火心2000

永不放棄的追趕者——通用電氣公司F110系列發(fā)動機

戰(zhàn)斗機后補發(fā)動機計劃——從F101到F110-GE-100發(fā)動機

前文提到早期普拉特·惠特尼公司（下文簡稱PW公司）憑借F100系列發(fā)動機壟斷美國的第三代戰(zhàn)機的動力系統(tǒng)。不過正是這種壟斷，PW公司對早期F100存在問題的不作為最終激怒了美國空軍。在美國政府的授意下，PW公司的老對手通用電氣公司（下文簡稱GE公司）最終滿血復活。GE公司挑戰(zhàn)PW公司權威的終極殺手锏正是當年敗在JTF22核心機下的GE1/10核心機。

早在1956年，美國空軍開始實施“輕重量燃氣發(fā)生器”計劃（后改稱“先進渦輪燃氣發(fā)生器”計劃——編者注）。在該計劃的支持下，美國各大航空發(fā)動機公司都開始了自己的核心機研制計劃，GE公司也不例外。在政府的支持下，GE公司以空軍醞釀的新型戰(zhàn)斗機為需求背景，確定了第一臺技術驗證核心機——GE1的性能參數(shù)及結構尺寸。1964年研制出了首臺樣機，同年底開始地面試車。GE公司依托GE1平臺，按照模塊化（單元體）設計理念，靈活組合出不同用途的高性能核心機與驗證機。其中GE1/6、GE1/10和GE9構成了GE公司一系列經(jīng)典型號的發(fā)展基石。后來，所有志在發(fā)展本國航空發(fā)動機工業(yè)的國家都以GE公司的這個核心機作為自己的教科書般經(jīng)典案例來學習。當然，中國也不例外。

當年美國空軍提出F-X（即后來的F-15戰(zhàn)斗機）計劃時，GE公司 和PW公司是其動力系統(tǒng)的最后競爭者。1969年，GE公司的設計師以GE1/10核心機為基礎，派生出F100-GE-100/400大推重比渦扇發(fā)動機競標方案，最大推力130千牛。盡管GE公司沒有贏得最終的發(fā)動機合同，但其整體設計已經(jīng)達到了第三代發(fā)動機的先進水平。

相比較GE1核心機，F(xiàn)100-GE-100的高壓壓氣機級數(shù)減少一半（8級，增壓比約為8：1），主燃燒室長度縮短了40%，渦輪前溫度達到了1650K。正是該機的存在保住了以后GE公司重新挑戰(zhàn) PW公司的最后血脈。

冷戰(zhàn)進入20世紀60年代，蘇聯(lián)的國力越來越強，特別是以圖-95轟炸機為代表的、能攜帶核彈頭突襲美國本土的紅色轟炸機隊逐漸成熟起來，美國迫切需要一型能夠全面超越蘇聯(lián)轟炸機部隊的新型“雷神重錘”。這就是后來名噪一時的北美/羅克韋爾公司的B-1“槍騎兵”轟炸機。為了搶奪這一訂單，GE公司和PW公司這對“老冤家”再燃戰(zhàn)火。幾年前，GE公司的GE1/10核心機敗在PW公司的JTF22核心機手下，但GE公司并未就此一蹶不振，而是在GE1/10的基礎上而改進出了GE9核心機。20世紀60年代中期，以GE9核心機為基礎，大量使用GE公司掌握的所有最新技術，研制出F101加力式雙軸渦扇發(fā)動機，在1969年擊敗了老對手PW公司的JTF20核心機，獲得了戰(zhàn)略轟炸機（AMSA，即B-1轟炸機）的配套動力研制的合同?？芍^是一雪GE公司在F-X計劃動力系統(tǒng)的失敗恥辱。

GE公司在失去F-15戰(zhàn)斗機動力系統(tǒng)的合同后，集中精力于F101發(fā)動機上，希望能重返航空發(fā)動機巔峰。然而，隨著溫和的卡特總統(tǒng)上臺，1977年6月B-1轟炸機正式下馬，F(xiàn)101發(fā)動機失去了裝機對象。這無異于是在GE公司的傷口上又撒了一把鹽。（1980年，當時的里根總統(tǒng)決定重啟“槍騎兵”轟炸機計劃，型號定為B-1B，其動力裝置為F101-GE-102，GE公司還是笑到了最后——編者注）

