變循環(huán)發(fā)動機：技術(shù)進展順利，應用仍有爭議

航空發(fā)動機的研發(fā)之路艱難且漫長，而投入使用時也要耗費巨資，因此慎之又慎也是可以理解的。

9月7日，GE公司宣布已在其高空試驗臺上啟動第2臺XA100自適應循環(huán)發(fā)動機的測試。XA100的首臺發(fā)動機已于2020年12月開始試驗，現(xiàn)在第2臺發(fā)動機的測試，將使GE能繼續(xù)收集更多、更全面的試驗數(shù)據(jù)，使該發(fā)動機的設計得以進一步成熟。

這兩臺XA100也是GE此前在AETP計劃中僅有的兩臺原型發(fā)動機。GE表示，XA100綜合了三方面關(guān)鍵的創(chuàng)新：一是自適應發(fā)動機循環(huán)，二是三涵道架構(gòu)，三是廣泛使用先進的組件技術(shù)。這些創(chuàng)新技術(shù)的使用，使XA100比當前同等尺寸條件的發(fā)動機推力增大10%，燃油效率提高25%。

第2臺XA100在GE公司完成第一階段測試之后，將在美國空軍的阿諾德工程發(fā)展綜合體（AEDC）繼續(xù)測試，以完成美國空軍“自適應發(fā)動機轉(zhuǎn)化計劃”（AETP）的測試要求。XA100就是GE公司在AETP計劃下的產(chǎn)物，按AETP要求被設計為可直接裝上F-35戰(zhàn)斗機并與之集成。

然而，雖然GE公司的XA100測試進展順利，但AETP計劃要求其產(chǎn)品可直接為F-35換發(fā)的想法，在最近卻遭遇了一些爭議。

現(xiàn)役F-35換發(fā)遭遇變數(shù)？

美國空軍近期有觀點表示，這種新型的“自適應發(fā)動機”與目前F-35戰(zhàn)斗機上使用的發(fā)動機差別較大，可能無法直接將其作為現(xiàn)有機型的動力裝置而進行換裝。提出這一觀點的是美國空軍相關(guān)部門負責人戴爾·懷特將軍，他于8月12日在美國空軍生命周期管理中心召開的研討會上向記者表達了他的看法。

懷特將軍表示，美國空軍目前工作重點是如何充分利用現(xiàn)有裝備發(fā)揮更大的戰(zhàn)斗力，而不是面向未來尋找新的可能。與目前的發(fā)動機相比，自適應變循環(huán)發(fā)動機在技術(shù)上和使用上都很不同，而替換升級現(xiàn)役飛機的發(fā)動機是很復雜的事，必須考慮這樣的投資能帶來多少回報。因此，這種變循環(huán)發(fā)動機技術(shù)更可能適用于下一代戰(zhàn)斗機以及未來其他項目。

但是在隨后的發(fā)言中，有人表示懷特將軍雖然大多數(shù)戰(zhàn)機的發(fā)動機項目，但卻不具體負責F-35，而他的言論也不是對F-35換裝變循環(huán)發(fā)動機計劃反饋或暗示。對此，F(xiàn)-35聯(lián)合計劃辦公室表示，目前換裝自適應變循環(huán)發(fā)動機的確不是F-35當下的需求，但他們正在與相關(guān)廠家合作，以評估這種新技術(shù)以便未來能夠在F-35上使用。

其實與懷特將軍類似的言論已不是第一次出現(xiàn)，例如在今年春季，美國空軍有高級領(lǐng)導人表示，在預期的預算范圍內(nèi)無法承受對已服役的發(fā)動機進行全面更換，而新上任的空軍部長弗蘭特·肯德爾也在接受采訪時表示，未來版本的F-35戰(zhàn)機更可能會使用自適應變循環(huán)技術(shù)開發(fā)的新發(fā)動機，而并非現(xiàn)有F-35的換發(fā)。（He added: “There are also some technologies that could go into future upgrades that could reduce some of the operational costs, such as fuel, significantly, but we’re not ready to commit to those at this point.” He nodded when asked if he was referring to a “next-generation engine.”）

對于這樣的爭論，發(fā)動機制造商自然不會無視，畢竟這關(guān)系到自己的巨大投資能否得到回報。例如F-35現(xiàn)役發(fā)動機的制造商普惠公司的最新表態(tài)則是可以對 F135 發(fā)動機進行改進，以提高推力和效率，而且改進成本遠低于更換自適應變循環(huán)發(fā)動機。

普惠負責 F135 發(fā)動機項目的副總裁詹尼弗·拉特卡表示，當前的AETP 技術(shù)僅適用于F-35A 和 F-35C 型號，而無法適用于具有垂直/短距起降功能的 F-35B；而如果要為F-35B開發(fā)AETP之外的另一款發(fā)動機的話，則F-35換發(fā)項目在50 年生命周期內(nèi)的預算可能增加到400 億美元。因此，此前懷特將軍雖然可能沒有詳細算過“400億美元”的數(shù)字，但他對換發(fā)成本的顧慮并不是沒有依據(jù)的。

而普惠此番的F135的改進計劃，則是基于F-35戰(zhàn)斗機的升級提出的，而且改進的發(fā)動機可以使用相同的生產(chǎn)和維護設施，因此成本相對較低。具體到升級項目本身，普惠表示可以將F135的推力和燃油效率各提高10%，使F-35B在垂直起降狀態(tài)下的推力提高5%，熱管理能力提高50%。

在F-35的Block 4升級計劃中，飛機要攜帶更重的有效載荷，并且電子設備能力也更強——這就需要更多的冷卻，而如果沒有更好的發(fā)動機，那么Block 4的升級可能無法達到預期的目標。當然，拉特卡認為當前的F135“并沒有缺陷”，但F-35的升級已經(jīng)超過了該發(fā)動機當初的性能需求，因此升級是必要的，希望在F-35項目的整個生命周期能實現(xiàn)一次。

而對于AETP項目，拉特卡沒有評論普惠的XA101是否適合 F-35的換發(fā)，只是說該發(fā)動機“一直打算成為六代機的”動力裝置，并且也認為全新的技術(shù)存在大量風險，需要大量的驗證工作，因此不適合當前的F-35。

推進技術(shù)研發(fā)才是關(guān)鍵

以上不同人士的觀點不難看出，美軍內(nèi)部對F-35換裝新型發(fā)動機的計劃似乎正在發(fā)生改變，但對于新發(fā)動機的技術(shù)開發(fā)本身，美軍還是抱支持的態(tài)度。

美國空軍參謀長查爾斯·布朗將軍表示于9月8日表示應該繼續(xù)資助F-35新發(fā)動機的研制，即使“它最終是一堆廢鐵”。

此前美國眾議院軍事委員會通過了一項 2022 年的國防政策法案，該法案要求美國國防部解釋在F-35上面安裝更好的發(fā)動機的必要性。因此布朗發(fā)表了上述觀點，并且認為對于新技術(shù)的研發(fā)是必要的，這樣在未來就有選擇的機會；而如果停止研發(fā)，那么未來連選擇的機會都沒有了。

來源：國際航空