了另一位参赛选手扔掉的已经有两年旧的燃料，却飞出了我至今最快成绩。另外，配制燃料的时候会弄得到处都很脏，并且还很花时间。我们还不如用这些时间去制作模型和去飞呢。
精心生产的燃料与劣质燃料外表看上去毫无区别。所以你不得不依赖于厂家信誉来判断质量。那么应该选哪一家生产的燃料呢？燃料生产行业的竞争十分残酷。有一些生产厂家就因此而降低质量以便自己的价格低于其它厂家或至少使自己的价格保持一定的竞争力。降低质量的方法很多。被水污染的甲醇价格低廉。可以用价格相对较低的硝基乙烷来代替其中的部分硝基甲烷。如果替代量过多，燃料燃烧后的温度就比较高，燃烧后也比较脏。包括蓖麻油在内的各种润滑剂的价格与质量也有很大区别。劣质的燃料会产生运行温度过高、润滑不足及产生有害残余物等等各种问题。这些问题都可能，实际上也常常会，损坏发动机。这些年来，我一直大量地使用K&B和Sig公司生产的燃料，直到现在。这两家的产品都称得上是货真价实。我本人没有亲自用过其它品牌的燃料，尽管多数主要生产厂家的信誉都很好。有些不那么著名的或者地方厂家也会提供物美价廉的燃料产品――有些厂家的质量就不能恭维了。你可以去问一问周围的人都在用什么燃料。如果某个品牌，不管是否著名，有什么问题的话，他们就会告诉你了。
我们现在再来仔细观察几个损坏了的零部件，以便进一步认识燃料质量的重要性。(150)中的这个ABC发动机，由于润滑剂沉淀出去或者其量原本不足，造成发动机缸套上的镀铬层自汽缸壁上脱落。脱落下来的铬层碎屑又把活塞划伤。这台发动机是在飞行中损坏的，结果造成了炸机。为了节省很少的一点儿燃料钱，最后造成了这么大的损失。(151)中的这台发动机，在运行时由于润滑不足，造成联杆和曲轴销抱死。这张照片让我们清楚地认识到采用廉价燃料，我们并没有占到什么便宜。
你可能还有点儿兴趣想再多了解一些关于竞速用燃料的知识，尽管大多数航模爱好者一辈子都不会用到。我在1952或者1953结识了一位线操纵竞速选手，名叫Tony Grish。他有过很多关于发动机和燃料的创新想法。远在二次世界大战之前，他就开始从事航模运动了。Tony在1948年时的燃料配方是3/2/3（三份硝基甲烷、三份甲醇加两份蓖麻油）。硝基甲烷和蓖麻油二者本身并不能相互混合。但是可以悬浮在一起，因为二者都溶于甲醇。如果燃料中的硝基成份超过百分之四十，蓖麻油就会析出。硝基成份的最大百分比依赖于温度。为了得到最大的可能马力，他就往3/3/2的混合物中不断地添加硝基甲烷，直到蓖麻油开始从燃料中析出为止。后来，有了合成润滑剂。由于合成润滑剂能够与硝基混合，使得竞速比赛的选手们如鱼得水。现在，竞速用的燃料，其硝基含量都在百分之七十以上。其中还含有百分之十的环氧丙烷以帮助点火，促进硝基的燃烧。除非你真地有必要使用温度这么高的燃料，否则务必让硝基成份保持在百分之五至百分之十五的范围内。在这儿，我们只是简单地介绍一下这些价格不菲的燃料而已。关于甲醇燃料的讨论就先告一个段落了。
电火花式发动机上使用汽油燃料
加油站能买到的汽油都能用在航模发动机上，尽管很多航模爱好者选用白汽油（蒸馏汽油）。这种白汽油既没有无铅汽油中的那些添加剂，也不像旧日的普通汽油或含四乙铅的汽油那样含铅。白汽油燃烧后留在燃烧室中的残留物比较容易清理，也不会把火花塞弄得那么脏。Coleman公司生产的汽油燃料燃烧后也很干净，只是和普通的汽油相比，价格可是要贵得多了。
像(152)中的那些早期生产的电火花式发动机，当时使用的是用70号摩托车用机油与汽油混合而成的燃料。1938年或1939年的时候，这种机油就很不好买。今天干脆就几乎都看不到了。现在，航模爱好者使用的是用于剪草机、草坪打边机、链锯、摩托车或卡丁车的二冲程发动机机油。船用外置发动机的机油适用的温度比较低，不能使用。有的模友说他们喜欢用Bel Ray公司生产的机油。我本人则一直使用Amzoil的“100比1”，虽然我并没有照他们标签上说的按100比1的比例混合。将草坪打边机或链锯发动机改装到航模上时，可以按25比1的比例混合汽油和二冲程机油。如果是台新发动机，15比1的比例会效果更好一些。不同的发动机比例不尽相同，一定要仔细阅读生产厂家的建议。我们都知道汽油十分易燃，燃烧时又十分剧烈。因此，在往汽油中添加机油时，一定要在室外的铜制容器内进行。和我们配置剪草机用的二冲程发动机燃料时一样，务必小心谨慎。
压燃式发动机上使用煤油燃料