作為戰(zhàn)略轟炸機的動力系統(tǒng)，F(xiàn)101發(fā)動機根本無力參與第三代戰(zhàn)斗機動力的競爭。況且第三代戰(zhàn)斗機動力大戰(zhàn)也已結束，PW公司的F100發(fā)動機獨攬美國空軍的第三代戰(zhàn)斗機的訂單。寄托GE公司巨大希望的F101面臨走投無路、半路夭折的命運。如果繼續(xù)研制試驗下去，還要投入大量的費用。在無政府支持的情況下，這批經(jīng)費只能由公司自己來承擔，GE公司要冒巨大的財務風險。同時其裝機對象的不明確，也使這款發(fā)動機研制出來就面臨無法收回投資的窘境。因此，GE公司內(nèi)部有相當一部分人要求終止F101發(fā)動比發(fā)動機開發(fā)中去。

在這內(nèi)憂外患之際，GE公司高層經(jīng)過慎重考慮，決定不放棄F101核心機上取得的成就。他們冒著巨大的財務風險，依然保留了F101核心機，希望能以此為基礎，開發(fā)出其他型號的發(fā)動機，隨時追逐軍方的需求和訂單。在這漫長的黑夜里，其核心機從1977年到1981年6月，累計進行了40000小時以上的地面試驗，整機飛行試驗積累了7600多小時。GE公司吸取了PW公司面臨困擾的教訓，決定按照美國軍方“發(fā)動機結構完整性大綱”（ENSIP），對發(fā)動機的性能、可靠性、耐久性和可維護性進行強制性規(guī)范，必須要達到ENSIP的要求。正是GE公司高層的這一要求讓該發(fā)動機成為第一個按照ENSIP研制的發(fā)動機，從而使其性能、可靠性、耐久性和可維護性都達到了可投入使用的成熟水平。在這段時間里，GE公司預計總投資需要達到6.25億美元。GE公司分年度自籌了部分經(jīng)費，并說服美國空軍對這項工程投入了一部分資金。美國空軍以所謂“F101后續(xù)工程發(fā)展計劃”的名義資助了很少的一部分資金。但正是由于軍方這很少的一點投資，振奮了GE公司的信心，繼續(xù)將項目進行下去。

就在GE公司默默地為F101進行完善改進時，PW公司的F100因耐久性、可靠性和可維護性問題鬧得空軍灰頭土臉。GE公司意識到幸運女神正在向自己招手。從1976年開始，GE公司高層調(diào)整F101的研制方向，在F101的基礎上利用F101的核心機加上新的風扇，按照F110的規(guī)格改型研制一臺類似的發(fā)動機——F101X驗證機。正是因為GE公司的堅持不懈、對市場的關注性和前瞻性，以及默默地辛勤工作，終于贏得了幸運女神的眷顧。

1979年，美國空軍推進“戰(zhàn)斗機候補發(fā)動機” 項目（Alternative Fighter Engine，AFE，又稱“可替換戰(zhàn)斗機發(fā)動機”項目）后，美國空軍看到GE公司的F101X達到了相當高的研制進度，出于施壓PW公司的目的，與GE公司簽定了一份8000萬美元的有限研制合同，生產(chǎn)3臺原型機，并給予了F101DFE的編號。由于事先準備充分，GE公司只用不到一年時間就順利通過了驗證機臺架試車。1980年12月19日，首架裝配F101DFE發(fā)動機的F-16A試飛成功。裝配F101DFE發(fā)動機F-16戰(zhàn)機共飛行58次，累計75小時，順利完成了飛行項目。在飛行過程中工作穩(wěn)定，表現(xiàn)出了良好的性能。

