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發動機“難產”,未來20年,美軍可能都沒有六代機

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不知從何時起,美國變得跟印度一樣,正經的武器成果拿不出來,整天用一堆PPT顯擺。前有傳說中已經試飛了數年、神龍見首不見尾的F-47戰斗機,后又吹上天的變循環發動機。好幾年前美國就傳出消息準備為F-35換裝變循環發動機,結果現在美國卻尷尬的發現,別說F-35了,就連美國的六代機短期內都裝不了變循環發動機了。


最近美國普惠公司發布了六代機裝備XA-103變循環發動機的宣傳片,雖然宣傳片拍的非常精美、展現的發動機性能也非常強大,但普惠公司透露的內容也讓美國軍方心涼了半截,因為根據普惠公司的介紹,XA-103要到2029年左右才能開始進行地面測試,距離裝機服役遙遙無期。

發動機研發進度遠遠落后于戰斗機研發進度,在美國航空史上非常罕見(當然不排除美國六代機研發進度也不理想,F-47壓根還沒試飛)。美國當年搞第五代戰斗機競標的時候,相對應的新一代大推力渦扇發動機可是同步裝機測試的,洛克希德的YF-22和諾思羅普的YF-23在接受測試的時候,分別裝備YF-119與YF-120發動機進行試飛,最終的結果是YF-22戰斗機和YF-119發動機贏得了競標,變成了F-22和F-119。


此后30年,美國的航空科技樹就像被三體人鎖死了一樣,沒有迅速跨入第六代戰斗機與變循環發動機時代,而是繼續在五代機與大推力渦扇發動機上打轉。這30年美國的成果就是F-35戰斗機和F-135發動機,F-35的設計相比F-22沒有任何進步,甚至還倒退了,只是吃了科技發展的紅利,換裝了更先進的航電設備與光學儀器。至于F-135發動機,雖然推力比F-119大了,但也只是以放大函道比的方式增加推力,高空高速推力反而下降了,導致F-35的最大飛行速度只有1.6馬赫,還不如上一代的F-16戰斗機。

而在美國原地踏步的這段時間,中國走完了四代機與五代機的研發與量產,就連六代機都開始試飛了,至于發動機,中國也從渦噴進化到渦扇,從推力10噸級別的渦扇-10,發展到了推力15噸+的渦扇-15,并且就連變循環發動機與爆震發動機也有了眉目,從落后美國30年,變成了追上甚至隱約有領先的跡象。


而美國為六代機研發的變循環發動機卻遇到了不少麻煩,2026財年,美國國防預算中NGP(變循環發動機)的預算削減至3.3億美元,坐實了F-47將在很長時間內使用過渡發動機的消息。普惠甚至提議取消軍方開發新技術的標準階段,省略某些招標、測試流程以加快變循環發動機研發。也許正是為了獲得更廣泛的支持,普惠公司這才發布了最新的XA-103變循環發動機宣傳片,確保該項目不會下馬。

那么什么是變循環發動機呢?可以將其簡單理解為一款能夠自動切換成渦扇發動機、渦噴發動機與沖壓發動機的新型航空動力。目前現代化戰斗機裝備的渦扇發動機,雖然擁有省油、低噪音的優點,但是在高空高速環境下,實際產生推力的效率往往不如渦噴發動機。而沖壓發動機產生的推力極大,但卻只能在超音速狀態下工作。所謂的變循環發動機就是一種能夠通過動態調整涵道比、增壓比、空氣流量等參數,讓發動機可以在巡航時切換為省油的高涵道比渦扇模式、空戰時切換為高推力的低涵道比渦噴模式、超音速巡航時切換為沖壓模式。告別了傳統發動機的局限性,實現了“魚與熊掌兼得”,被視為六代機兼顧更快巡航速度與更遠航程的基石。

但是變循環發動機面臨的技術難題也有很多,尤其是可動部件增多帶來的高溫、高壓、高轉速環境下氣流畸變和機械疲勞問題,容易引起喘振或停車風險。戰斗機的雷達如果故障了,可以返回基地維修,甚至就算機翼斷掉了,都有機會平安落地。可發動機一旦故障了,往往就意味著戰機要墜毀了,變循環發動機較低的可靠性成為其真正列裝部隊的一個絆腳石。


