■ 王鵬 / 中國(guó)航發(fā)渦輪院

隨著科技進(jìn)步和未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)的演變，以美國(guó)為首的航空強(qiáng)國(guó)已經(jīng)開(kāi)始新一代戰(zhàn)斗機(jī)的研制競(jìng)賽，提出了多種有人/無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)概念方案，相應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)也已如火如荼地展開(kāi)。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，隱身性能成為現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的重要技術(shù)指標(biāo)。但這種技術(shù)到目前為止仍未完全普及，目前進(jìn)入服役狀態(tài)的隱身戰(zhàn)斗機(jī)只有美國(guó)的F-22、F-35以及中國(guó)的殲20，而俄羅斯的蘇-57發(fā)展進(jìn)度較為緩慢。雖然現(xiàn)代隱身戰(zhàn)斗機(jī)距離普及化發(fā)展尚需時(shí)日，但是下一代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展計(jì)劃早已開(kāi)啟，以在未來(lái)空中戰(zhàn)場(chǎng)博弈中贏得先機(jī)。根據(jù)當(dāng)前信息分析可以發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楦鲊?guó)航空技術(shù)水平及對(duì)未來(lái)空中作戰(zhàn)形態(tài)的理解不同，下一代戰(zhàn)斗機(jī)方案均是以當(dāng)前技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)，基本的技術(shù)特征也存在許多共同點(diǎn)。

下一代戰(zhàn)斗機(jī)方案解析

目前，關(guān)于下一代戰(zhàn)斗機(jī)到底是有人還是無(wú)人、具體性能指標(biāo)包括哪些等問(wèn)題，不同國(guó)家、不同軍種和不同承包商都有著不同的理解，而且隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)、國(guó)家戰(zhàn)略環(huán)境等形勢(shì)的變化，不同時(shí)期也有著不同的需求和認(rèn)識(shí)。

美國(guó)

美國(guó)空軍于2016年5月31日正式對(duì)外發(fā)布了公開(kāi)版《空中優(yōu)勢(shì)2030飛行規(guī)劃》。這份文件旨在針對(duì)2030年強(qiáng)對(duì)抗作戰(zhàn)環(huán)境，全面評(píng)估美國(guó)空軍當(dāng)前及未來(lái)作戰(zhàn)需求，研判能力缺口，從多領(lǐng)域綜合考慮，提出裝備層面和非裝備層面的解決方案。這份文件描述了一種高生存力、高致命性平臺(tái)，它可由網(wǎng)絡(luò)空間和太空能力做支持，很多人相信這個(gè)描述指的就是下一代戰(zhàn)斗機(jī)。

為發(fā)展未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)，2010年11月美國(guó)空軍發(fā)布了下一代戰(zhàn)斗機(jī)能力征詢書(shū)，期望在2030年左右形成初始作戰(zhàn)能力。根據(jù)公開(kāi)資料，美國(guó)洛克希德-馬?。羼R）、波音、諾斯羅普-格魯門(mén)（諾格）等公司提出了多種下一代戰(zhàn)斗機(jī)方案（見(jiàn)圖1）?？v觀這些方案，均有一個(gè)共同的顯著特征——高隱身氣動(dòng)布局（飛翼式布局、無(wú)垂尾、背負(fù)式進(jìn)氣道），這充分說(shuō)明了美國(guó)空軍對(duì)隱身性能的更高追求。但這些方案都未能使美國(guó)空軍完全滿意，一是研發(fā)成本可能創(chuàng)歷史新高，二是研發(fā)進(jìn)度無(wú)法滿足軍方2030年形成初始作戰(zhàn)能力的目標(biāo)，三是部分新概念技術(shù)效果不如預(yù)期且成熟度過(guò)低。

最終，美國(guó)決定摒棄有關(guān)下一代戰(zhàn)斗機(jī)特征的討論，將重點(diǎn)放在如何定義穿透性制空的能力上來(lái)。目前，美國(guó)正在抓緊研制的穿透性制空作戰(zhàn)飛機(jī)，雖沒(méi)有冠以“下一代戰(zhàn)斗機(jī)”的名號(hào)，但仍具有超越以往戰(zhàn)斗機(jī)的遠(yuǎn)航久航、高殺傷力、全向極低隱身等能力，足以構(gòu)成美國(guó)“下一代戰(zhàn)斗機(jī)”。

