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下一代战斗机发动机,你在哪里?

作者: 江西省机械行业商会 更新时间: 2019年10月21日 14:32:29 游览量: 192

简述:

下一代战斗机发动机,你在哪里? ,机械社区

下一代战斗机发动机,你在哪里?

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F119发动机

在航空发动机方面,美国依然无可争议地领先于世界。尽管还在增推中,中国的涡扇10代表已经量产的发动机中的最高水平,对标的通用电气F110也是美国70年代的基本技术。歼20的目标发动机涡扇15对标的普拉特-惠特尼F119则是美国90年代的基本技术。用“落后30年”之类的说法是过于简单化了,但差距是显然的。

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YF120发动机

通用电气YF120ATF竞标中落选后,美国空军并没有放弃变循环,并把三涵道与变循环相结合,眼下技术开发进行到AETP(全称为自适应发动机过渡计划)阶段,要求达到TRL6的水平。TRL(技术成熟度)是NASA对技术发展程度的划分,TRL1为基础概念研究,TRL2为技术概念应用场景研究,TRL3为关键功能与特征的分析、实验与概念验证,TRL4为元器件和原理样机在实验室测试,TRL5为元器件与原理样机在现实环境测试,TRL6为系统/子系统在地面和空中的原型测试,TRL7为系统/子系统在空间的原型测试,TRL8为实机完成并开始试飞,TRL9为试飞完成、可以投产。其中TRL67分两个等级是因为空间的可靠性要求和测试环境比地面和空中更高,但绝大多数系统实际上TRL6或者7只要过一道关就可以了。

TRL6/7是关键阶段,过了这一关,基本技术已经完成,接下去就是抠细节的工程研发和测试验证了。美国空军实验室(AFRL)负责AETP,计划在2021财年结束。奇怪的是,接下去并没有明确的型号研制计划。现在是军方提交2021财年预算的时候,AETP的动向格外引人注意。现在做2021财年的预算是因为需要在2020年春季报送国会,便于国会在秋季批准,2021年才能执行。

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原来是计划把AETP的成果用于普拉特-惠特尼F135的换代的。F135F-35的发动机,针对F-35A/B/C有三个亚型。F135的核心发动机来自F-22的普拉特-惠特尼F119,强化了热端性能,并把涵道比从0.3增加到0.57,使得军推从116kN提高到128kN,加力推力从156kN提高到191kN。必须承认,在发动机的尺寸和重量没有很大变化的情况下,这样的增推体现了美国航发的强劲实力。

F135虽然是世界上推力最大的战斗机发动机,F-35也是世界上最重的单发战斗机。F-35A的推重比只有0.87,这是现代战斗机中是罕见地低了。普拉特-惠特尼已经制定了进一步增推的路线图,但美国空军并不满足,希望用含有AETP技术的下一代发动机替换F 135

F135F119增加了涵道比,进一步增加涵道比以进一步降低起飞、着陆和亚音速飞行油耗的潜力是显而易见的,但这损害了F-35本来就不出色的超音速飞行性能,所以需要变循环帮忙。预计新发动机不仅油耗比F135至少降低20%,还将具有220kN的加力推力,这不仅可以把F-35A的推重比提高到1.0,还可增加最大起飞重量,多载燃油,增加航程。军推肯定也提高了,但对F-35实现超巡没有帮助。超巡需要不开加力就能飞M1.5以上,F-22可以M1.8超巡。F-35的气动外形的超音速阻力太大,不是增加一点军推就可以超巡的。

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AETP之前的ADVENT(全称为自适应灵活发动机技术)阶段,通用电气和英国罗尔斯-罗伊斯获得研发合同。普拉特-惠特尼非但没有参加,连三涵道和变循环都不看好,还是坚持走以增推F135为代表的深度升级双涵道涡扇路线。到AETD(全称为自适应发动机技术验证)阶段时,AFRL明确要求三涵道和变循环,普拉特-惠特尼才改弦易张。AFRL也做个顺水人情,把原来罗尔斯-罗伊斯的位子转给普拉特-惠特尼,毕竟美国并不想赞助英国获得技术领先地位。AETD现在过渡到AETP,通用电气XA100和普拉特-惠特尼XA101都已经试运转。