自喷气时代开始以来,战斗机飞行性能的关键决定因素之一就是其发动机的性能。评判发动机性能的参数较多,包括推力、推重比、易于维护、必要检修之间的时间、它给携带它飞机增加的重量及燃油效率,但最广为人知的单一特征仍然是它产生的推力。
强大的发动机是促进飞机飞行性能的重要因素,包括战斗机的爬升率、速度、运行高度和在多个不同飞行包线中的机动性。相对于其重量,推力更大的飞机也往往需要更短的跑道起飞,这在战时机场遭到轰炸时可能是一个关键优势。能够产生更多功率的发动机也能够更好地为飞机上的机载系统供电,包括雷达、电子战系统以及未来可能的定向能武器,如激光。
几十年来,世界上最强大的喷气发动机被美国和苏联垄断,直到1991年苏联解体导致后俄罗斯才逐渐丧失了在这一领域的优势。我国从2014年开始崛起为世界最大的经济体,逐渐成为世界领先的专利申请国,使得我国在发动机设计领域也逐渐突出。下面给出了战斗机上飞行过的五种最强大的战斗机发动机(仅在推力方面)。
01
D-30F-6M
索洛维耶夫设计局
推力:195kN
装备:米格-31M
D-30F-6M是索洛维耶夫D-30系列喷气发动机的衍生型号,是为米格-31M拦截器开发的,该拦截器于1985年首次飞行,计划于上世纪末作为苏联防空部队的主要拦截器投入使用。最初的米格-31猎狐犬于1981年投入使用,仍是世界上最重的战斗机或拦截器,重量约为41000公斤,战斗载荷为41000千克,并携带有史以来最大的雷达集成到N007战斗机上。该飞机的巡航速度接近2.5马赫,仍是迄今为止世界上最快的,而其超过20000米的正常运行高度也是世界上最高的。该飞机的D-30F-6仍然是迄今为止集成到第五代前战斗机或拦截器上的最强大的飞机,推力为152千牛。
米格-31M的D-30F-6M在推力大约195kN,远远超过了当今世界上任何其他型号。这使得米格-31M能够更快、更高地巡航,携带更大的雷达,并携带迄今为止世界上最大的导弹库,包括六枚超大R-37导弹和多枚较小的导弹。苏联解体后,俄罗斯经济的迅速恶化最终使该国无法为米格-31M的批量生产提供资金,尽管其开发已经完成,直到2010年代,资金短缺甚至阻碍了对旧米格-31的重大升级。尽管苏联解体后出现了延误,但到1994年,拦截器及其发动机已完全准备好进行批量生产。在AL-41F研制成功以前,D-30F-6M加力涡扇发动机被选为其备用发动机。
米格-31M 原型机
02
F135
普惠
推力:191kN
装备:F-35
F135是F119发动机的衍生型,(预测量产版已经超过200千牛,这也是世界航空史上第一次出现最大加力推力超越200千牛的军用涡扇喷气式发动机)。F-35第五代战斗机于2015年投入使用,其发动机F135在当时的推力是顶尖的。F-35是单发战斗机,这种动力装置不足以让F-35以超音速巡航,而其最高速度为1.6马赫,高度上限约为15000米。即F-35的设计从来没有优先考虑高飞行性能,主要是作为一种攻击战斗机,而不是用于空战。在使用的这些年来,问题一直不断,需要特别高的维护水平,自战斗机投入使用以来,这个问题已经给舰队造成了价值数百亿美元的损失,并引发诸多质疑,但F135发动机无疑是世界航发发展“金字塔尖”。
F-35战斗机于其配套发动机F135
03
AL-41F
留里卡-土星公司
推力:191kN
装备:米格1.42
推重比:11.09
米格1.42战斗机项目于1979年开始开发,旨在提供一种能够在敌方领空深处作战的远程空中优势战斗机,从而为苏-27侧卫提供第五代继任者。米格1.42的目标是在性能上超越美国先进战术战斗机项目的竞争对手F-22“猛禽”战斗机。与俄罗斯生产的后来的苏-57第五代战斗机相比,这架飞机在当时的野心要大得多,估计生产成本大约是其两倍,同时寿命和运营成本要高得多。
安装两台AL-41F发动机的米格1.44验证机
该飞机的AL-41F发动机比迄今为止双引擎战斗机上使用的任何发动机都能产生更大的推力,推重比也更高,据估计最大推力为191千牛。该发动机于20世纪90年代末开始批量生产,生产了十几台,尽管米格1.42项目的终止意味着它从未投入使用,该项目被认为是资金紧张的后苏联俄罗斯国防部负担不起的。该发动机在整个20世纪90年代进行了广泛的飞行测试,包括使用多架飞机作为试验台的超音速飞行,其中包括米格-25拦截机和图-16轰炸机。尽管该计划取消时,六架米格1.42原型机已经开始生产,但没有一架完成,该计划生产的唯一具有飞行能力的机身是一架名为米格1.44的基本技术演示机。
AL-41F发动机
04
WS-15
中国航发
推力:183kN
装备:歼-20
中国为歼-20第五代战斗机开发的WS-15动力装置,特别是2021年推出的增强型歼-20B变体,预计将使该飞机成为世界上推力最大的飞机,据报道,其每台双动力装置的推力为183千牛。2021年初投入使用的歼-20A由旧的WS-10C发动机提供动力,已经可以在不使用加力燃烧室的情况下进行超音速巡航,但WS-15预计将促进接近2马赫甚至更高的非加力燃烧室巡航速度。该发动机被认为在2016年左右开始飞行测试,并于2023年6月首次以双配置集成到歼-20B原型机上。
据报道,该发动机的批量生产已于当年4月开始,发动机开发延迟的一个关键原因是难以完善其尖端单晶涡轮叶片的大规模生产方法,尽管研制时间仍明显短于海外研发的发动机。其竞争对手美国的F119发动机从设计阶段到美国空军准备就绪用了超过25年的时间。F119为美国自己的第五代双引擎空中优势战斗机F-22猛禽提供动力,推力为17.5吨。F-22使用的航空电子设备比歼-20或较新的单发动机F-35老旧得多,而且由于一系列问题,在2009年服役不到四年后就被空军下令终止生产。F-22项目的重大缺陷使得歼-20在同代战机中的重量级战斗机系列中没有真正的竞争对手。
搭载双 WS-15的歼-20 原型机
05
AL-51
留里卡-土星公司
推力:177kN
装备:苏-57M
推重比:11.5
AL-51F在开发阶段被称为土星30,是为俄罗斯第二代、更保守的第五代战斗机项目苏-57开发的,预计将在2026年底前投入批量生产,于2017在Su-57 原型机的发动机进行了首次飞行。苏-57的设计优先考虑最低的运营成本和维护需求,因此AL-51F是一种高成本效益的设计,其寿命成本远低于目前为俄罗斯战斗机提供动力的AL-31变体和AL-41F-1S。
该发动机仍然比集成在双引擎战斗机上的最强大的西方发动机强大得多。该发动机的推力矢量控制能力、高燃油效率和苏-57相对较轻的重量,预计将使该战斗机成为世界上低速时最具机动性的战斗机,也可能是高速时最具灵活性的战斗机,主要与歼-20相媲美。
苏57战斗机
文中主要信息来源于:military watch magazine.
文案|星辰时客
排版|王洋芋