圖2 俄羅斯“鰩魚(yú)”無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)

圖3 俄羅斯公布的米格-41概念圖

俄羅斯

俄羅斯基于降低飛行員培訓(xùn)費(fèi)用的出發(fā)點(diǎn)，認(rèn)為下一代戰(zhàn)斗機(jī)必將是無(wú)人駕駛的。無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)可以突破有人飛機(jī)對(duì)飛機(jī)速度、體積和質(zhì)量等的限制，進(jìn)一步提升極限作戰(zhàn)性能。早在2005年，俄羅斯米格飛機(jī)設(shè)計(jì)局就展示了下一代戰(zhàn)斗機(jī)——“鰩魚(yú)”噴氣式隱身無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)（見(jiàn)圖2）。據(jù)稱(chēng)，這種戰(zhàn)斗機(jī)具備高速、隱身和無(wú)人駕駛等特性?！蚌庺~(yú)”使用了先進(jìn)的隱身技術(shù)，能悄然突破敵方的防空系統(tǒng)，對(duì)重要目標(biāo)實(shí)施攻擊；其發(fā)動(dòng)機(jī)采用扁平噴嘴，減少了熱輻射量，也可規(guī)避敵方的紅外線探測(cè)設(shè)備；發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道被飛機(jī)的前翼遮擋，避免被雷達(dá)搜索到輻射波；控制板接合部、起落架艙門(mén)和機(jī)艙門(mén)處在幾條平行的線上，大大降低了雷達(dá)截面積；沒(méi)有水平和垂直尾翼，所有武器都藏于機(jī)體內(nèi)的兩個(gè)彈艙中。雖然2012年“鰩魚(yú)”無(wú)人機(jī)項(xiàng)目由于各種原因暫停研發(fā)，但蘇霍伊設(shè)計(jì)局目前正在研制的“獵人”無(wú)人機(jī)借鑒了“鰩魚(yú)”的部分技術(shù)，并移植了蘇-57戰(zhàn)斗機(jī)的部分技術(shù)。2019年，“獵人”無(wú)人機(jī)與蘇-57戰(zhàn)斗機(jī)完成了首次聯(lián)合飛行。

此外，俄羅斯還透露了另一種下一代戰(zhàn)斗機(jī)方案——米格-41（見(jiàn)圖3），可以看出俄羅斯在下一代戰(zhàn)斗機(jī)的需求上突出了對(duì)速度的追求，結(jié)合之前的米格-25、米格-31等型號(hào)的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)俄羅斯在戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展上，有依托速度提升突防能力的傳統(tǒng)。從戰(zhàn)斗機(jī)生存力角度看，隱身和速度是可以相互權(quán)衡的兩個(gè)因素。速度提高了，對(duì)隱身的需求則可以適當(dāng)降低。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)研究，突防效能與飛行速度基本成線性正比關(guān)系，因此飛行速度越高，對(duì)突防越有利。

歐洲

2018年4月，法國(guó)和德國(guó)正式啟動(dòng)未來(lái)作戰(zhàn)航空系統(tǒng)（FCAS）計(jì)劃，定義了一個(gè)以下一代戰(zhàn)斗機(jī)（NF）（見(jiàn)圖4）為核心、多種元素相互連接協(xié)同的“系統(tǒng)族”，計(jì)劃在2040年前投入使用，用于替換兩國(guó)空軍的“臺(tái)風(fēng)”（Typhoon）和“陣風(fēng)”（Rafale）戰(zhàn)斗機(jī)。其中，法國(guó)達(dá)索公司為總承包商，空客防務(wù)及航天公司為無(wú)人僚機(jī)和空戰(zhàn)云總承包商。2019年6月，德國(guó)與法國(guó)聯(lián)合研制的新一代戰(zhàn)斗機(jī)全尺寸模型在第53屆巴黎航展首次亮相。

