F119發動機的推重比在維基被修改成了9？詳細講講五代發動機_風聞

來源：微博@萌虎鯨

詳細把五代發動機講了。

知道很多人懶得看長文，所以先開門見山説結論：

 

普惠的兩款裝備給五代機的發動機F119-PW-100（圖1）和F135-PW-1/400（圖2）的海平面，0速，全加力推重比分別為7和6.7，垂直起降F-35B的發動機F135-PW-600在平飛時的推重比為5.7。

能説明美國人都是騙子，他們的航發水平不行麼？省流回答：不能，美國人至今依然是航發界扛把子，只能證明航發工程師妥協的藝術+確實很難而已。且聽我慢慢道來。

 

F119的重量數據來源於美國空軍官方發佈的發動機運輸指南 圖3（編號：T0  00-85-20），F135的兩個子型號的重量數據來源於同樣的文件 圖4，是一份2018年增補進去的附件。F119發動機乾重約5000磅（2268千克，含二元矢量噴管），F135乾重6422磅（2913千克），F135帶升力風扇版7260磅（3293千克）。

昨天我説維基百科上寫F119推比7的時候，很多人評論表示，啊呀它那個噴管太重啦，去掉就好多了，那你怎麼解釋沒有厚重的二元矢量噴管，渦輪前温度和涵道比更高的F135推重比還更低？[doge] 這次準備用什麼理由來解釋呢？

你説這些數據準確嗎？老實講我不知道，我不可能去訂兩台發動機回來稱着玩…..但是五代航發推重比沒那麼高是有非常合理的理由支持的。

你可能會説，這也太顛覆我的刻板印象了，這倆發動機怎麼會這麼重？？ 會不會是定義學問題？有個很簡單的驗證方法，在同一份文件中檢查四代機的發動機重量不就知道了？圖5 展示的我們所熟悉的F110-GE-129的數據，我們都知道這款發動機的美標乾重約1.8噸，文件顯示的3980磅（1805kg）的weight完全符合這個記憶中的數據，所以可以很明確地説這倆貨就是這麼重。

什麼是乾重，簡單説就是保留髮動機的一切系統，包括什麼噴管啊，附件匣什麼的，氣體系統的管道啊然後抽掉滑油、機油、燃油、冷卻劑什麼的，“乾重”，非常形象。

所以這是什麼情況？這倆貨不是一個推比9-10，一個推比10-11的麼？我們難道被美國人騙了？

是也不是。不是的部分很簡單，因為不論是美國廠家的官方公開的Datasheet裏還是美國空軍的介紹裏都沒有推重比或重量這一項，不信你自己去看。圖6 圖7 圖8 圖9

正規來源的宣發中人家從來不標榜自己推比很高啊……你被你的刻板印象騙了……

但是這種刻板印象絕非空穴來風，而且你會發現全世界的航發專家都會給這倆發動機的推重比拉高。這很可能是因為在第五代航發開發早期對其性能的估計過高以及當時的競標宣傳需要造成的。原本是真的想通過設計和材料的進步大幅度拉高發動機的推重比。只是後來實際研製的過程中，發現拉高渦輪前温度，拉高發動機轉速後，需要更多重量去補償發動機的結構，需要更多的引氣來處理各種問題等等等，最終可用的產品重量爆炸。

證據何在？其實四款五代發（F119 120 135 136）開發的過程中這種例子比比皆是。比如F119在蘭德公司航發可獲得性報告裏用的很可能就是YF119的公開數據（圖10）3900磅（1769kg），這個數據熟悉不？是不是經常被當成F119的？再比如F135和136，在地面試車的時候，V=0，H=0的情況下分別跑出過5萬磅和5.1萬磅的超高推力（圖11）。怎麼獲得的呢？主要是去掉向外引氣和軸功率輸出。問題是你上機是不可能去掉這的…… 廠商很有可能根據這些試驗數據在早期進行過“高推比發動機”的宣傳。其他沒有類似發動機研製經驗的國家很可能信以為真。

所以量產版F119推比低並不僅僅因為噴管重量大（不過也確實不輕…），它和F135推比低的本質原因是：

1、第四代發動機渦輪前温度大幅提高，而熱端部件的材料承温能力並沒有得到同步提升，為了達到耐久性和壽命要求，構件會設計得更加強壯、冷卻用氣量需要增加、需要採用隔熱塗層等，這些都會使重量增加。

2、發動機安全性設計要求提高，如為滿足包容性要求，風扇／壓氣機機匣重量需要增加。

3、為實現隱身要求，需要從壓縮部件引氣冷卻高温構件，從而導致推力下降，同時採用隱身塗層會使發動機重量增加，造成推重比降低。

4、飛機提供的燃油温度提高，要求發動機燃油附件能夠承受更高的温度、具有更強的冷卻能力，這就使附件重量增加。

來源： 程榮輝 等《第四代戰鬥機動力技術特徵和實現途徑》

 

雖然現在顯然不能討論國內的裝備了，但是明明有公開的論文看，很多人就是不看。就是願意相信，啊呀，我們被美國人騙啦，然後搞出了美國人都搞不出來的東西！或許這種情況會發生且以後會比比皆是，但可惜航發領域很可能不是這樣。世界上的物理定律是一樣的……美國人遇到的問題我們一樣會遇到。圖12 列出的先進戰鬥機航發的關鍵技術中，有推重比或為了實現高推比所必須的技術這一項麼？ 圖13 來自總體方面的論文更是直接點出了，單獨考慮發動機推重比已經不再重要。

F119和F135推比非常垃圾，但是用強大的結構重量換來了包線上各處推力的上漲，優秀的飛行品質和更好的魯棒性。這是工程的取捨，毫不影響它們作為世界上最優秀的戰鬥機航發的地位。以XA10X系列為代表的下一代自適應變循環發動機由於結構本身更加複雜、推力要求更大，再加上覆雜的調節機構，必然不可能有高推比，不信咱們等着看吧