通島智庫 2024-02-07 11：29 山西
根據 2 月 5 日的沙盒，戰鬥機的質量取決於為其提供動力的發動機。 美國能夠有效地部署足夠數量的這種先進發動機來裝備高階戰鬥機機隊。 俄羅斯去年12月宣布，其國產的第五代發動機，在大多數國際圈子裡被稱為土星AL-51，也將在2024年實現量產。 這些新發動機的加入將大大提高俄羅斯Su-57的戰鬥效能和隱身性 - 這是俄羅斯第五代噴氣式飛機比其他同類噴氣式飛機更難解決的問題。
F-22的突破性發動機
儘管當今戰鬥機普遍關注隱身性和較低程度的資料融合，但美國的渦扇發動機優勢同樣有價值，並且通過高功率輸出和精心設計的雷達和紅外探測緩解措施的結合，它脫穎而出。
普惠公司的F119渦扇發動機的開發始於1983年，後來成為世界上第一架第五代戰鬥機的發動機，通用電氣和普惠公司都獲得了原型設計合同。
GE在飛機發動機部署方面一直處於明顯的領先地位，已經成功改裝了最初為F-18“大黃蜂”開發的F404渦扇發動機，以在F-117“夜鷹”上執行隱身任務。 該公司還開發了B-2Spirit的F118渦扇發動機，這是F110發動機的非加力衍生產品，具有更大的隱身性，多年來一直在各種戰鬥機上服役，包括F-16，F-15E和新的F-110發動機。
GE令人難以置信的前傾YF120發動機設計提供了更高的效能，這在很大程度上要歸功於其開創性的可變迴圈設計，該設計使用旁通管使發動機在大多數飛行條件下像低旁通渦扇發動機一樣工作，但在高海拔地區過渡到近乎全的渦輪噴氣發動機功能會更有效率。
但這種高科技方法與普惠公司（Pratt & Whitney）更可靠但仍然具有開創性的建議一樣，既減肥又複雜。
普惠公司的YF119可能更務實一些，但它並不缺乏技術進步。 YF119借鑑了美國陸軍先進渦輪發動機充氣機（ATEG）計畫的先前發展，為渦扇發動機葉片成型提供最佳效率，並借鑑了聯合技術演示發動機（JTDE）計畫，以降低相同級數所需的功率輸出。 因此，普惠公司革命性的新發動機設計可以將F100等發動機的壓縮機級數從10級減少到6級，從而使發動機設計的推力輸出增加22%，零件數量減少40%。
他們的 YF119 設計有多變數線性二級調節器控制系統，可在所有飛行條件下實現極其精確的發動機控制，在幾乎所有情況下都能最大限度地提高效率和效能，並配備了主動管理工具集和新的可靠性跟蹤系統，例如機油晶元監測感測器，它提供了發動機磨損的估計估計，以進一步簡化和減少維護和維修要求。
其三區加力燃燒室將噴油器放置在厚實的彎曲葉片中，旨在阻擋渦輪機的視線; 葉片塗有早期的陶瓷基雷達吸收材料，以進一步減少雷達探測。 發動機噴嘴提供 20° 推力向量，可實現令人難以置信的特技飛行效能、高空更好的控制以及更高迎角的更高效飛行，使用楔形襟翼減少雷達回波，同時還有助於主動將發動機廢氣與環境空氣混合，以降低熱（或紅外）可探測性。
當YF-22及其YF119發動機成熟為F-22和F119時，它們代表了歷史上任何戰鬥機發動機中最先進的機身組合，具有前所未有的推力向量機動性，是普惠公司聲稱的超音速飛行中當前狀態渦扇發動機的兩倍。
這些新型F119發動機在加力燃燒室下的功率輸出比為SR-71“黑鳥”提供動力的J58更大，因此它們在標準軍用功率（每個約26,000磅）下可以輸出比F-15C發動機在加力燃燒室啟動時更大的推力。 事實上，F-22 的動力不僅足以在軍事力量下保持超音速，而且可以在完全不使用加力燃燒室的情況下加速到 1 馬赫以上。 它甚至可以保持多達 18馬赫速度。
簡而言之，F119與F-22完全相同，為美國提供了決定性的空中優勢。
俄羅斯Al-51
俄羅斯首屈一指的**戰鬥機 - 蘇霍伊Su-57經歷了艱難的開發和生產週期，但事實是，像F-22這樣的戰鬥機在某種程度上扭曲了俄羅斯航空技術重大飛躍的看法。
據稱，儘管在雷達螢幕上，Su-57 的設計估計比 F-22 大數千倍，但在雷達上估計它比其前身小 16-30 倍，而 Su-27 儘管遠遠落後於外國同行，但仍然標誌著重大的設計改進。 儘管如此，隱身只是蘇-57計畫陷入困境的眾多領域之一 - 雖然生產很容易成為這架飛機的主要缺點（到目前為止只有不到57架蘇-20投入使用），但俄羅斯在第五代發動機方面的長期問題可能會對飛機產生嚴重後果。
