只有美国能造六代机?解密:一项关键技术只有美国拥有

军迷圈官微
文|观察眼
战斗机的发展并不一定是亦步亦趋,在足够的技术积累之后有可能实现跨越式发展。同美国、中国和俄罗斯不同的是,一些航空工业水平十分发达的欧洲国家则跳过了第五代战斗机的研制工作,直接研制第六代战斗机,想进行所谓的“弯道超车”。
早在去年,英国第六代战斗机“暴风雨”已出现端倪,并按照计划进行样机的研制工作,欧洲大陆另外两个大国——法国和德国也联合开启了第六代战斗机的研制之旅。但是上述几个国家的励志行为立刻遭到美国媒体的打脸,有消息纰漏用于匹配六代机的发动机技术只有美国拥有,这就是曾用于美军高速侦察机的“变循环发动机”。

“暴风雨”
围绕第六代战斗机的研制,最难以被忽视的核心部位就是发动机。在航空圈里有句老话称“只要推力足,搬砖也能飞”,发动机作为航空工业的核心是整个战机性能的关键。我国的航空工业技术水平较美国的差距主要集中在发动机上,国产WS-10的综合水平也仅相当于美国于1985制造的F-110。正当我国在传统发动机技术上追赶对手时,美国已经退出革命性的新一代发动机,并于2012年成功进行了测试,这便是“变循环发动机”。早在20世纪60年代,美国就已经为SR-71高速侦察机配备了2部变循环发动机雏形的——J-58发动机。

J-58发动机
为何要变循环?
涡桨发动机可以使飞机的飞行效率更高,以更小的油耗获得更远的航程,但是推力有限。涡喷发动机却能为飞机提供很大的推力,但却十分耗油影响了航程。涡扇发动机则将上述两种发动机结合在一起,设计出了内外涵道,使推力分别来自涡扇和喷口,控制油耗的同时在一定程度上增大了推力。但这并不意味着战斗机航程和推力之间的矛盾解决了,航空您给与需要推力更大、同时更省油的发动机,这种矛盾一直困扰着航空专家。
现代战斗机的机载设备在数量上要更大,导致机体重量也随之加大,而发动机却不得不在航程和推力之间折中,这也是为什么现代化喷气式战斗机的航程比不上二战活塞战斗机的原因,著名的零战航程可以达到3000公里,今天的F-35隐身战机也就1400多公里,F-22还会更短一些。
因此为了解决这些问题,就需要可以“变循环”的发动机了,使战机可以在不同阶段工作在不同状态上,更加形象一点的说明就是可以在涡桨发动机和涡喷发动机之间切换。

如何变循环?
想要突破战机发动机的核心技术,首先则应该从提高燃油效率入手。
喷气式发动机的运行机制为把空气吸入并同燃油混合加热生成高温高压气体,气体向后喷出使战机受到反推力的作用。然而这种气体本身蕴含着巨大能量,比如它的的温度就是内能,这些能量被浪费了,在现有技术条件下这是必须要做的牺牲。
通常,飞机装备了涡喷发动机只能用涡喷模式运行,同样的道理也限制着涡扇发动机发挥优势。但在飞机整个飞行过程中,有很多航程是不需要采用高油耗率模式飞行的。在进入战场时,为了靠近敌人则要做高机动、高速度,为进行机动空战也不得不跨音速飞行,而在一般的巡逻状态下这种高耗油的飞行模式是完全不必要的,说到这里不难明白如何实现发动机模式切换,是非常有意义的研究方向。所以,变循环发动机就能将上述情况全部充分地结合起来,解决所有影响发动机使用效率的问题。
变循环发动机是未来战斗机研发过程中必须要解决的问题,可以说涡扇发动机能支撑其五代机的开发建造,但想要建造六代机就必须要有便循环发动机的支持,然而除了美国之外,没有任何一个国家在该领域取得实质性进展。美国媒体于去年7月对外展示了第六代战斗机模拟动画,借此向世界表明在其已经在多个领域取得了关键突破。
目前已经有很多包括中国在内的国家已经充分认识到变循环发动机的重要性,并加紧研制新一代发动机。
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