受到英國(guó)脫歐影響，英國(guó)在參與德國(guó)和法國(guó)的FCAS項(xiàng)目時(shí)遇到阻撓。2018年7月，英國(guó)發(fā)布《作戰(zhàn)航空戰(zhàn)略》，要求使英國(guó)能獲得并保持制空能力，確保作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)等，同時(shí)公布將啟動(dòng)下一代戰(zhàn)斗機(jī)“暴風(fēng)”（Tempest）項(xiàng)目。在2018年7月第51屆英國(guó)范堡羅航展上，英國(guó)發(fā)布了“暴風(fēng)”全尺寸模型，采用雙發(fā)設(shè)計(jì)，具有傾斜雙垂尾。相關(guān)資料表明，相對(duì)于低成本和簡(jiǎn)單性等方面，“暴風(fēng)”更優(yōu)先考慮續(xù)航能力和無(wú)空中加油航程，并采用有人駕駛，同時(shí)還可能作為無(wú)人機(jī)使用，即可選無(wú)人駕駛方案。作為“暴風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)承包商，羅羅公司從2015年就開(kāi)始針對(duì)下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)展開(kāi)技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證，其目標(biāo)是提供更加智能、能提供更多功率提取的多電發(fā)動(dòng)機(jī)，以滿足先進(jìn)機(jī)載電子設(shè)備和定向能武器的需求。

然而，歐洲的“鷹獅”“臺(tái)風(fēng)”和“陣風(fēng)”3型戰(zhàn)斗機(jī)并行發(fā)展、市場(chǎng)份額均不理想、技術(shù)也未能領(lǐng)先的歷史經(jīng)驗(yàn)讓部分歐洲國(guó)家意識(shí)到，歐洲無(wú)法承擔(dān)同時(shí)開(kāi)展兩個(gè)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)項(xiàng)目所需的巨額成本，潛在市場(chǎng)也極為有限。為避免重蹈覆轍，空客公司于2020年6月16日表示，希望與英國(guó)在2020年12月31日完成脫歐貿(mào)易協(xié)定談判后，深入討論將法國(guó)、德國(guó)、西班牙3國(guó)聯(lián)合研發(fā)的FCAS項(xiàng)目與英國(guó)、瑞典、意大利聯(lián)合研發(fā)的“暴風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目進(jìn)行合并的可能性。

圖4 德國(guó)和法國(guó)聯(lián)合研制的下一代戰(zhàn)斗機(jī)（NF）概念圖（來(lái)源：達(dá)索公司）

圖5 日本F-X戰(zhàn)斗機(jī)概念圖

日本

日本在下一代戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)上也不甘落后。日本首架?chē)?guó)產(chǎn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)的樣機(jī)——先進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)TDX“心神”于2015年試飛，日本計(jì)劃在其技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展下一代戰(zhàn)斗機(jī)F-X（見(jiàn)圖5），并計(jì)劃于2035年服役。日本對(duì)下一代戰(zhàn)斗機(jī)的定義為首先發(fā)現(xiàn)、首先攻擊、首先摧毀，這點(diǎn)與歐美不同，并提出了以信息化、智能化、敏捷性為代表的下一代戰(zhàn)斗機(jī)的日本概念。據(jù)防務(wù)新聞網(wǎng)站10月31日?qǐng)?bào)道，日本已選定三菱重工作為該國(guó)新一代戰(zhàn)斗機(jī)的主要承包商，并計(jì)劃選擇海外合作伙伴進(jìn)行技術(shù)合作，尤其是開(kāi)展隱形技術(shù)研發(fā)合作。

總體趨勢(shì)