雖然F101DFE開了個好頭，但在試飛過程中仍然發(fā)生了因鋁制燃油接頭斷裂造成空中停車這樣的重大事故。不過，在黑夜里艱難行走多年的GE公司好不容易才得到這樣一個翻身機會，豈能就此放棄？在事故面前，GE公司完全不像PW公司的傲慢態(tài)度，集中精銳，十分積極而迅速地對發(fā)動機相關部件做了改進，排除故障。同時，公司高層親自到軍方那里就事故問題作出了詳細的解釋并拿出詳細而具體的解決方案。GE公司積極而有效的態(tài)度給軍方留下十分良好的印象，同時，也把自己從絕境中拉了回來。

1981年至1982年，F(xiàn)101DFE還在F-14B原型機上進行了科研試飛，但最終因海軍取消了換發(fā)計劃而終止。不過幾年后，美國海軍還是名媒正娶地迎娶了這個“新娘”。1984年，美國海軍再次啟動為當家明星F-14戰(zhàn)斗機換發(fā)計劃。這次，表現(xiàn)出色GE發(fā)動機終成海軍心儀對象，已更名為F110-GE-400的發(fā)動機取代了PW公司TF30發(fā)動機成為新的“雄貓”之心。

PW公司看到F101DFE發(fā)動機進展神速和美國海軍對其青睞有加，這才坐立不安起來，利用一切能動用的力量試圖阻止F101DFE項目的進行，并對軍方給予眾多承諾。同時，其自身的態(tài)度也來了個180度的大轉彎。但軍方意識到，如果一旦終止了發(fā)動機競爭，PW公司一定故技重施，再現(xiàn)過去經(jīng)典的“大爺嘴臉”。于是，軍方?jīng)Q定維持發(fā)動機領域的競爭態(tài)勢。

到1982年底，F(xiàn)101DFE發(fā)動機在實驗中已經(jīng)達到5004次總累計循環(huán)（TAC），其熱端部件壽命為當時F100發(fā)動機的3倍。F101DFE的表現(xiàn)大大超過當時PW公司的F100發(fā)動機，令美國空軍喜出望外。1982年，美國空軍又給予GE公司一項1.822億美元的合同，繼續(xù)生產(chǎn)3臺原型機用于性能耐久性和結構完整性試驗，實現(xiàn)系統(tǒng)最佳化，在試飛中完成產(chǎn)品成熟化。GE公司不負重望，再接再厲，認真地解決試飛中出現(xiàn)的問題。至1983年9月，原型機順利完成裝機試飛任務。同時，美國空軍給予了這個發(fā)動機正式編號：F110-GE-100。F110-GE-100的推力為123千牛，推重比為7.15，各項指標完全符合3代大推的標準。

GE公司的堅持終于得到了第一桶金，1984年2月，美國空軍與GE公司正式簽訂了生產(chǎn)合同，將下一年160臺發(fā)動機采購訂單中的75%交給該公司，其余40臺給了PW公司的F100發(fā)動機。GE公司在發(fā)動機大戰(zhàn)的第二回合中終于贏了PW公司一局。然而，好事還在后頭：美國空軍決定，今后每年的采購合同都采取比例分配模式，分配的標準原則按各家產(chǎn)品在部隊的實際表現(xiàn)決定。此后，空軍每年都對F110發(fā)動機重點照顧，給予了大量的訂單。這既滿足了美國空軍打破PW公司壟斷地位的愿望，又給GE公司帶來了豐厚利潤。

1985年F110-GE-100定型，第一臺量產(chǎn)型發(fā)動機交付使用。F110發(fā)動機在部隊表現(xiàn)相當優(yōu)良，雖然也有一些故障，但都很快被排除，成了高可靠性的代名詞。到1994年初，F(xiàn)110發(fā)動機已生產(chǎn)了2115臺，除了主要裝備美國空軍的F-16戰(zhàn)機以外，還出口到購買F-16 戰(zhàn)機的以色列、土耳其、希臘、埃及、巴林等國。之后，GE公司的F110系列發(fā)動機屢次擊敗PW公司的F100系列，搶走其訂單。最近的一次當屬韓國進口的F-15K戰(zhàn)機，其動力裝置韓國人選擇了GE公司而不是PW公司。最終，美國空軍出于使用單一發(fā)動機以簡化后勤壓力的需求，F(xiàn)100發(fā)動機壟斷了美國的F-15戰(zhàn)機動力系統(tǒng)及部分F-16戰(zhàn)機的動力裝置。但在出口業(yè)務上，GE公司全面領先于PW公司。GE公司自豪地宣稱，自己在這場發(fā)動機大戰(zhàn)里取得了最后的勝利。這也宣告了GE公司重返戰(zhàn)斗機動力系統(tǒng)研發(fā)的巔峰。

