歼20和中国空军面临最大挑战 美国六代发动机已准备试车!
一直疑问,美国作为全世界战斗机科技的引领者,为什么在F22和F35服役很多年后迟迟没有启动六代机的研制?现在答案来了,美国耍了个花招,先推出六代机的发动机,而把什么时候推出完整的六代机概念当做一种哲学上的意念威慑全世界。
六代机的发动机都出来了,六代机还远吗?
而对于中国空军和中国航空工业,这无疑是一次严峻的考验。
据美国媒体报道:
美国GE公司的XA 100自适应发动机原型机的部件已开始运抵位于俄亥俄州的埃文戴尔工厂,而普惠的自适应发动机的验证机也会抵达这里接受测试,以评估对于2030年以后为全新军用发动机概念中的可变涵道比、热管理和其他一些技术。
上述工作是在美国空军的“自适应发动机计划”(AETP)下进行的,这是一项广泛的基础研究计划,于2016年启动,旨在为第六代战斗机提供成熟的可变涵道比发动机技术,并有可能为目前采用F135发动机的F-35战斗机提供未来的发动机选择。该项目还利用了在美国空军研究实验室“自适应发动机技术研制计划” (ATED)项目进行的早期可变涵道比的测试,项目初期的重点是验证200kN推力的发动机验证机。
自适应发动机是一种新型的推进系统,将使用可变截面进气道、进气阀门和气流管道来调节发动机的外涵气流,或称之为第三涵道。这一涵道可以用来增加推力或者提高巡航效率以增加飞机航程。采用自适应推进已经成为美国空军和海军下一代战斗机研究的一个基本要求,因此掌握这一技术是下一代战斗机研发的关键部分,也是美国国防部在21世纪要保持空中优势的努力方向之一。
在GE公司在研发XA100发动机验证机的同时,普惠公司也研制了几乎相同规格的产品XA101,他们现在都在为第六代战斗机设计开发全新的自适应发动机概念。作为对最初AETP项目的修改,这项新工作的合同更广泛地涵盖了其他先进发动机技术的应用,包括三涵道架构等,而且超越了以F-35战斗机应用为中心的XA 100/101发动机验证机。
GE公司的XA 100和普惠公司的XA 101六代机发动机
美国在发动机的研制上还是肯花血本的,这两型发动机分别由GE公司和普惠公司参与竞标,与当年F22发动机竞标如出一辙,胜出者将用在六代机上。
第一台XA100发动机原型机的部件开始抵达GE公司的埃文戴尔工厂,装配将于2019年进行,试验预计于2020年初开始。GE公司需要在F-35战斗机上安装一台试验用XA 100发动机原型机用于地面评估,目前还没有计划对该发动机进行飞行试验。该发动机已设计成适合于常规起降的F-35A和舰载型F-35C,但其与F-35B上的垂直升力风扇系统不兼容,因此不能在垂直/短距起降的F-35B上进行试验。
美国空军生命周期管理中心已授予普惠公司4.37亿美元的合同,这份合同是该中心与GE公司签署了相同金额的合同协议之后达成的。美国空军认为,这些工作可以验证这些成套的技术,尽管改变压气机气流涵道比的方式不同,而且可能有不同尺寸的发动机,但它们都将进入未来发动机系列。从时间顺序来看,在第六代战斗机技术投入使用之前,美国空军现在正在逐步了解这些技术,自2012年开始在F-35的发动机基础上进行AETD和AETP的预研,而且正处于为下一代战斗机调整发动机尺寸的早期阶段。
普惠的三涵道风扇技术已经利用一台F135发动机的核心机进行了验证
目前,XA100/101的名称已经应用于F135发动机规格的产品,但目前还没有一个名称来描述真正的下一代发动机,因为还处于概念研发的早期阶段,后来的新发动机不太可能被定义为XA100/101的衍生产品。所以现在新合同下所做的工作不一定是在XA100/101的基础上进行改进。
美国空军已分别从GE和普惠公司订购了三台XA100/101发动机原型机,而且此前已经AETP项目开辟了一条更为传统的改进路线图,在这个路线图中,对核心机进行缩放可能会用于F-15和 F-22等现役战斗机的发动机进行更新;同时可以为第六代“穿透型制空”(PCA)战斗机和下一代空中优势战斗机概念提供一个规格相同的AETP项目衍生产品。
美国空军认为,基于组件及核心机的试验,XA100将满足推力、航程等方面的要求,其推力的目标是比现有发动机增长10%,而现在已经超过了这些要求。同时美国空军还要求飞机航程比目前提高30%,而且这可能是新发动机所面临的最大挑战。
发动机始终是中国航空工业的痛点,有人据此说美国六代机发动机试车让中国很绝望,不知道被甩了几条街,这样的说法多少有点过于夸张。
根据有关论文和公开的消息,咱们中国也在搞变循环航发(珠峰),就目前研制进度而言,并不比美帝落后多少,届时谁的变循环航发率先定型尚未可知,谈何拉开令人绝望的距离?更别说咱们中国在非传统发动机领域的研发可能比美帝还稍领先些。
不管怎么样,美国正式推出六代机发动机概念,对中国航空发动机业是个严峻的挑战!