压燃式是最简单的一种点火方式，它仅仅依赖于压缩产生的热量来使燃料开始燃烧。点火方式简便并不意味着压燃式发动机的燃料就会简单。二战之前，航模用压燃式发动机的研制先驱们为了尽量减小点火所需的压力，尝试使用了各种低闪点的燃料。由于乙醚的沸点为34.5°C，非常易燃，所以早期压燃式发动机使用的是由乙醚和机油混合而成的燃料，一般采用三比一或四比一的比例。乙醚过于易燃并且不易控制。因此，发动机有时正转，有时反转，有时提前点火，有时点火过晚。乙醚燃烧后提供的功率也不大，但是它却是一个简直可以说完美的溶剂。它和绝大多数东西都可以混合在一起。了解了乙醚的这些特点以后，研究者们开始尝试在燃料中加入各种添加物，以便减慢燃烧过程并获得更大的功率。他们试过煤油、松节油、石脑油、汽油等各种成份。最终，选择了煤油。其实只是一个非常简单的配方，等体积的煤油、乙醚和润滑油，就比纯用乙醚和润滑油的混合燃料效果要好得多。(153)中的这台Drone压燃式发动机就是那个年代的产品。煤油燃烧后产生的能量比较大，尽管其挥发性不如乙醚强，化学组成中的含氧量也较低。此时，乙醚主要作为蒸发剂与助燃剂，而不是当做燃料本身使用。因此，乙醚和煤油起到了很好的互补作用。蓖麻油就成为了标准的润滑剂，并一直沿用至今。和电热式发动机燃料类似，如果采用合成润滑剂，效果也很好。机油也能溶于煤油和乙醚，因此也可以使用，只是蓖麻油的效果更好一些罢了。
二十世纪五十年代，开始有人在燃料中加入亚硝酸戊酯。它可以有效地促进氧化过程，并能适度地提高发动机的运行温度。由于残温升高，就可以把发动机的压缩比降低一些。这样发动机，特别是联杆，受力就会减小。有些压燃式发动机所需的压力距离能把联杆压弯并不太远了。所以我们说，亚硝酸戊酯是一个非常重要的发明。
我们曾经讲过，自己配制电热式发动机燃料存在着安全隐患，而且从经济上考虑也并不合算。我个人觉得对于压燃式发动机而言，这一点尤为突出。乙醚是一种受管制的试剂，购买时需要特别许可才行。不过问题是我们为什么要自己买呢？乙醚的挥发性极强，极为易燃而且有毒。此外，燃料生产厂家的销售价格比你自己配置的成本还要低一些。作为参考，我们给出了一个常见配方，用于利用Davis压燃式发动机改装方案改装后的现代发动机，如OS等(154)。既然我们涉及到了Davis的改装方案，我们就在这儿提一句，Bob Davis对于本节内容的撰写提供了极为可贵的帮助。
压燃式发动机燃料基本配方
10％ 蓖麻油
10% 合成润滑剂
48% 煤油
30% 乙醚
2% 亚硝酸戊酯
电火花式发动机上使用甲醇燃料
多数使用这种组合的人都是将原用于草坪打边机的电火花式发动机改装到航模上，而还想充分利用甲醇燃料的优势。这种组合并不常见。因为如果想用甲醇燃料的话，完全可以使用电热式发动机。这样，重量上可以轻一些，也不会遇到电火花式发动机各种附件所致的种种麻烦事了。因此，在改装草坪打边机上的发动机时，一般都会把它改装成电热式的。但是如果不从电火花式的变为电热式的，改装起来可能更容易一些。如果化油器在设计时考虑到了使用甲醇燃料的情况，或者如果可以把开口扩大以适应甲醇燃料的话，甲醇燃料完全可以用在电火花式发动机上，而且马力会比采用汽油时明显变大。甲醇的点火温度稍高于汽油。但是只要在燃料中加入百分之几的硝基甲烷就可以解决这个问题了。燃料中润滑剂的比例则应依照原厂家的建议。
电热式发动机上使用汽油燃料
使用电热式发动机的航模爱好者可能会问，能不能为了省钱，不用甲醇而改用汽油呢？由于汽油燃料混合气中的燃料量少于甲醇燃料混合气中的燃料量，通常只需把油针关小即可，而不需要改装或更换化油器。由于燃料混合气中所含燃料量较少，所以一油箱汽油能飞的时间就会长一些。尽管铂对汽油的催化效果不如对甲醇的，但是对于汽油的点火还是有一定的帮助。这些听起来似乎都很乐观，但是你的期望值不要太高。汽油很容易点火，但是并不易控制。如果电热塞温度较高的话，就会经常造成提前点火，使得发动机过热。尽管通过在燃料中添加百分之几的硝基丙烷可以使点火变得平稳，即便如此，发动机的温度和采用甲醇时相比还是较高，提供的马力也要小得多。燃料的价格也未必就尽如人意。如果在燃料中采用白汽油（蒸馏汽油）的话，那价格也就和80/20的甲醇燃料差不多了。而甲醇燃料的马力更大一些，运行温度也低一些。汽油和电热式点火这对组合是最差组合。我从来没见过任何一台发动机是专为此设计的。
再介绍几个古董
我们再利用第六章剩余的一点儿页面来展示Fred Linde收藏的几台发动机。(155)中是一台1948年生产的古老的Fox 59。这是第一批电热式发动机。(156)中的Super Cyclone和(157)中的Forester 99是1950左右销售的最后一批电火花式发动机。此后，绝大多数发动机都是电热式的了。
