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王婆卖瓜,自卖自夸。虽然有时有点骗人,但符合王婆的利益,还算合理。要是王婆还是卖瓜,但告诫你这瓜不要买,这就有点意思了。这正在美国发生。雷西恩的总裁海耶斯在10月26日的股东大会上直言,美国空军要把XA101发动机产品化并在2027-28年装上F-35,不是个好主意。- J" X. n! _( \6 ]7 J- y: u! Q' `+ h
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普拉特-惠特尼XA101技术验证发动机
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XA101是普拉特-惠特尼的自适应发动机(AETP),具有三涵道,不仅油耗降低,还便于解决F-35的热管理问题。由于隐身设计,F-35机内电子系统的散热无法通过常用的空气换热器解决,只能用燃油作为冷源。燃油量降低到40%以下就无法提供足够的散热,使得F-35的实用航程受到很大的限制。F-22也是隐身战斗机,有可能加莱特进气口的隔道兼做散热空气进口,进气边界层的呆滞只是相对于发动机进气而言的,用作系统散热的冷源还是足够的,F-22主要活动在高空,高空环境空气温度更低,进一步缓解了散热问题。F-35的DSI是无隔道的,没法用同样的办法散热。歼-20有同样的问题,估计在设计时已经注意到F-35有散热问题,在歼-20的设计中已经解决了,但具体方案不清楚。
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三涵道发动机的外涵道既可用作低速飞行时的额外旁通气流,作为高涵道比涡扇使用,降低油耗;又可作为系统散热的冷源。这是解决F-35系统散热问题的根本解决办法,难怪美国空军很起劲。
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( ^/ }3 z' [" S+ P4 m普拉特-惠特尼是F-35的F135发动机制造商。F135和F-35一样多灾多难。由于F-35不断增重,F135只得不断增推。发动机增推没有奥妙,主要是靠提高热工参数,这是以发动机寿命和可靠性为代价的,油耗也有所提高。F-35的航程其实不算短,但对于亚太战场,还是不够用。% ^/ `8 G0 `* T
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F-35竞标时落败的通用电气在F-22时代就力推变循环的YF120发动机,但美国空军认为技术上太过激进,没有选用,而是选用了更加“简单粗暴”的普拉特-惠特尼F119涡扇。F119后来成为F135的基础,两者共享核心发动机。在F-35遇到航程不足和系统散热问题的时候,美国空军转向变循环,但改名为自适应发动机,这就是AETP的前身。9 N4 E5 }5 n' E% g6 u# C) D `: P
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普拉特-惠特尼在开始时并不看好自适应发动机,坚信进一步改进涡扇可以较简单、可靠的技术达到相似的油耗,但系统散热问题还是没法解决。美国空军“勒令”普拉特-惠特尼采用三涵道,否则就要让通用电气和罗尔斯-罗伊斯进入技术验证阶段了。普拉特-惠特尼没有办法,只好从命,这才有了XA101和通用电气的XA100。& R5 @2 O' y. n' t9 B; m2 ~/ @
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通用电气XA100在2020年12月首次试验,2021年5月完成试验;2021年8月26日已经开始第二台发动机的试验。普拉特-惠特尼也在2021年9月完成地面试验,将在2022年初开始高空试验,不过还是在地面模拟高空的设施里进行,不是飞行试验。
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有意思的是,海耶斯指出,XA101只能装进空军的F-35A,装不进海军的F-35C和陆战队的F-35B,估计升力风扇作为“外挂模块”的适配不是主要问题,发动机尺寸过大了。& s- A* L6 D$ X, D0 R$ g( f
8 m; w, A/ V% L" _' w( F# M/ E# v这使得XA101将成为美国空军独家项目,不可能得到海军和陆战队的分摊,也破坏了F-35计划的共用性。最大的问题是全新发动机的可靠性,这对单发的F-35是性命交关的。普拉特-惠特尼认为,下一代战斗机才是三循环适当的平台,而不是急于在F-35上就用,现有F-135的深度改进能满足F-35的推力、油耗和散热要求。
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$ C# v, T9 I3 d e( c, G% W有意思的是,通用电气似乎对这些问题并不在意。
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对了,普拉特-惠特尼已经被雷西恩购入,现在是雷西恩集团的成员公司。 |
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