F-47的发动机:NGAP、XA102与XA103,以及两年的空档

F-47是围绕一种尚无可飞行实物的新型发动机设计的,即“下一代自适应推进”(NGAP)项目的变循环涡扇发动机。 在研的候选型号有两个:GE航空航天公司的XA102和普惠公司的XA103,预计都要到2030年才具备装机条件。

这比战斗机的计划首飞时间晚了两年。本文解释自适应发动机的作用、两型设计的现状、项目拖期的原因,以及这对F-47意味着什么。

NGAP是什么

NGAP是美国空军为第六代战斗机研制发动机的项目。它于2022年以原型机阶段合同起步,目前资助GE航空航天和普惠两家发动机厂商,两家的合同上限在2025年都提高到35亿美元。

据报道,这些发动机的推力在3.5万至4万磅(15.9至18.1吨)级别,与F-22使用的F119相近。美国空军没有确认F-47装几台发动机,外界普遍认为是两台。关于整机情况,见F-47是什么。

自适应发动机如何工作

传统的战斗机发动机是折中的产物。为大推力调校的设计在巡航时油耗很高,为省油调校的设计在作战时又推力不足。它内部的气流分配在制造时就固定了。

变循环发动机在核心机外围增加了第三股气流,并通过机构调节各股气流的流量。巡航时,更多空气从外涵道通过,发动机表现得像高效的民航发动机。作战时则关小外涵道,让空气通过核心机以获得最大推力。

第三股气流还有另一个用途:它提供了大量冷空气,可以带走机载电子设备的热量。在现代战斗机上,散热与推力一样是制约因素。发动机厂商称,这项技术可使燃油效率提高约25%,航程增加约30%,冷却能力翻倍。这些数字在很大程度上解释了F-47公布的作战半径,也关系到它能以多快的速度巡航。

XA102与XA103

两家公司此前都曾在一个旨在为F-35换发的项目中造出尺寸更大的自适应发动机XA100和XA101。这一计划在2023年被放弃,改为升级现有发动机,但试验数据得以沿用。NGAP发动机尺寸更小,专为新战斗机量身设计。两型设计都在2026年5月通过了装配准备评审。

美国空军没有说明是只选一型,还是让两型都投产。保留两家供应商前期花费更多,但可以保持竞争和富余产能。

发动机为什么拖期

2025年公布的预算文件显示,NGAP已推迟两年以上,主要原因是供应链问题。目前预计原型发动机在2030年具备装机条件。

从经费走势看,研制工作的高峰还在后面,即2028年和2029年。

首架F-47用什么发动机

美国空军维持了2028年首飞的目标,这意味着首架飞机将在没有正式发动机的情况下升空。官员们没有说明会装什么。报道提到采用过渡性或非量产状态的方案,分析人士认为尺寸相近的现役战斗机发动机是显而易见的选择。

先用替代发动机首飞并不罕见,这样机体、飞控和软件的试验可以按时开始。代价在后面:围绕某一型发动机设计的飞机,换上正式发动机后必须重新试飞;在此之前,它的航程、散热和信号特征都不具代表性。

哪些仍属未知

悬而未决的问题包括发动机数量、过渡发动机的型号、确切推力、喷管是否采用推力矢量,以及美国空军是否会只选一家供应商。最大的问题是时间。如果NGAP再次推迟,F-47服役时使用的发动机可能会限制这款飞机原本的设计用途。正如我们在F-47由谁制造中指出的,主承包商对此几乎无能为力。

常见问题

F-47使用什么发动机?

它是按NGAP项目的变循环发动机设计的,即GE航空航天公司的XA102或普惠公司的XA103。目前尚未宣布选型。

什么是变循环发动机?

它是一种带有第三股气流的涡扇发动机,气流可在飞行中调节,使发动机在巡航时偏重省油,在作战时偏重推力,同时提供额外的冷却能力。

F-47的发动机什么时候就绪?

NGAP原型发动机预计在2030年具备装机条件,比最初的计划晚了两年多。

2028年首架F-47用什么发动机首飞?

美国空军没有说明。由于NGAP发动机赶不上进度,预计将采用过渡方案。

F-47有几台发动机?

数量尚未得到确认。外界普遍认为与F-22一样是两台。

F-47的发动机与F-35的发动机项目有关系吗?

有间接关系。GE和普惠曾为计划中的F-35换发造出尺寸更大的自适应发动机XA100和XA101,该计划后来取消。NGAP发动机借鉴了这些成果。