另外,可動部件增多帶來的另一個問題,就是發動機的重量大幅增加,嚴重抵消了技術優勢,比如通用電氣研發的XA100變循環發動機樣機,在測試中就出現了推重比不足的情況,較現役的F-135發動機并無顯著提升。從這個角度來看,變循環發動機有些類似于可變掠翼,雖然較為完美兼顧了亞音速與超音速飛行的需要,但帶來的可靠性與重量增加問題同樣很難解決,因此一直存在一種觀點,那就是變循環發動機是一種彎路,六代機應該選擇結構簡單、推重比高的爆震發動機。

在變循環發動機的缺陷無法完美解決的情況下,美國只能選擇繼續壓榨F-135發動機的潛力,通過增加推力的方式來滿足六代機的基本需求,如果變循環發動機長期無法取得技術突破,不排除美國會選擇押注震爆發動機,追求推重比躍升。


除了發動機“難產”,美國的六代機本身也面臨“流產”的風險。相比研發四代機、五代機時的“百家爭鳴”,目前美國能夠研發現代化戰斗機的公司越來越少,在意識到美國可能沒有能力完成兩個六代機項目后,五角大樓想要把美國海軍六代機F/A-XX項目的資金轉給F-47,畢竟海軍沒有六代機,頂多是在某一片海域丟失制空權,美國空軍若是沒有六代機,那麻煩可就大了。相比起中國南北兩款六代機從容試飛,美國的F-47到現在只公開了PPT,指望波音能夠跟上成飛和沈飛的進度,目前看來基本不可能。

在許多人的印象中,波音這么大一個公司,研發一款六代機還不是輕輕松松?可現實卻是,自從波音被麥道“奪舍”后,波音公司從工程師文化變成了迎合資本追求利潤的“會計報表文化”,不再專注于研發和設計,反而逐漸加大對外部供應商的依賴,專心炒舊型號的“冷飯”賺快錢,還使用現金進行股票回購。最終的結果就是,波音公司產品的質量雪崩,波音737MAX震驚全球的墜機丑聞其實只是冰山一角,波音公司在軍用飛機領域的口碑其實早就崩塌了。在波音737MAX墜機前,波音為美國空軍研發的KC-46加油機就因為各種各樣的質量問題遭到退貨,美軍發現的問題包括但不限于:結構性裂縫、外源性異物和制造質量不達標。


波音公司現在別說六代機了,就連四代機都造不好了。根據美國聯邦審計署的審查結果,波音公司為空軍生產的F-15EX存在多種問題,比如機身存在質量缺陷、電子信息系統的基礎架構存在缺陷、重要零部件供給源消失,但替代廠家無法提供合格的產品。


從F-15EX的垂直尾翼做工來看,波音公司還存在熟練技術工人短缺的問題,說句不好聽的,目前F-15EX的垂直尾翼工藝,比當年殲-8戰斗機都強不到哪去。就波音公司目前的生產工藝,讓它生產蘇-57,估計俄羅斯都會嫌棄工藝粗糙影響隱身,特朗普卻把F-47項目丟給波音去做,完全就是趕鴨子上架,連四代機都造不好的波音,壓根就沒那個能力。

目前波音公司僅僅向美國空軍交付了9架F-15EX,這可是攢了好幾年的產量,才勉強追上了055驅逐艦的產量。按照波音公司目前所表現出來的能力,F-47能趕在特朗普退休前組裝出原型機就謝天謝地了,2030年前基本沒首飛的希望。就連F-47在首飛后能夠按部就班的完成所有測試,最早估計也只能趕在2040年交付美國空軍試裝,等到波音公司磨磨唧唧整改完F-47的所有缺陷,估計2045年都過去了,毫不夸張的說,美國在未來20年內可能都沒有六代機可用,并且F-22退役時間也越來越近,美軍在很長時間內都只能指望F-35來挑大梁了,而F-35當年可是作為攻擊機研發,指望這款戰斗機去對付殲-20,只能說下場會非常慘。

對美國更不利的是,中國南北六代機都在密集試飛,只要其中一款趕在2035年前服役,等待美軍的將是為期10年的“降維打擊”,你讓一架只能飛1.6馬赫的F-35去對付能夠以2馬赫速度巡航的六代機,怎么想都不可能有勝算。在意識到自己已經落后的情況下,美國只能“走夜路吹口哨”,通過不停發布PPT來給自己壯膽。

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