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美第六代发动机将全面提升战机性能 可装配F35 查看下一页

2012年11月16日 08:54 来源:中国青年报 参与互动(0)

  据美国《航宇日报》11月2日报道,美国通用电气和普惠公司获得了价值超过6.8亿美元的演示验证变循环战斗机发动机合同。美国空军希望这两家公司继续完善“自适应发动机技术开发”项目,通过大幅度提高发动机的燃烧效率、大幅度增加发动机推力和飞机航程,生产出第六代作战飞机所需的发动机。

  正当人们惊叹第四代、第五代飞机及其发动机的卓越性能时,美国第六代发动机即将面世。

  第六代发动机对于全面提升飞机性能具有里程碑意义

  长期以来,美国坚信先进武器装备是战争胜负的“决定性”因素,因而十分注重先进军事技术的研发。近年来, 由于俄罗斯等国大力开发第五代战机和先进防空系统,美军预测,到本世纪20年代中期,美国将会失去对俄罗斯的空战优势。

  出于这种考虑,美国军方下定决心:停止第五代战机F-22的生产,把资金用于第六代战机的研制。目的是使自己始终处于航空技术的最前沿,保持对潜在敌人的飞机代差,确保美国的空中优势地位。

  F-22战机初期概念性研究始于上世纪80年代初,美国将这些概念变成行动能力用了20多年。这一历史经验使其认识到:只有及早动手,才能拥有对潜在对手的绝对军事优势,让对手不敢对美国发动战争。为此,美国需要另外一个20年来研制第六代战机,并力争使其在2028~2032年服役。

  航空发动机是飞机的心脏。发展第六代战斗机,迫切需要相应的发动机。为此,美军早在2006年就开始了第六代发动机的论证工作。根据美国空军研究实验室的研制计划,第六代发动机共分两个阶段进行技术研发。

  第一阶段开发“自适应通用发动机技术”(ADVENT)项目。由罗尔斯·罗伊斯公司和通用电气公司承担,共耗资5.24亿美元,目的是演示第六代战斗机的动力装置技术,该技术的主要用途是为下一代亚声速轰炸机提供动力。

  这个项目分两步进行:第一步,在2007~2008年,进行为期一年的概念探索研究,初步设计出发动机并进行关键部件试验;第二步,从2009年9月开始,进行为期3年的研制。要在风扇、压气机和涡轮等核心部件上取得重大突破。

  目前,第一阶段的项目任务已基本完成,通用电气公司已经完成自适应风扇技术的演示实验工作,并进行了首台核心机的测试,发动机的核心机已实现变流量工作,并进行了技术验证,2013年还将进行整机试车。

  第二阶段是“自适应发动机技术开发”(AETD)项目。由通用电气公司和普惠公司承担,重点是为超声速战斗机提供动力。该项目从2013年开始,为期4年,计划2015年前进行环形燃烧室和高压压气机装置试验,2016年进行自适应风扇和核心机验证机试验,并完成地面演示验证,2017年进行整机地面试验。

  美军认为,这两个项目对于保持美国在发动机技术领域的优势地位十分重要,其意义如同由涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步,对于全面提升飞机的性能具有里程碑意义。

  “三流道”技术实现原理突破

  从原理上讲,一台好的航空涡轮发动机,其性能主要取决于两大方面:大压比和高温度。增大压比可提高压缩机的压力,使压缩机进来的气体产生很高的压力。提高温度就是提高涡轮前温度,使燃烧室里温度增高。从当今航空发动机的情况看,如果没有发动机原理方面的重大突破,这两个指标再向上提的空间都不大。

  美国预研的第六代发动机有多种不同的类型,比较典型的有两种:一种是以通用电气公司为代表的新一代发动机。这类发动机运用了自适应通用发动机技术等新的技术方案和原理。

  另一种是以普惠公司为代表的改进型发动机,这类发动机是在已有发动机的基础上改进而成的。例如,普惠公司研制的PW9000第六代发动机,就是在F135和“静洁动力”PW1000齿轮传动发动机基础上发展而来的。

  但无论是哪种类型的发动机,都运用了变循环发动机的自适应风扇技术等关键技术,并且都研制了全新的高压核心机。

  第六代发动机在技术原理上最重大的突破就是“三流道”技术。该技术全称是:变前端可旁通“三流道”架构技术。传统涡扇发动机拥有核心机和涵道两种气流形式,第六代发动机则有了第三个外流道。

  该外流道的第三股气流由自适应风扇产生,关闭外流道,可提升起飞和超声速阶段的推力;打开外流道,则能降低巡航和留空时的燃油消耗率。此外,有了外流道,可极大改进发动机的热管理及进气道压力恢复能力,减小发动机内的气流阻力,提高气动效率,从而减小安装阻力,增大发动机的功率,这不仅能使飞机达到6马赫的高速度,还可为飞机提供额外的冷却空气。

【编辑:王金志】

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