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世界最强战机发动机:普惠135,F35的「心脏」,推力到底有多强?

2024-09-14军事

美国F-35战机使用的惠普F135型发动机是一款相当先进的军用航发,甚至不少人认为它是全球最强的战机发动机。那么这款F-35战机的「心脏」,推力到底有多强?

惠普F135型发动机

惠普F135发动机

惠普F135型发动机是一个统称,它主要分为惠普F135-PW-100和惠普F135-PW-600这两个子型号。

前者用在空军使用的F-35A型战机和海军使用的F-35C型战机身上,后者用在海军陆战队使用的F-35B型战机身上。

当前使用最多也是最普遍的,当然是惠普F135-PW-100型发动机。

这款发动机在最大推力可达191.35千牛(43,000磅力),中间推力为124.6千牛(28,000磅力)。

相对比之下,美国F-22战机使用的F119-PW-100型发动机,最大推力是173千牛,中间推力是116千牛。

F119-PW-100型发动机

中国歼-20战机使用的涡扇-15型发动机,外界猜测其最大推力为18.5吨,也就是181.36千牛。

涡扇-15型发动机

这样对比来看,惠普F135-PW-100型发动机的推力明显高于F-22战机使用的F119型发动机,和中国歼-20使用的涡扇-15型发动机。

在其它数据方面,F135-PW-100发动机的净重为1701公斤,推重比为11.47,涵道比为0.57,涡轮前温度为1980摄氏度左右,总压比为28.5。

从技术上来说,F135-PW-100发动机即使是对上中俄的航发水平,也是处于先进领域。

F135-PW-100发动机采用三级风扇设计,第一级风扇采用OMC材料,即孔碳材料。

惠普F135型发动机

并且这一级的风扇材料是中空的,在保证了强度和韧性的情况下,尽可能的降低了其重量。

第二级风扇和第三级材料采用钛合金,尽可能的保证强度和耐热能力,并用线性摩擦焊工艺焊接在盘体上。

压缩机方面,该型航发采用六级高压压缩机,前两级叶盘采用钛合金材料,后四级采用高强度镍基合金。

燃烧室方面,F135发动机延续了F119发动机的设计,内胆采用冲击冷却和气膜冷却,内壁还铺有浮壁陶瓷涂层镍基铸件材料。

惠普F135型发动机

这种设计极耐高温,F135发动机的燃烧室出口温度可以达到恐怖的2176摄氏度。

并且F135发动机还具有状态监视和故障诊断能力,可以判断自身是否吸入了颗粒,可以监控发动机微粒、涡流叶片等设备的状态。

该型发动机还搭载了数据链系统,可以将数据实时传输给后方。这一能力可以加强发动机的维护能力,可以确保战机在战时能高强度作战。

平常维护的时候,这一功能可以减少维护步骤,降低维护难度。

惠普F135型发动机上的传感器

当战机降落到机场之前,后方可以快速判断发动机要进行哪些维护工作,从而提前进行准备。

在高强度作战的时候, 空军基地提前进行维护准备可以快速进行维护工作,让战机以更快的速度以及更好的姿态面对战场。

所以从技术上来说,F135型发动机是非常先进的,体现出了美国强大的技术实力和先进的航空工业水平。

惠普F135型发动机的缺陷

不过这也并不是说F135型发动机没有缺陷。这款发动机最大的缺陷,就是其涵道比太大。

发动机追求更大的推力是需要代价的,F135发动机作为一款在F119型发动机基础上研发而来的发动机,在技术水平没有得到明显进步的情况下,还想提升推力,就需要付出其它方面的一些代价。

惠普F135型发动机

美国给出的方案,是在F119发动机的基础上提升涵道比。

F119发动机的涵道比是0.3左右,涡扇-15发动机外界推测其涵道比为0.25到0.38之间。

但F135型发动机,涵道比达到了0.57。

航发在其它性能和技术都不变的情况下,涵道比越大越省油,同时越容易获得更大的推力。

相反, 涵道比越小越费油,但能获得更强的爆发力,能在更短时间内使飞机达到更快的速度,且能在更长时间内维持飞机的高速度。

F135型发动机有这么大的推力,不是为了让这款战机在飞行时获得更强的飞行能力,而是为了在F-35战机只采用了一台发动机的情况下,将这么大一坨飞机送上天。

F-35战机起飞

所以F135型发动机在性能上表现得很突出,但F-35战机的性能却表现不佳。

F-35战机的最快速度为1.6马赫,相较于F-22战机和歼-20战机超过2马赫的速度,F-35战机的速度明显是比较快的。

并且在2020年的时候,F-35战机还爆出飞太快会给战机带来较大压力的情况。

当时「F-35联合项目办公室」给出了一份报告,提出 F-35战机的最快飞行速度最好不要超过1.2马赫,且超音速飞行时间最好不要超过1分钟,不然会损坏飞机。

这就说明F-35战机是一款亚音速飞行性能较为优异,但超音速飞行性能比较拉胯的飞机。

F-35战机

美国的航空工业能力开始下降

并且随着美国的去工业化,美国的航空工业能力貌似也开始了下降。

2022年的时候,美国一度打算给F-35战机换发动机,计划在2028年时给所有F-35战机换上更新更强的发动机。

但是当时间来到2023年的时候,美国国防部却以换发动机压力太大为由放弃了F-35战机换发动机的计划。

这一情况的发生,要么说明美国的技术水平相对落后了,生产新一代航发的压力很大。

要么就是在经济上,美国没法应对给F-35换新发动机的成本。

F-35战机尾喷管

同时在2023年的时候,特朗普在社交媒体上怒喷F-35战机,称这款战机应该上两台发动机。

这就说明 至少一台F135发动机,是没法满足F-35战斗机的需求的,单台发动机使得F-35战机的性能受到了极大的限制。

总体来看,通过F135发动机,我们可以看出美国的航空发动机技术很强。

但这款发动机只能体现出美国10年前的航发技术。

美国进行航发测试

这些年来随着波音公司爆出的各种问题,以及F-35战机出现的一系列问题,很难让人怀疑现在的美国航发技术,还能和10年前的自己相比。

信息来源:

【1】环球网·【飞太快就会损坏,美国给F-35限速,超音速飞行不能超1分钟】

【2】观察者网·【特朗普发文怒喷:F35应装两台发动机!】

【3】环球网·【F35战机为何麻烦不断?新技术太多还有一大隐患】