綜上所述，雖然各國(guó)對(duì)下一代戰(zhàn)斗機(jī)的定位有所不同，但是從當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，下一代戰(zhàn)斗機(jī)的基本技術(shù)特征已表現(xiàn)出一些共性趨勢(shì)。即通過(guò)全新的一體化機(jī)體設(shè)計(jì)，采用新型先進(jìn)動(dòng)力和智能化飛行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在各種任務(wù)環(huán)境下的高隱身性、高機(jī)動(dòng)性和長(zhǎng)續(xù)航，并能夠適應(yīng)未來(lái)聯(lián)合作戰(zhàn)概念和多域戰(zhàn)對(duì)時(shí)時(shí)在網(wǎng)、高度互聯(lián)的需求，并且能夠提供滿足定向能武器需求的能量。

鑒于不同軍種、不同作戰(zhàn)場(chǎng)景下的不同需求，下一代戰(zhàn)斗機(jī)還可能具有有人和無(wú)人兩個(gè)版本或者可選無(wú)人駕駛。此外，人工智能也將是下一代戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)用的核心技術(shù)之一。借助人工智能技術(shù)，戰(zhàn)斗機(jī)可以自主感知作戰(zhàn)環(huán)境并進(jìn)行作戰(zhàn)姿態(tài)調(diào)整，還可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自主分析，在無(wú)人工介入的情況下，完成對(duì)威脅較大的目標(biāo)的攻擊選擇，最終實(shí)現(xiàn)在各種不同作戰(zhàn)任務(wù)之間的敏捷切換。

下一代戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力技術(shù)

下一代戰(zhàn)斗機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)包括飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)、材料技術(shù)、控制技術(shù)等。其中，動(dòng)力技術(shù)是制約未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)向更快、更高和更遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵要素。通過(guò)對(duì)下一代戰(zhàn)斗機(jī)的需求分析，可以總結(jié)出下一代戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

機(jī)動(dòng)性優(yōu)先級(jí)低于續(xù)航和掛載能力

為滿足戰(zhàn)爭(zhēng)需要，美國(guó)軍方要求下一代戰(zhàn)斗機(jī)不僅要具有高空高速性能，而且要具有機(jī)動(dòng)、敏捷和隱身等方面的性能。波音和洛馬公司發(fā)布的下一代戰(zhàn)斗機(jī)概念都采用了無(wú)尾或V形尾翼結(jié)構(gòu)，可以滿足作戰(zhàn)常規(guī)機(jī)動(dòng)性、過(guò)失速機(jī)動(dòng)性、敏捷性、短距起降、超聲速巡航、隱身等性能需求的推力矢量無(wú)疑成為提高戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)能力的重要支撐。

然而，隨著遠(yuǎn)程武器的發(fā)展，未來(lái)空軍基地和航空母艦等基地設(shè)施可能更易受導(dǎo)彈等的攻擊，因此，未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)需要具備更強(qiáng)的遠(yuǎn)航和武器掛載能力，確保在基地被毀或航空母艦停留在更遠(yuǎn)安全距離時(shí)仍能執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，同時(shí)能應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈威脅。而這勢(shì)必以犧牲自身的機(jī)動(dòng)性為代價(jià)。根據(jù)美國(guó)空軍的預(yù)計(jì)，未來(lái)在可視距離范圍內(nèi)的空戰(zhàn)將越來(lái)越少，因此將以機(jī)動(dòng)性的權(quán)衡來(lái)?yè)Q取可持續(xù)的高速度和更大的有效載荷。

變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)

變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)（VCE）技術(shù)是新一代戰(zhàn)斗機(jī)中應(yīng)用潛力巨大的動(dòng)力技術(shù)之一，其特點(diǎn)是通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)一些部件的幾何形狀、尺寸或位置來(lái)改變熱力循環(huán)。美國(guó)在通用經(jīng)濟(jì)可承受先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)（VAATE）計(jì)劃下，實(shí)施了一項(xiàng)名為自適應(yīng)通用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)（ADVENT）的子計(jì)劃，用于驗(yàn)證變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)滿足不同飛行器平臺(tái)，包括超聲速、亞聲速的攻擊/運(yùn)輸及情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR）平臺(tái)，以滿足未來(lái)對(duì)動(dòng)力裝置多用途、低成本的要求。ADVENT 及后續(xù)的自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展（AETD）和自適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（AETP）都集中在通過(guò)采用自適應(yīng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子來(lái)達(dá)到多用途能力，而2016年啟動(dòng)的空中優(yōu)勢(shì)自適應(yīng)推進(jìn)技術(shù)（ADAPT）計(jì)劃則更關(guān)注發(fā)展高壓轉(zhuǎn)子的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)，以及將核心機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的整體變循環(huán)工作特性相結(jié)合的方法。

