F-35发动机:F135的推力、升级与问题

F-35的发动机是普惠F135,一台带加力燃烧室的涡扇发动机,推力约43000磅力,超过现役的其他任何战斗机发动机。 三种型号使用同一种核心机,F-35B另外加装了一套升力系统,使飞机能够悬停。
这台发动机有一个设计者没有预料到的问题。飞机上的电子设备所需的冷却能力远超预期,F135不得不更“卖力”地工作来提供冷却,磨损也就更快。为解决这个问题,一项发动机核心机升级正在研制之中。本文说明F-35的发动机如何工作,以及正在发生哪些变化。
F-35用的是什么发动机?
每架F-35装一台F135。它是在双发F-22所用的F119基础上发展而来的,风扇加大,以便单台发动机输出更大的推力。首批量产型发动机于2009年交付。
它有三个型别。F135-PW-100用于F-35A。F-35C用的PW-400是同一种发动机,但采用了能抵抗海上盐雾腐蚀的材料。F-35B用的PW-600前端有一根传动轴,后端有一个可偏转喷管。
| 项目 | F135-PW-100和PW-400 | F135-PW-600(F-35B) |
|---|---|---|
| 军用推力 | 28000磅力(125千牛) | 27000磅力(120千牛) |
| 加力推力 | 43000磅力(191千牛) | 41000磅力(182千牛) |
| 垂直推力 | 不适用 | 40650磅力(181千牛) |
| 长度 | 5.59米 | 含升力系统9.37米 |
| 干重 | 2910千克 | 3290千克 |
| 涵道比 | 0.57 | 常规飞行时0.56 |
| 总增压比 | 28 | 28 |
F-35B是怎样悬停的?
F-35B不像“鹞”式那样把整台发动机的推力转向下方。发动机前端伸出一根传动轴,驱动垂直安装在座舱后方的两级升力风扇。在尾部,三轴承喷管把喷流偏转约95度,指向地面。机翼下方还有两个小型滚转喷管喷出空气,保持飞机水平。
| 来源 | 推力 | 占比 |
|---|---|---|
| 升力风扇 | 18680磅力 | 约46% |
| 可偏转尾喷管 | 18680磅力 | 约46% |
| 翼下滚转喷管 | 3290磅力 | 约8% |
| 合计 | 40650磅力 | 100% |
升力风扇吹出的是冷空气,所以机头下方的气柱比喷气尾流凉得多。这既保护了甲板,也避免热燃气被重新吸入进气道。代价是重量和空间,这正是B型载油较少的原因,详见F-35A、F-35B、F-35C有什么区别。
F135为什么需要升级?
这台发动机要干两件事。一是推动飞机,二是提供压缩空气和轴功率,用来冷却电子设备并为其供电。实际的冷却需求远高于最初的指标,因此从发动机引出的空气超过了它的设计能力。为了弥补,发动机只能在更高的温度下运转,热端部件也就更早磨损。
美国政府问责局(GAO)估计,这些额外的磨损会使机队全寿命保障成本增加数百亿美元。Block 4让情况雪上加霜。新的APG-85雷达和其他系统所需的电力和冷却能力,比现有发动机和热管理系统能提供的还要多。
什么是发动机核心机升级?
2023年,五角大楼面前有两个选项。一个是全新的自适应循环发动机,由通用电气和普惠在美国空军的一个研究项目下研制,航程有望大幅提高,但装不进F-35B。另一个是重新设计现有F135的核心机。五角大楼选择了后者。
发动机核心机升级(Engine Core Upgrade)用改进后的部件替换压气机、燃烧室和涡轮,发动机的其余部分保持不变。普惠表示,它能让发动机恢复设计寿命,提供Block 4所需的冷却能力,并在推力和油耗上略有改善。三种型号都可采用,而且可以在正常的基地级大修中完成换装。目标是在2029年前后投入使用。与之配套的新型电源与热管理系统也在研制中。
F-35的发动机出过哪些问题?
最出名的一次发生在2014年6月:一片风扇叶片与机匣发生摩擦,一架F-35A在埃格林空军基地起飞时起火。机队停飞数周,该机因此错过了在范堡罗航展上的国际首秀。解决办法是修改风扇的封严结构。
后来的问题出在保障环节,而不是设计。2021年,发动机维修基地的修理能力不足,导致数十架飞机没有发动机可用;在多沙尘的环境中,涡轮叶片涂层的磨损也比预期快。另一种与之竞争的发动机,即通用电气和罗尔斯·罗伊斯联合研制的F136,已在2011年被取消,F135成了唯一的选择。
性能数据见F-35有多快,发动机在整机价格中所占的份额见我们的F-35多少钱一架。
常见问题
F-35装的是什么发动机?
一台普惠F135加力涡扇发动机。
F-35发动机的推力有多大?
F-35A和F-35C的军用推力约28000磅力,加力推力43000磅力。F-35B所用型别的加力推力为41000磅力。
F-35是单发还是双发?
单发。相比之下,F-22装有两台F119发动机。
F-35的升力风扇由谁制造?
F-35B的升力系统由罗尔斯·罗伊斯制造,包括升力风扇、可偏转喷管和滚转喷管。
什么是F135发动机核心机升级?
对发动机核心机进行重新设计,以恢复使用寿命,并为Block 4系统提供更多冷却能力,目标时间是2029年前后。
一台F135发动机多少钱?
据行业媒体报道,在最近的批次中约为2000万美元。
- Wikipedia – Pratt & Whitney F135: en.wikipedia.org
- US Government Accountability Office – F-35 sustainment report GAO-26-108113 (June 2026): files.gao.gov
- The Aviationist – DOT&E says no combat-capable TR-3 F-35s were delivered in FY2025: theaviationist.com
- Wikipedia – Lockheed Martin F-35 Lightning II: en.wikipedia.org