F110系列發(fā)動機為單元體結構設計，方便了維修與將來的升級改造?？傮w結構緊湊，轉子支撐采用典型的5支點（低壓轉子1-1-1、高壓轉子1-0-1、共5個主軸軸承，其中的高壓渦輪后軸承為中介軸承）、與單個承力框架（進氣機匣、中介機匣和渦輪后機匣）。發(fā)動機的主安裝節(jié)點位于中介機匣上，輔助安裝節(jié)點設置在渦輪后承力機匣兩側。

之所以F110發(fā)動機能在發(fā)動機大戰(zhàn)第二回合中扳回一局，那是因為GE公司為F110發(fā)動機應用了大量的高新技術。F110發(fā)動機的各單元的技術特點如下。

先進的壓氣機系統(tǒng)，級壓比高、級數(shù)少，總共12級的轉子僅由5個構件和2個安裝邊連接組成；大量使用鈦合金降低部件重量；3級風扇增壓比達到3.2，進口直徑970毫米，最大空氣流量122.4千克/秒，進氣機匣安裝有可變彎度導流葉片；9級軸流式高壓壓氣機的壓比超過9.5，平均級壓比達到1.29，前3級轉子采用鈦合金材料，其余為IN718不銹鋼制造。

短環(huán)形、高溫主燃燒室，至今仍是比較少有的高負荷設計；采用突擴式的進口擴壓器，火焰筒頭部安裝20個組合式燃油霧化裝置；采用先進高效的冷卻技術，延長了部件壽命；燃燒室具有良好的燃燒效率，無冒煙，污染排放少。

作為核心部件之一的高低壓渦輪，GE公司采用穩(wěn)妥方法，直接繼承了F101的高溫、大功率、高負荷設計，未作較大的改動；渦輪葉片和輪盤部件分別采用Rend125定向凝固合金與Rene95粉末高溫合金制造，在復合冷卻技術的配合下，使渦輪進口溫度提高到1700K的水平，為延長發(fā)動機壽命，實際使用中有意地降低渦輪工作溫度（降幅約110K）；兩級低壓渦輪的工作葉片較長，采用帶冠設計，適應大直徑風扇的功率需求，設計轉速適中。

加力燃燒室是F101核心機的縮小版，擴壓段為圓柱形壁面造型，花瓣式混合器將內(nèi)外涵氣流有效混合；雙燃油噴射借用F404發(fā)動機的設計，能更好地控制燃油分配；三圈環(huán)形帶徑向傳焰槽的組合式火焰穩(wěn)定器保證穩(wěn)定燃燒；在飛行包線內(nèi)加力工作可靠，筒體內(nèi)安裝全長的防振隔熱襯套，起到消除高頻嘯聲，以及隔熱冷卻筒壁的作用。

收斂擴散尾噴管也是由F404的部件改進而來，噴口調(diào)整由液壓作動筒和作動環(huán)控制。

發(fā)動機的調(diào)節(jié)由電子控制系統(tǒng)負責，為了保險起見，同時也安裝了老式的液壓機械系統(tǒng)，并安裝了發(fā)動機監(jiān)測系統(tǒng)。

平心而論，F(xiàn)110 和F100相比，推重比并不高，但總空氣流量大，總壓比與渦輪前溫度都較高，可獲得很大的絕對推力；發(fā)動機的操作性強，在飛行包線內(nèi)油門桿可以無約束地操作，不會引起壓氣機失速等故障。同時，F(xiàn)110發(fā)動機兼顧了先進性，與性能、可靠性、耐久性和可維護性“四性”指標。在累計近200萬小時飛行期間，由發(fā)動機引起的每1000飛行小時非計劃返修率僅為3.45%。因此，安全可靠成為F110發(fā)動機的最為漂亮的名片之一。