有国内专家提到,中国的新一代航发核心机试车中,效果不错。当然,美国在涡轮风扇发动机上的优势还不小,不过呢,中国的脉冲爆震、组合动力等搞起了,美国的这些优势也就荡然无存。
目前六代机概念各国还在探索。
上图 美国的六代机想象图(有点像歼20)注意右下的这架是无人的
美国一直以来是几代战斗机发展样式的领路者,半个世纪以来都是美国先趟出了一条路,世界各国再跟随,包括冷战时期的苏联也一样,比如米格29和苏27,对应的都是已经发展了10年的F16和F15。到了四代机(美俄称五代机),美国发展了F22后的近20年,俄罗斯和中国才研发出苏57和歼20。但是,就在全世界都在等着美国拿出六代机概念时,美国却迟迟没有一个固定的六代机想定方案拿出来,究竟是什么原因导致美国迟迟没有像以前那样炫耀自己,最大的可能还是想一鸣惊人一出来就再甩全世界几条街,获得压倒性的优势,而率先推出六代机的发动机方案就有这个意图。
有网友称,美国走变循环技术路线是以长击短,就是说美国在变循环技术上是长项以此来压制中国和俄罗斯在此类技术上的短板。但是,我国貌似在TBCC组合动力上下功夫,这样发展下去美国在两马赫以内很厉害,超过三马赫就落后组合动力了。
不过,这样的说法也未必准确,变循环发动机美国毕竟是先驱者,早在美国研发四代机时变循环的F120发动机就曾装备在YF22和YF23四代战斗机的验证机上进行过长期的验证,只不过在有的技术指标上还不成熟和可靠,最后美国空军选择了F119涡扇发动机。
近期,美国发布了未来的2030 空中优势飞行计划,欧洲也公布了未来战斗机作战概念和方案,有一些技术方向是普遍认可、比较明朗的,比如说有人/ 无人协同技术、人工智能技术、极高隐身技术、全向探测全向攻击技术等,也有一些不太确定的创新颠覆性技术,像激光武器技术、自适应发动机、高超音速武器、蜂群作战,这些技术可能会改变未来的战争模式。
我国根据自己设计的能力,选取、补充了一些技术方向,根据其特点和成熟度的不同采取不一样的组织模式开展预研攻关,相信在2035 年或者更近的未来,会看到,现在的努力正转化成守护海天的利器。
上图 高超音速的暗剑应该有与其匹配的高性能发动机吧?
根据航空工业成都所内部网站访问本所航空工业首席技术专家王海峰总师的报道:
王海峰,航空工业首席技术专家。航空工业成都飞机设计研究所总设计师。工学博士,自然科学研究员,从事国家重点型号歼20 飞机、歼10 系列飞机、枭龙系列飞机、多型无人机研制工作,主持推力矢量技术飞行验证项目、TBCC组合动力飞行验证项目、下一代战斗机研制等多项“十三五”未来发展重点预先研究项目,涉及飞机设计、试验技术、信息技术、系统工程和计算机软件等多学科的综合和交叉,在飞机总体、气动、飞行控制、试飞、售后技术支持、飞机全寿命技术状态管理、四性、综合保障、故障预测与健康管理、自主保障系统等方面做出了突出贡献。
文中提到的TBCC组合动力飞行验证项目,就是我国在新型航空动力上的研发和探索,所谓TBCC组合动力理论上是一种不局限于轴流式喷气发动机,结合火箭动力和亚燃\超燃冲压发动机技术的新型动力,正如歼20总师杨伟所宣示的,中国未来要在航空领域成为规则的制定者、引领者。那么,中国的六代发动机项目肯定也在其中,这是完全可以期待的。
目前,六代机的竞争方兴未艾,鹿死谁手还未可知,让我们拭目以待!