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获准挂核弹!全球首款可核打击F-35战机的F135涡扇发动机如何地表最强

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摘要



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据美国媒体近日报道,美国空军宣布F-35A战斗机获得携带核武器的资格认证,标志着它成为全球首款具备核打击能力的五代机,也是首款具备核打击能力的隐身战斗机。紧随其后,美国宣布F-35进入全速生产阶段。F-35A获得“核认证”、F-35进入全速生产阶段,对美军而言意味着什么、是否会影响大国间的核平衡,一时间引起不少讨论。报道称,事实上,F-35A在2023年10月就已获得携带B61-12核弹的认证,比之前美国向北约盟友承诺的2024年1月完成认证提前一段时间。这使得F-35A成为一款具备双重作战能力的战斗机,将在一定程度上提升美国空军的战术核打击能力。

F-35A战斗机携带2枚B61-12核弹参加训练
F-35战斗机(英文:F-35,绰号:Lightning II,译文:“闪电Ⅱ”),是美国一型单座单发战斗机/联合攻击机,在世界上属于第五代战斗机,是世界上最大的单发单座舰载战斗机和世界上仅有一种已服役的舰载第五代战斗机F-35战斗机具备较高的隐身设计、先进的电子系统以及一定的超音速巡航能力。主要用于前线支援、目标轰炸防空截击等多种任务

普惠F135涡扇发动机是为洛克希德·马丁闪电II战斗机而研制的一款高性能涡扇发动机,它具有两种型号:常规起降和着舰型(用于F-35A和F-35C)和短距起降垂直降落型(用于F-35B)。该发动机是在普惠F119发动机(用于F-22猛禽战斗机)的核心机和主要结构的基础上研制发展而来的,具有超过40,000磅的推力推重比超过10,低可观测性,先进的热管理和集成控制系统。其中,用于F-35B的型号不但使用了R79发动机的技术,还集成了罗尔斯·罗伊斯公司的升力系统,使该机能实现短距起飞垂直降落(STOVL)。该发动机于2009年开始交付,是目前世界上最先进的战斗机发动机之一。F135系列涡扇发动机也被称之为站在世界航发发展的“金字塔尖”。

普惠F135涡扇发动机的研制历史可以追溯到1986年,当时美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了一个项目,旨在为美国海军陆战队开发一种隐形的短距起降垂直降落(STOVL)攻击战斗机。洛克希德公司的斯康克工厂(Skunk Works)的员工保罗·贝维拉夸(Paul Bevilaqua)设计并申请了一种概念飞机和推进系统的专利,然后与普惠公司合作建造了一个验证发动机。

这个验证发动机使用了F119发动机的第一级风扇作为升力风扇,使用了F100-220发动机的风扇和核心作为验证发动机的核心,使用了F100-229发动机的更大的低压涡轮作为验证发动机的低压涡轮。这个更大的涡轮是为了提供操作升力风扇所需的额外功率。最后,加上一个可变推力偏转喷管,就完成了这个被称为“F100-229-Plus”的验证发动机。这个发动机证明了升力风扇的概念,并导致了当前F135发动机的开发。


普惠F135涡扇发动机的团队由普惠公司、劳斯莱斯公司和汉密尔顿·桑德斯特兰公司组成。普惠公司是主要合同商,负责主要发动机和系统集成。劳斯莱斯公司负责STOVL飞机的垂直升力系统。汉密尔顿·桑德斯特兰公司负责电子发动机控制系统、执行系统、永磁交流电发电机、齿轮箱和健康监测系统。伍德沃德公司负责燃油系统。F135发动机在康涅狄格州米德尔敦的一家工厂组装。该发动机的部分零件在加拿大魁北克省朗伊尔市和波兰制造。

上图为正在接受测试的F135发动机。2010年普·惠公司完成了F135发动机整个项目的研制工作。在经过13000多小时的性能测试之后,2010年年初普·惠公司向美国空军交付了第一台F135-PW-100第四代涡扇发动机用于装备F-35常规起降型(CTOL,后面都使用该简称)作战飞机。而根据美国《空中打击》网站近日报道,普·惠公司日前交付了首台短距起飞/垂直降落(STOVL,后面都使用该简称)生产型F135发动机,标志着该型发动机正式由研制阶段进入生产阶段。

普·惠公司对这一里程碑事件高度评价,认为F135发动机的成就是历史性的,确保了公司在最先进的军用航空发动机技术方面处于领先地位。目前普·惠公司已经交付了全部11台F135飞行试验发动机,其中也包括首台STOVL型F135发动机。2010年也因此成为F135发动机项目极具纪念性意义的一年,标志着整个项目研制工作即将完成。F135是继F119-PW-100发动机装备隐身战斗机F-22之后,世界上第二个推重比大于10的战斗机动力系统,也是人类航空史上推力最大的军用加力涡扇发动机。

F135发动机沿袭了不少F119发动机的设计。F119的大量优秀设计再加上先进的技术才让F135成为了史上推力最大的发动机。

参数方面:

高推力:F135发动机的最大推力超过40,000磅,是目前世界上最强大的战斗机发动机之一。它可以为F-35提供高速、高机动和高爬升率的能力,使其在空中作战中占据优势。

F135发动机采用与F119发动机基本相同的核心机。为提高推力,增加了发动机的空气流量和涵道比,提高了发动机的工作温度;为了获得短距起飞和垂直着陆能力,垂直起降型增加了新颖的升力风扇、三轴承旋转喷管、滚转控制喷管。其3级风扇采用超中等展弦比、前掠叶片、线性摩擦焊的整体叶盘和失谐技术,在保持原风扇的高级压比、高效率、大喘振裕度和轻质量的同时,将风扇的截面面积增加了10%-20%。6级压气机与F119发动机的基本相同。

低可观测性:F135发动机采用了多种技术来降低其红外和雷达信号,使其适应F-35的隐形设计。这些技术包括使用特殊的涂层、隔热材料、冷却系统和喷嘴形状来控制发动机的热辐射和反射。
先进的热管理:F135发动机具有世界一流的热管理能力,可以有效地分配和利用发动机产生的大量热量。这对于F-35的电子战、传感器和武器系统的运行至关重要,因为它们需要大量的电力和冷却。F135发动机还可以通过调节推力和温度来适应不同的飞行环境和任务需求。
集成控制系统:F135发动机使用了最先进的集成控制系统,将发动机与飞机的飞行控制系统、武器系统和其他系统进行无缝协调。这使得F-35可以实现更高的效率、灵活性和安全性,以及更好的人机界面。F135发动机还具有自我诊断和自我修复的能力,可以实时监测和调整发动机的状态,提高其可靠性和可维护性。
升力风扇:F135-PW-600型号是专门为STOVL飞机设计的,它在常规涡扇发动机的基础上增加了一个前置升力风扇,可以在起飞和降落时提供垂直方向上的推力。升力风扇由一个轴向驱动器连接到主发动机的低压涡轮,并通过一个离合器控制其启动和停止。升力风扇可以产生约20,000磅的推力,与主发动机后部的可偏转喷嘴和两个侧面的滚转后推装置配合,实现了STOVL飞行模式。

它是一款具有划时代意义的战斗机发动机,为F-35提供了强大而灵活的推进能力,使其成为了一种多用途、多角色、多环境的先进战斗机。

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来源:两机动力先行
隐身航空电力电子电机材料控制工厂试验
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首次发布时间:2024-04-21
最近编辑:8月前
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