正是因為F110的安全可靠，終于贏得了美國海軍的青睞。1984年，美國海軍啟動為“雄貓”換心計劃。最終F110-GE-400發(fā)動機戰(zhàn)勝了PW公司的F100發(fā)動機，取代了之前的PW公司TF30發(fā)動機成為新的“雄貓”之心 。1984年11月，F(xiàn)110-GE-400型號研制工作正式啟動。1986年1月進行鑒定試驗，同年9月29日，開始試飛。1987年6月美國海軍正式接受了首架換裝F110-GE-400生產(chǎn)型的F-14戰(zhàn)斗機。

由于F110發(fā)動機早期定位為空軍戰(zhàn)斗機使用，既然被海軍選中，GE公司立刻對F110進行針對性改進。最大的改變就是發(fā)動機的長度。為了適應F-14發(fā)動機艙的安裝條件，設計師采取了兩項改進措施：加力燃燒室加長1270毫米；調(diào)整發(fā)動機的安裝節(jié)點裝置，主節(jié)點從中介機匣前移到風扇機匣上，后安裝節(jié)點被安排在噴管前。此外，還針對艦載機的特殊需求進行了針對性的改進。包括：改進了控制系統(tǒng)，增加備份裝置，重新布置了附件及滑油箱；優(yōu)化加力燃燒室的設計，提高了燃燒效率；加強結構強度，增加機匣剛性等措施。

以上的諸多針對性改進措施，使發(fā)動機增重218千克，推重比下降到了6.1左右。不過這樣的性能指標仍比TF30發(fā)動機高上許多——在新動力的支持下，F(xiàn)-14的性能得到全面提高——航程增加了60%，爬升率提高61%，作戰(zhàn)滯空時間延長了33%，還根除了頻發(fā)的失速故障及常見的噴煙問題。正是因為有了新的“心臟”，F(xiàn)-14才真正成為那個年代最為拉風的艦載機，沒有之一?！皳Q了心”的“雄貓”在很長時間里都是掛載著“不死鳥”遠程防空導彈，機翼隨風而動，在兩道長長的尾流中，靈活而敏捷地馳騁于大洋上空，驅趕著蜂群一般掛載著“死神鐮刀”的紅色轟炸機。這樣的場景直到21世紀后才最終落下帷幕。

推力增長（IPE）計劃——F110-GE-129發(fā)動機

PW公司獨霸美國空軍戰(zhàn)斗機動力裝置市場之時的傲慢無禮，給予了GE公司復仇的機會。絕地重生的GE公司認真吸取了PW公司的教訓，按照美國軍方及工業(yè)界的指導思想，將性能（推重比）與“四性”指標均衡設計，集中提高發(fā)動機的可靠性、延長使用壽命、降低維護成本。因此推重比的提升幅度就沒有PW公司明顯，甚至還有所下降。隨著“可靠性補課”效果的顯現(xiàn)，又對型號的性能提出了更高的要求。兩大豪門繼續(xù)你爭我斗，上演雙雄爭霸的好戲。兩者一番較量下來，PW公司獨攬美國F-15戰(zhàn)機的發(fā)動機訂單，只搶到少量F-16戰(zhàn)機的動力訂單；而GE公司基本告別美軍F-15戰(zhàn)機動力，但大量F-16的動力訂單也頗為豐厚?？梢哉f兩者基本勢均力敵。但在出口方面，GE公司憑借循序漸進、穩(wěn)打穩(wěn)扎的IPE計劃凱歌高奏；而PW公司則是兩手空空。

