• F-35发动机之变

  •     F-35在未来改进中究竟应采用怎样的发动机?最近几年,这个问题始终争议不断。
        事实上,F-35选择发动机的问题,在整个美军的内部,也并没有一致的答案。
        比如美国空军、海军、海军陆战队三大军种,虽然同为F-35用户,但他们有着完全不同的战略任务学说和装备使用场景。F-35A/B/C三种机型,实际上需要3种不同的发动机:尽管它们衍生自同一基础设计方案,但在事实上是无法通用的。
        相较于F-35A采用的常规陆基版本发动机,F-35B/C都需要长时间在海洋环境下使用,对于防潮排水、防盐雾腐蚀等性能有着特殊要求,这意味着大量部件从基本材料、表面处理工艺、紧固件选用都不相同。
        更进一步说,F-35C需要频繁进行撞击式降落的着舰飞行。发动机结构和紧固件都要进行额外的强化,才能保证可靠性和使用寿命。而F-35B的发动机差异最大,它不仅需要从前方分流出巨大的机械功率用于驱动专门的升力风扇,而且尾喷管也必须是更复杂的可偏转结构。
        按照目前公布的数据,美国空军计划购买1763架F-35A,美国海军计划购买273架F-35C,美国海军陆战队计划购买353架F-35B和67架F-35C。而截至目前,美国空军实际服役320架F-35A,美国海军实际服役26架F-35C,美国海军陆战队实际服役127架F-35B。
        F-35A的数量,特别是尚未投入建造的数量,远远高于F-35B/C。如果考虑到F-35的全球市场中,拥有大吨位常规起降航母和两栖攻击舰的客户很少,B/C型的数量比例劣势,还将进一步放大。
        通用电气公司目前正在研发中的XA-100发动机,本身具备极为浓重的验证性质,远未发展到进一步衍生出舰载或者垂直降落功能的程度。它只有向陆基常规起降的F-35A移植,才是节点速度最快、技术风险最小、成本最低的。F-35C又次之,而匹配F-35B的工作则会最为复杂。显而易见,如果F-35要装备XA-100,性价比上最占便宜的一定是美国空军,花的钱最少,能改装的飞机最多,军种整体作战能力提升最大,形成战斗力也最快。按照此前通用公司的表态,如果一切顺利,XA-100的正式版本A-100发动机,最早可以在2027年装备在F-35A上交付使用。美国海军相较之下就要吃亏不少,他们要支付更多的额外费用用于发动机研发,而且只能分摊在两百多架飞机上——美国空军是更少的费用,分摊到超过1000多架飞机。
        如果只从技术角度来讲,海军陆战队的F-35B其实是最渴望发动机更新换代的。垂直降落需要的特殊设计,极大地侵占了飞机的可用空间和重量指标。这使得F-35B是F-35家族中,性能受制于发动机最直观最显著的型号。XA-100更高的推力,更低的油耗,理论上可以使F-35B在起降时的载荷能力、作战打击半径获得突破性的大幅度提升。
        但出于经济角度的现实考虑,美国海军陆战队恐怕恰恰是对换装XA-100最不感兴趣的军种。首先,XA-100发展出垂直降落型号的成本是最为高昂的,远远高于发展出舰载常规起降版本。另一方面,目前他们的F-35B已经交付了超过1/3,考虑到为XA-100适配升力风扇、偏转喷管等额外工作所需要的时间,服役的时间节点基本不可能早于2030年,起码是7年之后。
        从2012年11月接受第一架F-35B开始,美国海军陆战队在不到11年时间内接收了近130架飞机,而且途中还经历了F-35早期的严重成本超支和产能低谷阶段、乃至全球疫情问题。按照现有的趋势判断,未来7年内,F-35B的平均年交付数量只会比过去11年更高。
        这意味着XA-100的垂直降落版本交付使用之时,美国海军陆战队最多可能只有几十架新订单能用上它。而其余的已有飞机,要么批次太早、缺乏改装价值甚至技术上不可行;要么新交付没几年,更换新动力系统在经济上并不划算。    
        从目前的技术趋势看,自适应变循环发动机将会是下一代战术飞机的理想动力系统。对于现有五代机的远期改进升级,也有着巨大的性能吸引力。
        但F-35不同型号之间差异巨大的使用需求和订单数量,决定了F-35B/C如果要换装新型发动机,将面临远高于F-35A的成本阻碍。从经济角度判断,未来有可能出现部分F-35A换装自适应变循环发动机,而F-35B/C均继续使用F135改型的情况。
    (据中国航空新闻网)

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