美军第六代发动机曝光！全球恐被甩开25年差距

雨夜

小鹰说科技 2020-04-04


美军第六代发动机曝光！再不加速追赶，全球恐被美甩开25年差距

    近日，美国退役空军中将山姆·安吉拉首次向外界披露了美国GE通用电气公司（以下简称GE公司）其全新研制的XA-100自适应变循环发动机的一些最新细节，有消息称，这种发动机将在2020年年底或2021年与另一组企业XA-101进行第一轮技术PK。据美国媒体报道，为了在未来空战中处于绝对领先地位，美国空军下一代战斗机发动机性能要求极高，计划比F-119（目前唯一投入批量生产的F22超音速巡航隐形战斗机的发动机）的巡航油耗再降低20%，军用最大推力增大5%，全加力推力增大10%，最大作战航程大幅延长30%。

   

    一些分析指出，美军的新一代发动机将使战斗机作战半径增加25％至30％，留空时间增加30％至40％，XA-100自适应变循环发动机可为战斗机在中低空亚声速飞行提供较小的油耗，在中高空（15千米左右）超声速飞行提供更大推力，预计可实现马赫数2至3的超声速巡航，目前F-22仅仅能达到马赫数1.6的超音速巡航。当然，新型发动机也可能在某一空域短时间内提供大于马赫数3的飞行，突破目前绝大多数四代防空系统的探测和拦截。届时，一架六代机的制空能力将是五代机的16至22倍。

   

    军事专家指出，由于目前，欧洲、俄罗斯、日本还在研制五代军机发动机，作为第六代战机的专门发动机——XA-100发动机和XA-101的研制进度已经领先其他国家至少25年，特别是自适应发动机技术领域，全世界各国与美军的差距正在扩大，而不是缩小。军事专家指出，在开展了近10年变循环发动机研究的基础上，美空军研究实验室于近期启动了六代机专用的 ADAPT 项目计划。ADAPT引入了三涵道结构，且满足冷却空气需求，从而使战斗机可在远程巡航任务模式和高速作战模式之间转换，并确保满足定向能和其他武器系统等高功率系统的动力需求，而ADAPT的实用化成果就是XA-100发动机和XA-101发动机。

   

    山姆·安吉拉中将称，为了满足美国空军下一代战斗机的诸多苛刻要求，XA-100采用了三外涵自适应变循环涡轮风扇发动机方案： 发动机可以通过自适应单外涵、双外涵、三外涵模式来大幅改变进气气流流量。据初步测算， 除了可以增加10％的推力外，它的燃油效率也提高了25％，最大作战航程增加了近三分之一，已经完全满足甚至超过了美军下一代发动机招标要求。山姆·安吉拉认为，新的XA-100三外涵自适应变循环系统为航空发动机技术带来了飞跃，由于发动机采用自适应变循环技术来改变进气气流，可以更好的满足不同飞行条件下的需要。

   

    他更是强调指出，新的喷气发动机由于增加了第三股外涵气流，使其包裹在发动机周围，从而提供额外的冷却来进一步增强隐身性能。” 安吉拉中将说到，“隐形飞机就像个热水瓶，因此它们不会散发出热量，第三股气流有助于整个飞机的热量管理，它是武器和其他系统的散热器。”该引擎还展示GE通用电气公司的另一项创新成果：先进的陶瓷基复合材料技术。GE通用电气公司是迄今为止SiCf/SiC陶瓷基复合材料应用最成功的发动机公司，不仅实现了高性能SiCf/SiC陶瓷基复合材料的快速、低成本制备，在历经了10余年的“碳化硅纤维研发—复合工艺”多轮迭代后，以及“材料级—元件级—零件级—部件级—整机”积木式的验证过程，其累计试车时间达到百万小时以上。

   

    目前已被推广应用至该公司研制的商用发动机、燃气轮机及下一代军用涡扇/涡轴发动机等各类发动机新型号中。2016年以来，GE通用电气公司先后建立了涵盖“碳化硅纤维—预浸料—结构件”等工艺全流程的4个工厂，产量预计达到每年2 万件以上。大规模厂房及人力的投入标志着该材料及技术已经完全成熟。安吉拉中将骄傲的说，“陶瓷基复合材料技术改变了发动机热端设计长期停滞不前的局面，由于它可以承受比常规高温金属合金高数百度的温度，因此无需对传统的和更高温度下的航空发动机热端涡轮部件进行冷却，从而实现了更高的飞行和战斗性能。”这位前战斗机飞行员称，这就是“下一代战斗机发动机范本：发动机推力足足增加10％。”

   

    正是由于GE通用电气公司在SiCf/SiC 陶瓷基复合材料方面建立起来了巨大的优势，使其在下一代战斗机发动机竞争中处于极其有利的优势地位，并因此获得美国军方的独家支持 。而其唯一的竞争对手：上一代军用战斗机发动机的最大赢家--普惠公司，由于其错误地估计了陶瓷基高温复合材料的成熟和应用时间，而没有获得军方经费支持，不得不自筹资金研制XA101与GE公司的XA100相竞争。据悉，普惠公司也已意识到了早期的决策失误，目前正大力增加该方面的投入，在未来也将同样引入超高温CMC陶瓷基复合材料技术，将其应用到本公司研发的XA101原型机上。