
人類(lèi)對飛行極致的需求使得飛行器越來(lái)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(shí)現空中機動(dòng)。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(guò)音速,還要達到上千公里的航程。
對于第五代戰斗機來(lái)說(shuō),需要起降距離更短、航程更遠、超音速巡航能力更強。發(fā)展到這個(gè)階段,人類(lèi)飛行已經(jīng)早已遠離浪漫。和鳥(niǎo)類(lèi)肌肉力量相比,噴氣發(fā)動(dòng)機是“暴力美學(xué)”的工程典范。按照一些極端者的說(shuō)法,只要有發(fā)動(dòng)機,就是一塊磚頭也能飛起來(lái)。
隨著(zhù)軍用飛機的使用環(huán)境日趨苛刻,發(fā)動(dòng)機已經(jīng)成為未來(lái)研制作戰飛機成功的關(guān)鍵。航空發(fā)動(dòng)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(jià)值超過(guò)6.8億美元的演示驗證變循環(huán)戰斗機發(fā)動(dòng)機合同,將在2013年進(jìn)行自適應風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機的驗證機試車(chē)。媒體披露,這次驗證的相關(guān)技術(shù),將在2020年左右達到實(shí)用狀態(tài),既有可能應用于現有的F-35戰機,也可能配套未來(lái)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(fā)動(dòng)機之后,第六代發(fā)動(dòng)機競賽打響了。
研制第六代發(fā)動(dòng)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(zhù)多用途方向發(fā)展;另一方面,從低亞聲速待機到高亞聲速、超聲速巡航機動(dòng),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(fā)動(dòng)機,其后的F-35則采用了由F-119衍生的F-135發(fā)動(dòng)機??紤]到F-22和F-35上萬(wàn)億的采購規模和發(fā)動(dòng)機在戰機整體價(jià)格的巨大比例,普惠公司在這場(chǎng)發(fā)動(dòng)機競賽中,至少獲得3000億美元的發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)合同。
如此巨大的市場(chǎng),難怪通用電氣這樣的失敗者一點(diǎn)都不甘心。這些年,通用電氣一直堅持F-136發(fā)動(dòng)機的研發(fā)。在F-136最后被終止之后,美軍又適時(shí)啟動(dòng)自適應發(fā)動(dòng)機技術(shù)研發(fā)計劃。普惠公司生產(chǎn)單位所在四個(gè)州的參議員,聯(lián)名向美國空軍質(zhì)詢(xún):自適應發(fā)動(dòng)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(kāi)表示:這不是復蘇F-35備選發(fā)動(dòng)機,而是技術(shù)升級和預研,并把普惠公司也納入到了這個(gè)項目之中。
所謂的變循環(huán)發(fā)動(dòng)機,是指在一臺發(fā)動(dòng)機上,通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機的一些部件的幾何形狀、尺寸或者位置,來(lái)實(shí)現不同熱力循環(huán)的燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機。變循環(huán)發(fā)動(dòng)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(shí)減小涵道比,以增大推力;在起飛和亞聲速飛行時(shí),加大涵道比,以降低耗油率和噪聲。
從現有資料來(lái)看,通用電氣在變循環(huán)發(fā)動(dòng)機研制中處于領(lǐng)先地位。普惠盡管也有變流路控制這類(lèi)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機技術(shù),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(fā)動(dòng)機計劃非常警惕的主要原因。
無(wú)論自適應發(fā)動(dòng)機最后能取得何種成果,第六代戰機“心臟”競賽已經(jīng)打響。盡管和發(fā)達國家有著(zhù)不小差距,但在資源調配和技術(shù)后發(fā)上,中國有著(zhù)自身優(yōu)勢。因此,在這場(chǎng)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(dòng)力未來(lái)技術(shù)繪制一份穩妥、可靠的發(fā)展路線(xiàn)圖。
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