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領先全世界何止20年!初窺美六代戰機發動機
來源: 材料十 時間: 2019-04-09 瀏覽: 7049

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據國外新聞媒體報道,美國GE通用電氣公司(以下簡稱GE公司)全新研制的XA-100自適應變循環發動機核心機在2018年6月完成全部測試后,已正式移交到GE公司總部伊文戴爾工廠。在完成了XA-100原型機全部元件設計工作后,已于2019年元月開始進行原型機裝配工作,如果一切順利的話,預計將于2020年初開始發動機原型機飛行試驗測試。而目前F22戰斗機(F119),F-35戰斗機(F-135)發動機最大的贏家——普惠公司研發的另一種自適應變循環發動機驗證機——XA1-01也將會抵達這里,接受軍方的測試。與全新研制的XA-100不同的是,由于普惠公司在美國ADVENT下一代航空發動機預研計劃中未能獲勝,因此決定自籌資金投資變循環發動機研制,與GE公司競爭。

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公開資料稱,其自適應變循環發動機驗證機基于F-135發動機的深度改型,并創新研究了自適應渦輪和自適應風扇技術,還重新設計研究了F-135 發動機的高壓渦輪葉片和熱障涂層,大幅提高該發動機的渦前溫度。據稱XA-101創造了渦扇發動機最高工作溫度記錄,其渦輪進口溫度高達2400K,比F-135發動機足足提高了150℃。XA-101發動機已順利進入美國空軍的“自適應發動機計劃”(AETP),與GE公司的XA-100同臺競爭。

所謂AETP計劃,就是ADVENT研究計劃的后續,目的是促進自適應變循環發動機技術的進一步成熟,為2020年內可能開始工程研制的美國空軍下一代戰斗機(也稱6代機)F-X, 下一代轟炸機(B21計劃),下一代美國海軍戰斗機F/A-XX(美國F/A-18“超級大黃蜂“戰斗機的接班人)、及其它多種作戰平臺提供動力選型。

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F-135發動機相比,AETP計劃中的發動機油耗降低了20%,不加力推力增大5%,加力推力增大10%,航程延長了30%。美國軍方宣布,XA-100和XA-101發動機的基準最大加力推力必須達到20噸,并可為F-35 戰斗機第二階段改進型提供動力。對AETP計劃中的發動機指標,兩家公司都信心十足,普惠公司甚至計劃將來引入超高溫CMC陶瓷基復合材料,將XA-101原型機渦前溫度再提高300℃,達2700K,以期進一步提高發動機推力,降低發動機油耗。

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在選型成功以后,美國空軍計劃再用10年時間、耗資20億美元對自適應變循環發動機進行完善試飛定型,滿足2030年左右第六代戰斗機投入現役的需要。世界各航空強國在美國的影響下,也紛紛制定了變循環發動機研制計劃。從國外公開資料報道可以得知,英國的羅-羅公司提出SBVCE計劃和TANDEM FAN VCE計劃兩個放氣式變循環發動機研制計劃,法國斯奈克瑪公司提出了帶中間風扇的MCV99 VCE三涵道變循環發動機方案。日本也提出了HYPR90-C變循環發動機計劃,在美國進行的初步試驗中,渦輪前溫度達到1873K,涵道比從0.6成功地變化到0.9。通過改變低壓渦輪導向器的角度,在高速高溫狀態下的推力增加15%。但到目前為止,還沒有一個進入類似美國的原型機研制階段,與美國的差距將進一步拉大,其差距大約為20至25年。 微信圖片_20190409093708.jpg

從俄方資料來看,其六代機計劃是高超音速方案,配套的發動機目前還沒有詳細的公開資料透露,但由于其窘迫的經濟環境,其國內能否有足夠的資金支持下一代發動機研發還是一個未知之數。而從美方披露的公開信息來看,目前呼聲甚高的渦輪基沖壓組合發動機和脈沖爆震發動機并不是未來美軍6代機的配裝動力,在2030年前裝備下一代戰斗機的可能性并不大,第7代戰斗機發動機和未來高超聲速空天飛機動力將有可能采用。

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