目前在俄羅斯服役的少數 Su-57 擁有推力向量 AL-41F1 發動機的更新版本，該發動機也為該國的 *** Su-35S 提供動力。 這種渦扇發動機自 20 世紀 80 年代以來一直在飛行，儘管它在安裝在重罪犯上之前包括乙個更新的發動機控制系統。
雖然這些發動機已經過時，但它們在加力燃燒室下產生了相當大的動力，Su-57機身中的每個渦扇發動機都能夠輸出約32,000磅的推力，幾乎與為F-22提供動力的F119一樣多，但在軍方擁有軍事力量之前，俄羅斯發動機只有19,900磅的推力，而F119的推力高達26,000磅。
因此，俄羅斯聲稱Su-57可以進行超級巡航，但按照美國標準，其效能實際上不符合這一稱號。 美國空軍認為“超級巡航”是指 1以 5 馬赫或更高的速度飛行，因為許多美國 *** 戰鬥機實際上可以在沒有加力燃燒室的情況下暫時保持較低的超音速。 然而，俄羅斯認為任何沒有加力燃燒室的超音速飛行都是“超級巡航”，因此儘管 Su-57 在幹飛行中可能只能達到 1大約 3 馬赫。
然而，更糟糕的是，這些發動機不是為**應用而設計的，因此由於省略了雷達回波緩解噴嘴或廢氣與周圍環境的主動混合，俄羅斯**戰鬥機更容易被雷達和紅外系統探測到。 總之，蘇-57可能是一架有能力的戰鬥機，但它不是**戰鬥機，它的發動機是這個問題的重要組成部分。
這就是 Al-51 最終發揮作用的地方。 儘管Su-57於2010年開始飛行，但為其提供動力的發動機直到2015年才開始正式開發，並計畫在今年晚些時候開始將其安裝在機身上。 在俄羅斯，人們普遍認為這些新發動機可與美國第五代發動機相媲美，甚至更先進。
俄羅斯的報告強調，這些新的AL-51發動機將非常強大。 它的非加力推力約為 24,300 磅，略低於猛禽，但加力功率高達 37,500 磅。 自該計畫開始以來，俄羅斯人聲稱在可維修性和燃油效率方面也取得了顯著改善，這似乎與他們努力的發展階段相吻合，但有趣的是，關於新發動機的任何**改進設計的官方討論很少。
一些分析人士說，這些 Al-51 似乎有助於 Su-57 進一步領先於 ***
另一場渦扇發動機革命：自適應迴圈發動機
早在2016年，美國空軍生命週期管理中心發展局就悄悄地向通用電氣和普惠公司授予了新的開發合同，以部署下一代渦扇發動機，這些發動機旨在為下一代**戰鬥機提供動力。
從歷史上看，每種渦扇發動機設計都代表了各種妥協，包括需要平衡高階功率輸出和遠端效率。 因此，為貨機、間諜飛機等設計的渦扇發動機往往優先考慮燃油經濟性而不是發電量，而戰鬥機發動機則優先考慮高階效能而不是航程。 然而，自適應迴圈引擎，例如在AETP計畫中開發的引擎，旨在放棄這種妥協。
“空軍的目標是開發下一代戰鬥機發動機架構和技術，以實現戰鬥推進能力的代際飛躍，”GeedisonWorks Advanced Combat Engines總經理David Tweedy說。 ”
該計畫被稱為自適應發動機過渡計畫（AETP），將把F135的推力比適度提高10%，同時航程增加25%，熱管理顯著增加。
為了實現這一目標，這些新發動機被設計為在不同的功能“模式”下執行。 當飛行員需要發動機在戰鬥中發揮最佳效能時，他們可以更用力地踩油門，發動機的管理系統將根據提示切換到重新點火大推力模式以獲得最大功率。 相反，在巡邏時，發動機將保持高效、低燃燒的模式，以延長每加侖燃料提供的里程或徘徊時間。
2021 年 5 月，GE 的 XA100 自適應迴圈發動機轟鳴而出，並立即超過了空軍的目標。 Tweedy說，他們看到幾乎整個飛行包線的推力增加了10%以上，某些地區的推力增加了20%。 但推力並不是XA100唯一擅長的領域。 通過在不同的推進模式下執行，該發動機還提供了巨大的經濟推動力。
當你把它轉化為平台的意義時，你會看到範圍增加了30%，或者徘徊時間增加了50%，這取決於你想如何利用燃料消耗的改進。 隨著推力的增加，加速度和作戰能力顯著增加。 ”
五角大樓甚至一度評估將這些先進的新發動機新增到F-35上，作為其Block 4公升級的一部分。 最終，美國國防部選擇了更便宜的路線，簡單地公升級現有的F135。
Snedon說，更新後的發動機將採用先進的複合材料和陶瓷基材料，以減輕重量並進一步增強其熱管理能力，預計將及時投入使用，為下一代空中霸權戰鬥機提供動力。
2月** 動態激勵計畫