近30年來(lái)，除美國(guó)以外的其他航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司，如英國(guó)的羅羅公司、法國(guó)的賽峰集團(tuán)、日本的工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所等，也在不斷地進(jìn)行變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)概念設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)研究并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了一定的研究成果。進(jìn)入20世紀(jì)90 年代后，美國(guó)、歐洲和日本又掀起研究超聲速和高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)的熱潮，其中都涉及到變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)研究。

關(guān)鍵技術(shù)——?jiǎng)恿εc熱管理系統(tǒng)

動(dòng)力與熱管理系統(tǒng)對(duì)提升戰(zhàn)斗機(jī)性能和降低成本起著關(guān)鍵作用。動(dòng)力與熱管理系統(tǒng)是一種綜合機(jī)電系統(tǒng)，將傳統(tǒng)上分立的輔助動(dòng)力系統(tǒng)、應(yīng)急動(dòng)力系統(tǒng)和環(huán)境控制系統(tǒng)的熱管理功能綜合為一個(gè)系統(tǒng)，其雛形是“熱/能量管理組件”（T/EMM）。與傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)中同一渦輪機(jī)械既用于輔助動(dòng)力系統(tǒng)和應(yīng)急動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電，又用于環(huán)境控制系統(tǒng)冷卻和熱管理，不僅可減少系統(tǒng)質(zhì)量和體積，還可提高可靠性和效率，同時(shí)又降低了成本。

2015年8月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）動(dòng)力與控制部機(jī)械與熱系統(tǒng)分部發(fā)布了題為“混合循環(huán)動(dòng)力與熱管理系統(tǒng)”的跨部門(mén)公告，向美國(guó)工業(yè)界征詢關(guān)于下一代戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力與熱管理系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)解決方案。美國(guó)空軍在公告中指出，下一代戰(zhàn)斗機(jī)可能要求具備前所未有的先進(jìn)能力，以保持對(duì)抗環(huán)境中的空中優(yōu)勢(shì)。這些能力包括先進(jìn)電子攻擊、高功率激光器和低可探測(cè)性，所要求的電功率比目前戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)上發(fā)電能力高10倍以上。同時(shí)，對(duì)于未來(lái)的大功耗軍機(jī)而言，熱管理可能是比發(fā)電更需關(guān)注的問(wèn)題?，F(xiàn)代飛機(jī)廣泛采用復(fù)合材料蒙皮、高效率發(fā)動(dòng)機(jī)、深度嵌入式的機(jī)載系統(tǒng)，對(duì)飛機(jī)熱管理提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外，機(jī)上不同負(fù)載的工作周期差異相當(dāng)大，有的在整個(gè)任務(wù)過(guò)程中連續(xù)工作，而有的運(yùn)行時(shí)間只占任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的5%，對(duì)熱管理系統(tǒng)的自適應(yīng)性提出了較高的要求。

推進(jìn)系統(tǒng)電氣化

為盡快實(shí)現(xiàn)先進(jìn)機(jī)載電子系統(tǒng)和定向能武器在下一代戰(zhàn)斗機(jī)上的應(yīng)用，各國(guó)都在嘗試通過(guò)不同的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)推進(jìn)系統(tǒng)的電氣化，以滿足更大的功率提取需求。

圖6 安裝CMC葉片的F414驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)