GE公司能在出口方面取得輝煌戰(zhàn)績，靠的正是“當家花旦”——F110-GE-129發(fā)動機。F110-GE-129繼承了F110-GE-100型的81%的成熟可靠的零部件。在保證高可靠性與長壽命的基礎上，適當?shù)卦黾恿税l(fā)動機推力（加力推力和中間推力分別為129千牛與75千牛）。設計中采用GE公司的第二代單晶高溫合金ReneN5制作渦輪葉片，以后還應用了第二代損傷容限型粉末高溫合金Rene88DT制造渦輪盤。新材料的使用可以提高渦輪進口溫度55～80℃，同時也帶來了轉速的提高（高壓14801轉/分，低壓8220轉/分）。改進風扇，壓比達到3.4，提高了6%，總增壓比達到了32。發(fā)動機熱效率進一步提高。GE公司在硬件方面對F110-GE-129型進行了大量的升級改造，在軟件方面也是不遺余力。為了增加發(fā)動機的控制系統(tǒng)，學習PW公司經(jīng)驗，由全權限數(shù)字式電子控制系統(tǒng)（FADEC）取代原有的混合式控制系統(tǒng)。

經(jīng)過GE公司的精心打造，F(xiàn)110-GE-129型的技術性能較F110-GE-100型有了十分明顯的提升：結構上進一步優(yōu)化，零部件減少了40%～50%，推重比提高到7.2，涵道比從0.87降為0.76。

作為PW公司F100發(fā)動機的替代方案，F(xiàn)110發(fā)動機適用于F-15、F-16戰(zhàn)機。為了繼續(xù)給PW公司施壓，由美國軍方出資，在1989年2月，將一架F-15E戰(zhàn)斗機的發(fā)動機更換為F110-GE-129型，進行初步飛行試驗，并和安裝F100-PW-220型的同型機做對比試飛。

在之后一系列的試飛對比中，F(xiàn)110-GE-129型推力響應迅速，與飛機進氣道配合完美。在試飛中表現(xiàn)出相當潑辣的一面——12192米高空以最大推力狀態(tài)從馬赫數(shù)0.8加速到2.0，所需時間僅為96秒，而F100-PW-220型則需要215秒；軍用推力下從馬赫數(shù)0.4飛到1.0的時間為120秒（6096米）和160秒（9140米）。試飛員對F110-GE-129型的優(yōu)良性能相當滿意。1999年，F(xiàn)110-GE-129型IPE發(fā)動機完成了在F-15E戰(zhàn)機上的全部試飛任務，取得了最終的換發(fā)批準。只是后來，美國從簡化動力裝置、降低后勤壓力考慮沒有選用F110-GE-129型發(fā)動機，仍選用了PW公司的發(fā)動機。GE公司在美國自用的F-15戰(zhàn)機上落選，并不代表在別的方面毫無建樹，特別是在出口方面。F110-GE-129型延續(xù)“兄長”之路，出口業(yè)績一片大好，再次把PW公司甩在后面。

1992年，F(xiàn)110-GE-129發(fā)動機獲得了美國空軍的使用，取得“身份證明”，配裝在美軍的F-16 C/D戰(zhàn)機上。發(fā)動機服役期間表現(xiàn)良好，25萬飛行小時后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每1000小時的非計劃返修率低于1次。1995年的航空發(fā)動機維修檢修間隔達到1435發(fā)動機飛行小時。到2000年，F(xiàn)110-GE-129型這一指標進一步提到了2000小時。

正是由于有了美國空軍這一大客戶的肯定，F(xiàn)110發(fā)動機在隨后的日本F-2戰(zhàn)機動力選型中擊敗了日本人的老伙伴PW公司，成為日本新戰(zhàn)機的“心臟”。同樣，日本仍然選擇石川島播磨公司（IHI）許可生產(chǎn)，編號為F110-IHI-129的發(fā)動機。日本人的青睞開啟了GE公司海外市場的大門。幾年后，2005年10月7日，在GE公司強勁動力的推動下，韓國的首批“太極鷹”——F-15K飛抵朝鮮半島。GE公司再一次讓老對手品嘗失敗的滋味。

在20世紀80～90年代，GE公司憑借F110-GE-129型屢次上演從PW公司虎口拔牙的好戲。GE公司在不斷發(fā)掘F110潛力之際，并未放松對其派生型號的研發(fā)。

