美軍六代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)研制進(jìn)入工程驗證機(jī)階段

2016年7月11日，美國通用電氣公司宣布啟動“自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展”（AETD）項目的高壓壓氣機(jī)和風(fēng)扇臺架試驗，為后續(xù)開展全尺寸自適應(yīng)發(fā)動機(jī)研制和試驗鋪平道路。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)動機(jī)轉(zhuǎn)化項目”（AETP）合同，總金額高達(dá)20億美元。作為AETD項目的后續(xù)，AETP項目將研發(fā)、制造和測試自適應(yīng)發(fā)動機(jī)工程驗證機(jī)，為2020年后參與美空軍六代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)工程研制項目競標(biāo)做好準(zhǔn)備。由于美空軍已經(jīng)明確表示自適應(yīng)發(fā)動機(jī)將是第六代戰(zhàn)斗機(jī)的唯一動力形式，這也標(biāo)志著美軍六代機(jī)發(fā)動機(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)動機(jī)技術(shù)研發(fā)項目基本情況

AETD項目自2012年啟動，在前期預(yù)先研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計新一代200千牛級自適應(yīng)發(fā)動機(jī)，并完成風(fēng)扇、核心機(jī)等關(guān)鍵部件的演示驗證和技術(shù)熟化，將在2016年年底到2017年年初結(jié)束。AETD發(fā)動機(jī)將用于美空軍、海軍第六代戰(zhàn)斗機(jī)，同時也可用于F-35戰(zhàn)斗機(jī)的中期換發(fā)選項。AETP項目則是在AETD的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善自適應(yīng)發(fā)動機(jī)設(shè)計，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證”的選項。該項目為期5年，計劃2021年結(jié)束。

通用電氣公司在AETD項目中發(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)動機(jī)技術(shù)”（ADVENT）項目中發(fā)展的同類部件，圖為該公司在ADVENT項目中開展試驗（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)動機(jī)還將對顯著提升的熱管理能力進(jìn)行演示驗證。

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)射擊多個目標(biāo)。該公司強調(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)項目的關(guān)鍵。美國空軍顯然也秉持這一觀點，因此會在AETP項目中提出顯著提升熱管理能力的要求，并擬對此進(jìn)行演示驗證。（美國諾格公司圖片）

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

美空軍2007年以來已開展多項自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)研發(fā)項目，持續(xù)提升三涵道自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)的成熟度。通用電氣公司2014年成功實現(xiàn)了預(yù)研階段的自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)驗證機(jī)試車，這是工業(yè)界迄今唯一的一臺自適應(yīng)循環(huán)的三涵道發(fā)動機(jī)。2015年3月，通用電氣公司通過了AETD項目初始設(shè)計評審，計劃到2017年下半年完成詳細(xì)設(shè)計評審；此外還在AETD項目中開展了燃燒室扇形段研發(fā)試驗、三涵道冷卻流動和噴流效應(yīng)試驗以及輕重量風(fēng)扇靜子葉片評估，在F414發(fā)動機(jī)上測試了陶瓷基復(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動葉，對熱交換器、加力燃燒室組件、軸承、機(jī)械系統(tǒng)和高壓壓氣機(jī)進(jìn)行了不同類型的臺架試驗。