美軍六代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)入工程驗(yàn)證機(jī)階段

2016年7月11日，美國通用電氣公司宣布啟動(dòng)“自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展”（AETD）項(xiàng)目的高壓壓氣機(jī)和風(fēng)扇臺(tái)架試驗(yàn)，為后續(xù)開展全尺寸自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)研制和試驗(yàn)鋪平道路。此前在2016年6月30日，通用電氣公司和普惠公司分別被美國防部授予“自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目”（AETP）合同，總金額高達(dá)20億美元。作為AETD項(xiàng)目的后續(xù)，AETP項(xiàng)目將研發(fā)、制造和測(cè)試自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工程驗(yàn)證機(jī)，為2020年后參與美空軍六代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工程研制項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)做好準(zhǔn)備。由于美空軍已經(jīng)明確表示自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)將是第六代戰(zhàn)斗機(jī)的唯一動(dòng)力形式，這也標(biāo)志著美軍六代機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)已從技術(shù)研究階段正式轉(zhuǎn)入研制發(fā)展階段。

一、美國自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目基本情況

AETD項(xiàng)目自2012年啟動(dòng)，在前期預(yù)先研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新一代200千牛級(jí)自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并完成風(fēng)扇、核心機(jī)等關(guān)鍵部件的演示驗(yàn)證和技術(shù)熟化，將在2016年年底到2017年年初結(jié)束。AETD發(fā)動(dòng)機(jī)將用于美空軍、海軍第六代戰(zhàn)斗機(jī)，同時(shí)也可用于F-35戰(zhàn)斗機(jī)的中期換發(fā)選項(xiàng)。AETP項(xiàng)目則是在AETD的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，并開展整機(jī)制造和試車，未來還可能包含“安裝到F-35戰(zhàn)斗機(jī)上開展地面試車或飛行驗(yàn)證”的選項(xiàng)。該項(xiàng)目為期5年，計(jì)劃2021年結(jié)束。

通用電氣公司在AETD項(xiàng)目中發(fā)展的壓氣機(jī)和風(fēng)扇，派生自該公司在之前的美國空軍“自適應(yīng)通用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”（ADVENT）項(xiàng)目中發(fā)展的同類部件，圖為該公司在ADVENT項(xiàng)目中開展試驗(yàn)（美國通用電氣公司圖片）

盡管兩家公司的具體方案處于保密狀態(tài)，但空軍表示，AETP發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能目標(biāo)之一是：相比當(dāng)前戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃油效率提高25%，推力提高10%。為滿足未來戰(zhàn)斗機(jī)上新型傳感器和定向能武器的巨大功率需求，AETP發(fā)動(dòng)機(jī)還將對(duì)顯著提升的熱管理能力進(jìn)行演示驗(yàn)證。

諾格公司公布的美國空軍六代機(jī)F-X概念方案。圖中可見該機(jī)用高能激光武器連續(xù)射擊多個(gè)目標(biāo)。該公司強(qiáng)調(diào)，只有采用新型熱管理技術(shù)，才能確保機(jī)載激光武器多次快速連續(xù)發(fā)射；將隱身、速度、機(jī)動(dòng)性、革命性的新型熱管理技術(shù)聚為一體，是贏得美國空、海軍六代機(jī)項(xiàng)目的關(guān)鍵。美國空軍顯然也秉持這一觀點(diǎn)，因此會(huì)在AETP項(xiàng)目中提出顯著提升熱管理能力的要求，并擬對(duì)此進(jìn)行演示驗(yàn)證。（美國諾格公司圖片）

二、美國自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)已取得突破

美空軍2007年以來已開展多項(xiàng)自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，持續(xù)提升三涵道自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的成熟度。通用電氣公司2014年成功實(shí)現(xiàn)了預(yù)研階段的自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)試車，這是工業(yè)界迄今唯一的一臺(tái)自適應(yīng)循環(huán)的三涵道發(fā)動(dòng)機(jī)。2015年3月，通用電氣公司通過了AETD項(xiàng)目初始設(shè)計(jì)評(píng)審，計(jì)劃到2017年下半年完成詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審；此外還在AETD項(xiàng)目中開展了燃燒室扇形段研發(fā)試驗(yàn)、三涵道冷卻流動(dòng)和噴流效應(yīng)試驗(yàn)以及輕重量風(fēng)扇靜子葉片評(píng)估，在F414發(fā)動(dòng)機(jī)上測(cè)試了陶瓷基復(fù)合材料制造的尾噴管調(diào)節(jié)片、密封片和低壓渦輪第二級(jí)動(dòng)葉，對(duì)熱交換器、加力燃燒室組件、軸承、機(jī)械系統(tǒng)和高壓壓氣機(jī)進(jìn)行了不同類型的臺(tái)架試驗(yàn)。