众所周知美国当下正在为批量装备服役的F35隐身战机,研发推力更大的改进型F135涡扇发动机,该发动机加力推力已经超过20吨,成为迄今为止推力最大的小涵道比涡扇发动机。当然也赋予了F35单发战机超过30吨的最大起飞重量优势。的确从F135发动机的加力推力和军用推力来说,该发动机的性能都是无可比拟的,但是对于美军而言F135发动机推力虽然问鼎世界第一,但是该发动机相比F22战机使用的F119发动机虽然拥有更大的推力,但是却是通过增加涵道比的方式获得,由此而来最大的缺陷就是由于涵道比过大,F35战机的最大飞行速度只有1.8马赫,严重限制了F35战机的未来发展,毕竟F35战机未来可以要装备包括美军等北约多国空军的主力战机。特别是对于美国而言,随着中俄五代隐身战机的研发进度大大加快,美国当下在先进武器的研发装备上早已失去领先地位,所有对于美军而言早在中俄先进战机首飞之际,美军就早已开始了新型战机的研发工作,并且按照美军传统发动机研发早于战机的传统来说,实际上美军早已开始了新型发动机的的研发工作。比如在2011年初歼20原型机首飞一年之后,美军空军就正式关于下一代也就是第六代战机发动机的研发工作提上了日程,美国两家航发巨头通用电气和普惠公司共计获得了6.8亿美元的可变循环发动机演示原型机预研工作,目标就是通过可变循环方式大幅度提升发动机燃烧效率以增强发动机最大推力和作战航程以及进一步降低油耗提升战机的滞空时间,并且在2020年前后生产出第六代战机所需的发动机演示机出来。按照美国空军的目标第六代发动机应该具备推力更大、推重比更高、油耗更低、零部件更少、寿命更长这五大特点,为此通用电气和普惠两家航发巨头分别根据自身优势研发了两款不同类型的新型航空发动机演示原型机。比如通用电气则是继续拿当年为F22战机研发的YF120可变循环发动机做文章;而普惠则基于现有的新型发动机进行改进设计,比如普惠计划其研发的第六代发动机,是基于现有的F135大推力涡扇发动机基础上,增加普惠引以为傲能够降低油耗的齿轮传动技术来继续赢得下一代战机发动机订单。但是这两款战机又有一个共同之处就是都采用了变循环发动机的自适应风扇技术等关键技术,并且都研制了全新的高压核心机。因为按照发动机增加推力的原理来说,无外乎提高涡轮前温度和增加压比,但是想要继续提高涡轮前温度来提升发动机推力已经没有多大升级空间,毕竟受现有的材料和技术限制着。而且全新的第六代发动机相比之前五代战机装备的发动机而言,除了采用了自适应风扇技术外,还额外在现有的内外双涵道基础上,增加了第三个外流道,该外流到风扇内的高压气流由自适应风扇提供,可实现在不同速度下同时满足高速性和经济性两大要点,也可以说是全新结构的可变循环发动机。比如战机在空战格斗或者需要超音速飞行的时候关闭最外层的外流道,这样不仅降低了发动机的涵道比,减少了战机起飞、加速飞行乃至超音速飞行阶段的飞行阻力,而且关闭外流道后,自适应风扇产生的高速气流进入燃烧室能够进一步提升发动机的最大推力和降低油耗、继而提升发动机的工作寿命和滞空时间;如果战机处于巡航阶段飞行时,打开外流道可以大幅增加发动机的涵道比,继而有效降低战机巡航飞行和滞空巡逻阶段的飞行油耗,同时流经外流道的冷空气还能提升发动机的工作效率和工作寿命。另外全新增加的第三道外流道技术,不仅能同时满足提升发动机推力和降低油耗的作用外,额外增加的第三道外流道技术也能极大的改进和提升发动机的热管理和进气压比恢复能力,继而减少发动机内的气流阻力,提升发动机工作效率。这样不仅能够增加发动机最大输出推力,而且也能使得第六代战机拥有更高的飞行速度,比如达到这几年主流的5马赫以上的高超音速飞行能力表现。
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