
人類對飛行極致的需求使得飛行器越來越復雜與昂貴。軍用飛機特別是戰斗機,需要在劇烈速度變化中實現空中機動。10幾噸的戰斗機,要在幾百米的距離內飛上天空,并迅速達到甚至超過音速,還要達到上千公里的航程。
對于第五代戰斗機來說,需要起降距離更短、航程更遠、超音速巡航能力更強。發展到這個階段,人類飛行已經早已遠離浪漫。和鳥類肌肉力量相比,噴氣發動機是“暴力美學”的工程典范。按照一些極端者的說法,只要有發動機,就是一塊磚頭也能飛起來。
隨著軍用飛機的使用環境日趨苛刻,發動機已經成為未來研制作戰飛機成功的關鍵。航空發動機制造商,正在成為上千億軍用戰機訂單背后的利益角逐者。
2012年11月,通用電氣和普惠公司獲得了價值超過6.8億美元的演示驗證變循環戰斗機發動機合同,將在2013年進行自適應風扇發動機的驗證機試車。媒體披露,這次驗證的相關技術,將在2020年左右達到實用狀態,既有可能應用于現有的F-35戰機,也可能配套未來的第六代作戰飛機使用。一切似乎都在昭示,繼第五代F-119發動機之后,第六代發動機競賽打響了。
研制第六代發動機,與現代戰爭對作戰飛機的嚴酷要求緊密相連。一方面,戰斗機要朝著多用途方向發展;另一方面,從低亞聲速待機到高亞聲速、超聲速巡航機動,戰斗機的飛行范圍不斷擴大。
從歷史上看,美國的第一種五代戰斗機F-22采用了普惠公司的F-119發動機,其后的F-35則采用了由F-119衍生的F-135發動機??紤]到F-22和F-35上萬億的采購規模和發動機在戰機整體價格的巨大比例,普惠公司在這場發動機競賽中,至少獲得3000億美元的發動機生產合同。
如此巨大的市場,難怪通用電氣這樣的失敗者一點都不甘心。這些年,通用電氣一直堅持F-136發動機的研發。在F-136最后被終止之后,美軍又適時啟動自適應發動機技術研發計劃。普惠公司生產單位所在四個州的參議員,聯名向美國空軍質詢:自適應發動機計劃是不是F-136的復活?美國空軍是不是在尋找F-135的替代品?美國空軍不得不公開表示:這不是復蘇F-35備選發動機,而是技術升級和預研,并把普惠公司也納入到了這個項目之中。
所謂的變循環發動機,是指在一臺發動機上,通過改變發動機的一些部件的幾何形狀、尺寸或者位置,來實現不同熱力循環的燃氣渦輪發動機。變循環發動機目前主要的研究方向是改變涵道比:在爬升、加速和超聲速飛行時減小涵道比,以增大推力;在起飛和亞聲速飛行時,加大涵道比,以降低耗油率和噪聲。
從現有資料來看,通用電氣在變循環發動機研制中處于領先地位。普惠盡管也有變流路控制這類變循環發動機技術,但相對通用電氣仍然落后。這也是其一直對F-136以及自適應發動機計劃非常警惕的主要原因。
無論自適應發動機最后能取得何種成果,第六代戰機“心臟”競賽已經打響。盡管和發達國家有著不小差距,但在資源調配和技術后發上,中國有著自身優勢。因此,在這場競賽中,我們一定要以超前的眼光,綜合各方面智力,為中國航空動力未來技術繪制一份穩妥、可靠的發展路線圖。
(責任編輯:鑫報)