美軍航發(fā)計(jì)劃透露 六代機(jī)研發(fā)新變化

章節(jié)

美國(guó)空軍最近向5家公司授予合同，用于推動(dòng)與、“下一代自適應(yīng)推進(jìn)計(jì)劃”（NGAP）相關(guān)的工作。預(yù)計(jì)該計(jì)劃研制的發(fā)動(dòng)機(jī)至少將為第六代載人隱形戰(zhàn)斗機(jī)提供動(dòng)力。不過(guò)，5家公司中只有兩家公司是傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)廠商，另外3家以研發(fā)飛機(jī)聞名，并且不生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。美國(guó)空軍為了推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，是有病亂投醫(yī)了嗎？

為六代機(jī)研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)

據(jù)美國(guó)“動(dòng)力”網(wǎng)站“戰(zhàn)區(qū)”頻道22日?qǐng)?bào)道，位于俄亥俄州賴特?帕特森空軍基地的空軍生命周期管理中心8月19日向5家公司授予了“下一代自適應(yīng)推進(jìn)計(jì)劃”句司，每一個(gè)合同都價(jià)值9.75億美元，這是更大的“下一代空中優(yōu)勢(shì)”（NGAD）計(jì)劃的一部分。這5家公司分別是波音、洛克希德?馬丁、諾斯羅普?格魯曼、通用電氣和普惠公司。這5份合同大同小異，用于執(zhí)行“下一代自適應(yīng)推進(jìn)計(jì)劃”的原型機(jī)研制，重點(diǎn)是為未來(lái)的空中優(yōu)勢(shì)平臺(tái)提供推進(jìn)系統(tǒng)，并對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。這份合同通過(guò)設(shè)計(jì)、分析、臺(tái)架試車(chē)、原型發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試和武器系統(tǒng)集成，使技術(shù)成熟并降低研制風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)計(jì)于2032年7月11日前完成。

報(bào)道稱，美國(guó)防部的通報(bào)中，沒(méi)有提到要在下一代空中優(yōu)勢(shì)飛機(jī)或在實(shí)際飛機(jī)上測(cè)試。然而，上述企業(yè)中，目前只有通用電氣和普惠是戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商，它們也是美國(guó)軍用戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大主要供應(yīng)商。文章認(rèn)為，將合同授予波音、洛克希德?馬丁和諾斯羅普?格魯曼公司看上去“很有趣”。美空軍似乎正在探索這些公司與通用電氣和普惠公司直接競(jìng)爭(zhēng)發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在收益的研發(fā)模式。

NGAP是NGAD的一部分，NGAD由一系列不同的項(xiàng)目組成，旨在開(kāi)發(fā)各種下一代戰(zhàn)術(shù)空戰(zhàn)能力，包括新武器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)和戰(zhàn)斗管理能力以及有人駕駛和無(wú)人駕駛飛機(jī)。計(jì)劃中的第六代載人戰(zhàn)斗機(jī)將與以前的戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)不同。從目前的跡象來(lái)看，該設(shè)計(jì)將優(yōu)先考慮隱身性、航程和有效載荷，而不是極端的機(jī)動(dòng)性。關(guān)于NGAP發(fā)動(dòng)機(jī)或?qū)?lái)可能使用它們的飛機(jī)的具體細(xì)節(jié)仍非常有限，整個(gè)NGAD計(jì)劃也是高度保密的。▲

“主機(jī)廠”也要研制發(fā)動(dòng)機(jī)?

針對(duì)此次美空軍把發(fā)動(dòng)機(jī)合同授予傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)廠商外的其他軍工集團(tuán)，“戰(zhàn)區(qū)”的文章認(rèn)為，美國(guó)空軍有興趣擴(kuò)大其潛在發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商范圍，并尋求促進(jìn)擴(kuò)大公司之間的競(jìng)爭(zhēng)，避免過(guò)度壟斷。文章認(rèn)為，當(dāng)涉及NGAP以及這些發(fā)動(dòng)機(jī)適配的飛機(jī)時(shí)，贏家通吃的結(jié)果極不可能。“失敗”的公司在這兩個(gè)項(xiàng)目上所做的一些研發(fā)工作，很可能仍然可以作為更大的團(tuán)隊(duì)努力的一部分納入最終設(shè)計(jì)。這樣做有助于加快工程和采購(gòu)流程，并分散成本和風(fēng)險(xiǎn)負(fù)擔(dān)。通用電氣和普惠將處于提供關(guān)鍵生產(chǎn)能力的有利位置，即使它們的設(shè)計(jì)最終沒(méi)有獲勝。

