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世界最強戰機發動機:普惠135,F35的「心臟」,推力到底有多強?

2024-09-14軍事

美國F-35戰機使用的惠普F135型發動機是一款相當先進的軍用航發,甚至不少人認為它是全球最強的戰機發動機。那麽這款F-35戰機的「心臟」,推力到底有多強?

惠普F135型發動機

惠普F135發動機

惠普F135型發動機是一個統稱,它主要分為惠普F135-PW-100和惠普F135-PW-600這兩個子型號。

前者用在空軍使用的F-35A型戰機和海軍使用的F-35C型戰機身上,後者用在海軍陸戰隊使用的F-35B型戰機身上。

當前使用最多也是最普遍的,當然是惠普F135-PW-100型發動機。

這款發動機在最大推力可達191.35千牛(43,000磅力),中間推力為124.6千牛(28,000磅力)。

相對比之下,美國F-22戰機使用的F119-PW-100型發動機,最大推力是173千牛,中間推力是116千牛。

F119-PW-100型發動機

中國殲-20戰機使用的渦扇-15型發動機,外界猜測其最大推力為18.5噸,也就是181.36千牛。

渦扇-15型發動機

這樣對比來看,惠普F135-PW-100型發動機的推力明顯高於F-22戰機使用的F119型發動機,和中國殲-20使用的渦扇-15型發動機。

在其它數據方面,F135-PW-100發動機的凈重為1701公斤,推重比為11.47,涵道比為0.57,渦輪前溫度為1980攝氏度左右,總壓比為28.5。

從技術上來說,F135-PW-100發動機即使是對上中俄的航發水平,也是處於先進領域。

F135-PW-100發動機采用三級風扇設計,第一級風扇采用OMC材料,即孔碳材料。

惠普F135型發動機

並且這一級的風扇材料是中空的,在保證了強度和韌性的情況下,盡可能的降低了其重量。

第二級風扇和第三級材料采用鈦合金,盡可能的保證強度和耐熱能力,並用線性摩擦焊工藝焊接在盤體上。

壓縮機方面,該型航發采用六級高壓壓縮機,前兩級葉盤采用鈦合金材料,後四級采用高強度鎳基合金。

燃燒室方面,F135發動機延續了F119發動機的設計,內膽采用沖擊冷卻和氣膜冷卻,內壁還鋪有浮壁陶瓷塗層鎳基鑄件材料。

惠普F135型發動機

這種設計極耐高溫,F135發動機的燃燒室出口溫度可以達到恐怖的2176攝氏度。

並且F135發動機還具有狀態監視和故障診斷能力,可以判斷自身是否吸入了顆粒,可以監控發動機微粒、渦流葉片等器材的狀態。

該型發動機還搭載了數據鏈系統,可以將數據即時傳輸給後方。這一能力可以加強發動機的維護能力,可以確保戰機在戰時能高強度作戰。

平常維護的時候,這一功能可以減少維護步驟,降低維護難度。

惠普F135型發動機上的傳感器

當戰機降落到機場之前,後方可以快速判斷發動機要進行哪些維護工作,從而提前進行準備。

在高強度作戰的時候, 空軍基地提前進行維護準備可以快速進行維護工作,讓戰機以更快的速度以及更好的姿態面對戰場。

所以從技術上來說,F135型發動機是非常先進的,體現出了美國強大的技術實力和先進的航空工業水平。

惠普F135型發動機的缺陷

不過這也並不是說F135型發動機沒有缺陷。這款發動機最大的缺陷,就是其涵道比太大。

發動機追求更大的推力是需要代價的,F135發動機作為一款在F119型發動機基礎上研發而來的發動機,在技術水平沒有得到明顯進步的情況下,還想提升推力,就需要付出其它方面的一些代價。

惠普F135型發動機

美國給出的方案,是在F119發動機的基礎上提升涵道比。

F119發動機的涵道比是0.3左右,渦扇-15發動機外界推測其涵道比為0.25到0.38之間。

但F135型發動機,涵道比達到了0.57。

航發在其它效能和技術都不變的情況下,涵道比越大越省油,同時越容易獲得更大的推力。

相反, 涵道比越小越費油,但能獲得更強的爆發力,能在更短時間內使飛機達到更快的速度,且能在更長時間內維持飛機的高速度。

F135型發動機有這麽大的推力,不是為了讓這款戰機在飛行時獲得更強的飛行能力,而是為了在F-35戰機只采用了一台發動機的情況下,將這麽大一坨飛機送上天。

F-35戰機起飛

所以F135型發動機在效能上表現得很突出,但F-35戰機的效能卻表現不佳。

F-35戰機的最快速度為1.6馬赫,相較於F-22戰機和殲-20戰機超過2馬赫的速度,F-35戰機的速度明顯是比較快的。

並且在2020年的時候,F-35戰機還爆出飛太快會給戰機帶來較大壓力的情況。

當時「F-35聯合專案辦公室」給出了一份報告,提出 F-35戰機的最快飛行速度最好不要超過1.2馬赫,且超音速飛行時間最好不要超過1分鐘,不然會損壞飛機。

這就說明F-35戰機是一款亞音速飛行效能較為優異,但超音速飛行效能比較拉胯的飛機。

F-35戰機

美國的航空工業能力開始下降

並且隨著美國的去工業化,美國的航空工業能力貌似也開始了下降。

2022年的時候,美國一度打算給F-35戰機換發動機,計劃在2028年時給所有F-35戰機換上更新更強的發動機。

但是當時間來到2023年的時候,美國國防部卻以換發動機壓力太大為由放棄了F-35戰機換發動機的計劃。

這一情況的發生,要麽說明美國的技術水平相對落後了,生產新一代航發的壓力很大。

要麽就是在經濟上,美國沒法應對給F-35換新發動機的成本。

F-35戰機尾噴管

同時在2023年的時候,特朗普在社交媒體上怒噴F-35戰機,稱這款戰機應該上兩台發動機。

這就說明 至少一台F135發動機,是沒法滿足F-35戰鬥機的需求的,單台發動機使得F-35戰機的效能受到了極大的限制。

總體來看,透過F135發動機,我們可以看出美國的航空發動機技術很強。

但這款發動機只能體現出美國10年前的航發技術。

美國進行航發測試

這些年來隨著波音公司爆出的各種問題,以及F-35戰機出現的一系列問題,很難讓人懷疑現在的美國航發技術,還能和10年前的自己相比。

資訊來源:

【1】環球網·【飛太快就會損壞,美國給F-35限速,超音速飛行不能超1分鐘】

【2】觀察者網·【特朗普發文怒噴:F35應裝兩台發動機!】

【3】環球網·【F35戰機為何麻煩不斷?新技術太多還有一大隱患】