20世紀70年代末期，美國正式上馬研制一款新型轟炸機。這就是后來獨步天下的B-2隱身轟炸機。關于B-2的傳奇身世不是本文敘述重點，但“幽靈之心”——F118發(fā)動機則和F110發(fā)動機有著濃厚的“血緣關系”。GE公司把F110發(fā)動機的加力燃燒室去掉，同時提高風扇壓比和空氣流量，設計出了F118發(fā)動機。F118發(fā)動機于1987年定型，最大推力84.5千牛，裝備B-2隱身轟炸機。B-2轟炸機的產(chǎn)量雖然不大，但能成為當今唯一的隱身轟炸機的發(fā)動機，F(xiàn)118也隨著B-2近20年取得的一系列輝煌戰(zhàn)果而名噪一時。

GE公司憑借F110-GE-129型發(fā)動機的出色表現(xiàn)，一雪在發(fā)動機大戰(zhàn)中失敗的前恥，不但接連搶得美國F-16戰(zhàn)機的大量訂單，也接連擊敗PW公司成為海外客戶的首選。雖然在世紀之交捷報頻傳，但GE公司并不敢掉以輕心，就此滿足。首先，老對手PW公司再次贏得了發(fā)動機大戰(zhàn)，再次獨攬隱身戰(zhàn)機的發(fā)動機裝置，并順勢利用第四代發(fā)動機的技術改進F100系列發(fā)動機，不斷以新型號沖擊市場，且成績不錯。其次，新形勢下，許多國家需要能夠滿足新作戰(zhàn)要求的一款高級別戰(zhàn)機和與之配套的性能大幅提升的發(fā)動機，對此PW公司已有階段性研制成果。在這樣背景下，GE公司也急需一款性能更好的發(fā)動機以應對PW公司的挑戰(zhàn)。這就是后來的F110-GE-129EFE。

F110-GE-129EFE計劃

早在20世紀80年代末F110-GE-129IPE的研制末期，GE公司為了應對上述的挑戰(zhàn)，已著手策劃F110新的衍生型號。為了降低難度及縮短研制時間，GE公司執(zhí)行了穩(wěn)妥的策略，在研制難度最大的核心機方面直接使用成熟可靠的F110的核心機，并采用在F118上得到驗證的寬弦風扇等部件，組裝了一臺新的驗證機F110-X。由于該機采用大量新技術，推力水平大幅提高。1991年10月的一次地面試車中，曾達到了162千牛的最大推力。

F110-X的優(yōu)異表現(xiàn)立刻吸引了美國軍方的注意，并立刻與GE公司簽訂了繼續(xù)深入研究的合同。從1994年開始，在軍方的全力支持下，GE公司以IPE計劃為基礎，充分吸收F118發(fā)動機的部件技術，及綜合高性能渦輪發(fā)動機技術（IHPTET）計劃的研究成果，運用三元流氣動技術方案，同時用F414和YF120的設計技術為新機研制了一種徑向式的加力燃燒室。徑向式加力燃燒室不僅降低了型號可換件的更換頻率與返修率，而且零部件數(shù)目減少了15%，零件型號減少了50%，重量減輕了3%。風扇經(jīng)過嚴苛的試驗考研，其中包括在AEDC高空臺上的模擬試驗。結果顯示，風扇葉片的共振響應低于GE公司的設計試驗值，并且也低于空軍高周疲勞（HCF）準則的規(guī)定，絕熱效率高出設計目標值1.5%，同時還滿足了所有的適應性要求。到1997年，軍方支持的項目資金用盡，GE公司遂自籌資金開展研制工作，繼續(xù)推動EFE計劃的前進。

GE公司的這一衍生改進設計，十分注重高熱力循環(huán)參數(shù)與結構強度之間的均衡，特別是為提高推重比而采取的增加渦輪進口前工作溫度的方法，十分順利地保證了部件的可靠性和耐久性。同時發(fā)動機結構少，還留有一定的裕度，以適應特殊情況。GE公司完美地解決了高性能與長壽命的矛盾。當然眾多新技術的采用，導致發(fā)動機的重量略有增加，但與其一系列華麗性能數(shù)據(jù)相比，這一點瑕疵是可以接受的。

