前言:上世纪60年代,美苏冷战正酣。1967年,7月,苏联破天荒地头一次邀请美国军方代表参观苏联在莫斯科郊区举办的一次航空博览会。苏联高调地在美国人面前展出了包括米格-23和米格-25在内的12种新型战斗机。苏联战斗机先进的飞行性能让一直以为自己拥有是蓝星最强大战斗机的美国将军们如梦初醒----美国在军用飞机研发方面已经远远落后于苏联。1967年12月,美国国防部火速推进研制F-X先进战斗机的计划,要求空军和海军联合组织开发一台高性能带加力的涡轮风扇发动机,称为“先进技术发动机”,分别装配空军和海军的战斗机项目,F15和F14。
F15战斗机
一、军方成立“发动机选型管理委员会”,空军主导,海军为辅,共同为F15和F14两型战斗机选择发动机供应商。1968年9月,美国空军发布了F-15飞机的项目招标书,吸引了8家飞机制造商参与投标。1969年12月,麦道公司在最后一轮竞争中战胜了格鲁曼公司,与美国签订了制造20架F-15战斗机原型机的合同。美国海军则选用了格鲁曼的F-14远程空防战斗机。
F-14'熊猫“战斗机
二、1968年4月,GE公司和普惠公司在第一轮角逐中淘汰艾利逊公司,进入下一轮竞争。发动机选型委员会经过对两家供应商及其所完成的原型机进行全面评估后认为,两家公司的竞争方案势均力敌、各有利弊。GE公司的GE1/10发动机在结构设计和控制系统方面占据优势,但其风扇设计存在较大的技术风险;而普惠公司的JTF-22发动机设计重量较重,控制系统不成熟,但其风扇与压气机的设计更符合发动机的性能要求,发动机与进气道的兼容性也更好。1970年,军方宣布普惠公司赢得合同,获得军方2.75亿美元研制经费,该发动机的空军编号为F100,海军编号为F401。
三、1970年4月,普惠公司的F100发动机进入工程研制阶段。但很快,普惠公司遇到的技术问题接踵而来。先是海军型的F401发动机第一级风扇叶片发生震颤、风扇静子出现弯曲、钛合金材料着火、第四级涡轮盘失效等,实际研制成本急剧增加,项目节点不断延迟,普惠公司只好修改试验计划,大幅缩减风扇、高压压气机以及燃烧室等部分的试验时间,引起军方的极度不满。海军被迫大幅缩减F401的采购计划,并最终取消了该发动机的生产合同。
然而,厄运还不止于此,F100发动机的技术问题也层出不穷,发动机钛合金风扇叶片由于其设计载荷大、重量轻,在试验过程中经常发生颤振、断裂,甚至造成转子与静子摩擦期货的故障等,发动机问题无法解决,必将严重影响麦道公司F15战斗机的如期交付。普惠公司甚至找到空军相关负责人瞒天过海降低考核方案企图蒙混过关。一番折腾下来,1973年10月,F100勉强通过150小时定型试验及全部部件的考核试验测试,开始安装到双发F-15战斗机上进行飞发一体化试验。
F100-PW-100
F100的性能特点:
1、是全球首台采用单元体结构设计的战斗机发动机,它由5个单元体组成,单元体可以单独更换。
2、涡轮进口温度达到1400℃,总增压比达到24.5,涵道比为0.7,推重比达到7.18。
3、最大加力推力达到11350千克力,超过苏联米格-25上用的R15-300发动机。
四、GE与普惠争夺空军F-16和海军F-18发动机。1972年,美国空军提出开发一款轻型战斗机,作为F-15重型战斗机的补充和辅助机型。4家飞机制造商参与了该飞机初步设计方案的竞标。1975年1月,美国空军宣布选择以单发F100发动机为动力的通用动力公司YF-16飞机作为他们的空中格斗战斗机,并重新命名为F-16“战隼”轻型战斗机。空军的理由是:该飞机使用与F15相同的F100发动机,减少研发工程量和使用维护复杂性。而美国海军则选择了诺斯罗普和麦道公司联合研发的F-18“大黄蜂”,采用GE公司YJ101发动机的推力增大型F404作为动力,加力推力达到7200千克力。
F-16
五、F100发动机由于片面强调性能而忽略了适用性、可靠性和耐久性,发动机在投入使用后出现了大量飞行安全性、可靠性和耐久性方面的问题。尽管F100动力强劲,高频的故障还是使美国军方伤透了脑筋,F100的质量问题,也严重影响了安装该发动机的F-15、F-16战斗机的性能,也使普惠的企业形象越来越糟糕。尽管军方不停投入经费进行技术攻关,F100发动机空中熄火停车的陋习并没有彻底消除。截至1979年1月,由于F100发动机空中熄火停车,已经导致50多起F-15飞机单发紧急迫降事件,20多起F-16单发飞机空中失去动力后重新启动恢复飞行。空军将领们终于心灰意冷,开始考虑谋求一台能够替换F100的发动机。
因发动机故障坠毁的F-16
六、F110闪亮登场。普惠公司在F100发动机上洋相百出,使GE公司感觉到,属于他们的时代终于要来了。F101发动机,本来是GE公司开发出来与F100竞争F-15和F-14的,由于落败,被用到B-1超声速战略轰炸机上,但该项目于1977年被卡特总统取消。1977年,GE公司开始对深陷F100“泥潭”的美国军方进行公关,努力说服军方用GE的先进发动机对战斗机进行换发。1979年,美国空军与GE公司签订合同,GE公司在F101核心机上开发一台战斗机发动机,空军编号F110。1981年,装备GE公司F110的单发F-16飞机成功进行了飞行试验,测试结果令空军非常满意。1984年2月,美国空军正式决定,将采购120台F110发动机用以F-16战斗机。此后,更新批次的F-14、F-16、F-15、F-18都逐步换上了GE的F110各型号发动机。此轮发动机大战以GE公司F110的胜利而告终。
F110-GE-129
F110的性能特点
1、最大加力推力为11930~14295千克力;
2、推重比为5.40~7.75;
3、涡轮进口温度达到1420℃;
4、耗油率和可靠性大幅提高。
总结:与发动机可靠性相比,美国军方更在乎的似乎是对普惠和GE的均衡控制----不能一家独大,更不能其中一家倒闭。7,80年代的发动机大战GE看似赢得最后胜利后,在四代机发动机竞争中普惠却再次以F119和F135击败GE的F120和F136赢得为四代战斗机F-22和F-35的装备发动机的合同。而装备F-35的F135同样可靠性令人大跌眼镜。同样的戏码是否再次上演?让我们拭目以待。
联系客服