美国航发神话崩塌?发动机推重比或存虚标,但无需过度解读
马斯克审计的美国官方报告显示,F-22战斗机的F119-PW-100发动机实际推重比仅为7,低于此前宣传的9-10;F-35战斗机的F135发动机推重比更是只有6.7,远低于此前宣称的10-11。这意味着F119发动机的推重比甚至低于涡扇-10早期型号的7.5,而F135发动机的推重比也低于AL-31F发动机(按美标)约6.9的推重比。这一结果与以往认知大相径庭。
这份报告关于F119与F110发动机数据的可靠性,需要与权威数据对比验证。美国F15、F16、F14D、B2等战机广泛使用F110系列发动机,长期服役验证了其公开性能指标的准确性,且F110与F119、F135具有较强可比性。因此,以F110-GE-100为例,参考其4.6米长、883毫米直径、1769公斤重、12268千牛(约12.5吨)推力,以及7.07的推重比,可以更客观地评估F119和F135发动机的推重比。该发动机采用3级风扇、9级高压压气机、单级高低压涡轮的3911设计,涵道比为0.87。
F-16战斗机搭载的F110-GE-100发动机
F119-PW-100发动机长4.8米(文件数据为5.16米),最大直径1143毫米,推力达156千牛(约合15.9吨)。其内部结构采用3级风扇、6级高压压气机和单级高低压涡轮的3611设计方案,涵道比为0.36。按9.5的推重比估算,F119-PW-100的重量约为1670公斤。与F110-GE-100相比,F119-PW-100机身更长、直径更大,但重量却轻了99公斤(1670公斤对1769公斤)。然而,F119-PW-100采用矩形二元矢量推力喷管,在尺寸和重量上比F110-GE-100的圆形喷管要重得多,这成为其一个显著的不足。
F22战斗机的尾喷口设计,是其隐身性能的关键构成部分。
如此一来,即便F119-PW-100发动机比F110-GE-100少三级高压压气机,并运用更先进的材料和工艺,要在推力增加3.4吨的同时,重量还比后者轻99公斤,也极具挑战性。因此,F119-PW-100发动机1670公斤的重量数据极可能存在夸大,具体夸大了多少仍需进一步考证。
尽管推重比数据存在夸大,但即使按照7的推重比计算,F119-PW-100发动机的重量也仅为2270公斤,比之前估算的1670公斤高出600公斤。这显然不合理,因为如果F119-PW-100的推重比实际为7,则单台发动机将增重600公斤,两台发动机则增重1200公斤。此外,资料显示,航空发动机每增重1公斤,飞机重量将增加5公斤。因此,发动机增重1200公斤,将导致飞机空重增加6000公斤。综上所述,如果F119-PW-100推重比为7,则两台发动机将使飞机总重增加7200公斤。
F-22的空重说法不一,较为可信的数值约为18.5吨。然而,若F119-PW-100发动机的推重比确实为7,则F-22的空重将高达25.7吨,远超米格-31的21.8吨。这意味着,即使F-22仅携带4吨燃油,其起飞重量也将达到29.7吨。考虑到F119发动机约10.7吨的推力,此时的推重比仅为0.72,与米格-21相当,难以实现超音速巡航和高机动性。
F119-PW-100推重比降低到7,一种可能在于计算方法差异导致其重量超出预期。航空发动机重量指标分干重和湿重,干重指发动机本身重量,湿重则包含燃油、滑油等液体重量。 此次计算已将F119-PW-100的附件、传动装置及各种液体重量都纳入其中。那么,这种计算方法下,重量能否从1670公斤增至2270公斤呢?可能性极低,因为所有附件、液体等重量加起来,也很难达到600公斤,这相当于发动机重量的三分之一还要多。
F119-PW-100发动机重量数据或有夸大之嫌,但说其推重比只有7则过于离谱。F135发动机的情况也类似,如果其推重比仅为6.7,那么F-35战斗机的整体推重比将不足1,加上其庞大的机体,F-35的机动性甚至会不如F-4“鬼怪”战斗机,但这显然是不准确的。
F35战斗机的整体推重比,即使发动机推重比达到6.7,也无法达到1。