GE公司在EFE計劃上的完美表現(xiàn)，終于在1999年10月吸引了美國軍方的注意。美國軍方正式將第一方案命名為F110-GE-132，第二方案命名為F110-GE-123A，第三方案命名為F110-GE-134。

GE公司的這一計劃剛定型不久便有所斬獲。2000年，阿拉伯聯(lián)合酋長國（以下簡稱阿聯(lián)酋）與洛馬公司簽訂總價64億美元的合同，訂購80架“沙漠戰(zhàn)隼”——F-16E/F戰(zhàn)斗機。在這份合同中，GE公司再次戰(zhàn)勝PW公司：阿聯(lián)酋選擇了F110-GE-132型發(fā)動機作為F-16的配套動力裝置。EFE計劃旗開得勝。2002年12月，GE公司交付第一臺生產(chǎn)型發(fā)動機；2004年初F110-GE-132型完成了所有的定型試驗；2005年5月首批F-16E/F戰(zhàn)斗機交付阿聯(lián)酋空軍使用。

至此，GE公司通過F101核心機的一系列組合拳找回了第二次發(fā)動機大戰(zhàn)中丟掉的尊嚴，重新與PW公司平起平坐。第三次發(fā)動機大戰(zhàn)雖然再次失利，但美國政府因為PW公司的教訓，時至今日仍未放棄GE公司，并給予強有力的支持。這也給了GE公司莫大的信心。只是因冷戰(zhàn)結束，戰(zhàn)斗機更新?lián)Q代的步伐放緩，未現(xiàn)GE公司再次絕地大反擊的壯舉。但按照美國對航空發(fā)動機工業(yè)的一貫政策，新一輪的發(fā)動機大戰(zhàn)正在醞釀中。而這場“大戲”的主角依然是GE公司和PW公司。

新一輪的發(fā)動機大戰(zhàn)雖在醞釀，但GE公司并未放棄收復失地的步伐。GE公司針對新老客戶，提出了兩種采購方案可供選擇。其一是訂購全新生產(chǎn)的EFE發(fā)動機；另一項則是利用全套改進組件把F110-GE-129改進為EFE的結構。對于適用F110系列發(fā)動機的戰(zhàn)機，兩種選擇方案都不必進行結構調(diào)整便可直接換裝動力組件。

在全力爭取新客戶的同時，對使用F110各型發(fā)動機的老客戶，GE公司也并未就此放棄。針對老客戶，GE公司提出了“使用壽命延長計劃”（ SLEP），讓這些發(fā)動機可以持續(xù)服役到2025年。通過發(fā)動機的升級改進，GE公司可以賺到相當可觀的收入。

GE公司通過對發(fā)動機的關鍵零部件（壓氣機、燃燒室、高壓渦輪）等進行技術升級，來減少50%的非計劃拆換和降低25%的飛行小時費用。這些改進升級措施不僅可以運用于現(xiàn)役發(fā)動機的延壽計劃，也適用于新生產(chǎn)型號。因此，美國空軍給予了各型F110SLEP新的編號：F110-GE-100C、F110-GE-129B。

經(jīng)過GE公司的一系列努力，在2005年5月23日，拿到了一份5700萬美元的合同，將美軍現(xiàn)役的950臺F110發(fā)動機升級為SLEP發(fā)動機。2008年，又拿到了土耳其30架F-16戰(zhàn)機的F110-GE-129型發(fā)動機的升級計劃。這是GE公司的F110發(fā)動機SLEP計劃拿到的首筆國際訂單。

結語

在40年前，憑借美國雄霸天下的國力，美國航空發(fā)動機的“絕代雙驕”率先進入第三代大推力渦扇發(fā)動機領域，并且創(chuàng)造了兩個至今仍讓人仰望不止的高峰。正在PW公司和GE公司的上佳表現(xiàn)，讓“鷹”“隼”這兩架經(jīng)典戰(zhàn)機至今仍是各使用國的鎮(zhèn)國利器。隨著歲月的流逝，“鷹”“隼”逐漸老邁，“猛禽”“ 閃電”漸露崢嶸，但“鷹隼之心”曾發(fā)出的“脈搏”，仍是那么讓人敬仰。（續(xù)完）