美國(guó)《空軍雜志》網(wǎng)站的文章認(rèn)為，因?yàn)樽冄h(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)需要和機(jī)身高度集成,以便更順暢地在不同模態(tài)之間進(jìn)行切換,將整機(jī)設(shè)計(jì)廠商納入這個(gè)計(jì)劃，可以幫助指導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)設(shè)計(jì)，以確保未來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)無(wú)縫集成。報(bào)道稱，國(guó)防工業(yè)協(xié)會(huì)新興技術(shù)研究所執(zhí)行主任、美國(guó)空軍前首席科學(xué)家馬克·J?劉易斯在接受采訪時(shí)說(shuō)，任何推進(jìn)系統(tǒng)都必須針對(duì)其運(yùn)行的特定平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于這些自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤其如此。“所以你需要與機(jī)身（廠商）　攜手開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)。要使自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)成為一種即插即用的系統(tǒng)將更加困難，但并非不可能。”劉易斯說(shuō)，自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的一些技術(shù)進(jìn)步可能需要戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)才能充分利用。特別是，自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)可以在針對(duì)推力和航程優(yōu)化的模式之間轉(zhuǎn)換。“今天如果設(shè)計(jì)一架飛機(jī)，你就會(huì)開(kāi)始決定，什么是最重要的。在性能方面，是否必須具有最大的加速度？它必須能夠飛行到最大航程嗎？但這兩個(gè)要求可能相互矛盾。”劉易斯說(shuō)，“有了自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也許能夠兩全其美。所以機(jī)身設(shè)計(jì)可能會(huì)反映這一點(diǎn)”。劉易斯認(rèn)為，其他考慮因素包括被納入自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中的“第三股氣流”（即第三個(gè)涵道產(chǎn)生的自適應(yīng)氣流）。第三股氣流改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何形狀。▲

F-35打算換發(fā)動(dòng)機(jī)?

除了為第六代戰(zhàn)斗機(jī)研制新型發(fā)動(dòng)機(jī)以外，美國(guó)空軍還在糾結(jié)如何為F1A戰(zhàn)斗機(jī)更換發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)“戰(zhàn)區(qū)”報(bào)道，美國(guó)空軍過(guò)去曾披露，“自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡計(jì)劃”(AETP)和NGAP之間存在直接聯(lián)系。通用電氣和普惠各自在AETP下開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，分別稱為XA100和XA101。雖然設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上有所不同，但兩款發(fā)動(dòng)機(jī)都可以根據(jù)情況在不同模式之間自動(dòng)切換，不同模式側(cè)重提高燃油效率或其他方面的能力。

美國(guó)空軍AETP的重點(diǎn)是為F-35的后續(xù)改進(jìn)版本開(kāi)發(fā)新發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，通用電氣正在倡導(dǎo)用其XA100或其改進(jìn)型、酉生產(chǎn)品裝備F-35。

該公司表示，XA100將使F-35和F-35C的航程增加30%,并將加速能力提高20%至40%,燃油經(jīng)濟(jì)性提高約25%。所有這些性能提升都取決于具體的裝載、任務(wù)概況和其他因素。

普惠目前正在提議對(duì)現(xiàn)有和在產(chǎn)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)上的F-135發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)，而不是推動(dòng)其XA101項(xiàng)目，美國(guó)空軍部長(zhǎng)肯德?tīng)栐_(kāi)表示支持用全新發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行替代，但他強(qiáng)調(diào)這是他的個(gè)人意見(jiàn)。而F-35聯(lián)合計(jì)劃辦公室仍在研究這些選項(xiàng)，成本和兼容性問(wèn)題可能是主要因素。另一個(gè)問(wèn)題是，至少現(xiàn)有的AETP發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，都不適合短距起飛、垂直降落型的F-35B。F-35B內(nèi)部配置方面具有更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)限制，包括大型垂直升降風(fēng)扇和皎接式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴,如果為其更換新發(fā)動(dòng)機(jī)，也需要與之集成。

與此同時(shí)，美國(guó)空軍也一直在警知兌，如果AETP被拋棄，將對(duì)美國(guó)I責(zé)氣發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)造成潛在負(fù)面影響。

據(jù)《空軍雜志》網(wǎng)站介紹，“自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡計(jì)劃”最初由美空軍研究實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行，現(xiàn)在由美空軍生命周期管理中心運(yùn)行。之前，普惠和通用電氣公司都表示，它們的發(fā)動(dòng)機(jī)續(xù)航里程增加了25%至30%，加速能力提高18%,并提高了機(jī)載電子設(shè)備的冷卻能力。潛在的其他好處包括為雷達(dá)系統(tǒng)和定向能武器提供更多的電力以及減少熱量特征以改善隱身性。▲