2002—2008年，歐洲43家航空工業(yè)組織共同開(kāi)展了動(dòng)力優(yōu)化飛機(jī)（POA）技術(shù)項(xiàng)目，其中羅羅公司為POA項(xiàng)目建立了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)（ESVR），通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了多電發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的可行性。EVSR用新型電氣系統(tǒng)代替了所有傳統(tǒng)的用齒輪箱驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，并采用了嵌入式發(fā)電機(jī)方案。2014年，該公司開(kāi)始了嵌入式電起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)（E2SG）的演示驗(yàn)證項(xiàng)目，即在傳統(tǒng)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)中完全嵌入起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)，這也是 “暴風(fēng)”項(xiàng)目配套動(dòng)力的核心技術(shù)。該方案在節(jié)省空間的同時(shí)，還可以為未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)提供所需的大量電能，同時(shí)規(guī)避了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)其下方齒輪箱產(chǎn)生功率驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)所帶來(lái)的活動(dòng)件數(shù)量變多、復(fù)雜度增加、機(jī)體變大等不利于飛機(jī)隱身的缺點(diǎn)。2017年，E2SG驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目啟動(dòng)第二階段，將另一個(gè)電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)其他轉(zhuǎn)子連接，還在電網(wǎng)中加入了一個(gè)儲(chǔ)電系統(tǒng)，可以智能管理所有系統(tǒng)間的電力供應(yīng)。

同時(shí)，美國(guó)空軍對(duì)于2035年左右的戰(zhàn)斗機(jī)期望是配備激光武器，這種武器所需的功率遠(yuǎn)超當(dāng)前燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到的水平。從此需求出發(fā)，IHPTET和VAATE計(jì)劃的研究成果也不能滿足功率水平要求。因此，哪怕VAATE計(jì)劃尚未結(jié)束，美國(guó)空軍也迫不及待地在2016年對(duì)外披露了為期20年的頂層規(guī)劃支持經(jīng)濟(jì)可承受任務(wù)的先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)（ATTAM）計(jì)劃，并隨后迅速展開(kāi)招標(biāo)工作。ATTAM計(jì)劃的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)航空推進(jìn)系統(tǒng)與機(jī)載電力系統(tǒng)的集成。

大量應(yīng)用復(fù)合材料

相關(guān)研究表明，下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比大約會(huì)在現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的基礎(chǔ)上翻一番，達(dá)到15 ～20∶1。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，渦輪前溫度將大幅提高。同時(shí)，壓氣機(jī)壓比也要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上有所提升，但從輕量化考慮，下一代發(fā)動(dòng)機(jī)要求壓氣機(jī)級(jí)數(shù)進(jìn)一步減少，這意味著壓氣機(jī)材料需要具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特性。這些新的性能要求必須通過(guò)新材料應(yīng)用才可實(shí)現(xiàn)。復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，其中陶瓷基復(fù)合材料（CMC）還具有顯著的耐高溫特性，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵材料。

GE公司認(rèn)為其在下一代發(fā)動(dòng)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)中的王牌，就是對(duì)輕質(zhì)耐熱CMC的大量應(yīng)用。F136只在第三級(jí)渦輪導(dǎo)向器采用了CMC，而現(xiàn)在CMC將被用在從燃燒室到低壓渦輪的整個(gè)熱端部件上，包括旋轉(zhuǎn)件。2014年在F414發(fā)動(dòng)機(jī)上成功驗(yàn)證了CMC在旋轉(zhuǎn)件上的應(yīng)用（見(jiàn)圖6）。

結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)必然發(fā)生巨大的變化，電子戰(zhàn)、集群作戰(zhàn)等新作戰(zhàn)形式層出不窮。為了解決未來(lái)作戰(zhàn)需求，保持制空優(yōu)勢(shì)，以美國(guó)為代表的航空強(qiáng)國(guó)在現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)尚未普及裝備的情況下，積極開(kāi)展下一代戰(zhàn)斗機(jī)的研制競(jìng)爭(zhēng)。

美國(guó)已提出了多種下一代戰(zhàn)斗機(jī)概念方案，但究竟選擇哪一種方案，目前尚無(wú)定論。值得注意的是，雖然飛機(jī)方案尚未確定，據(jù)《航空周刊》消息，美國(guó)下一代發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)XA100/101將于2021年開(kāi)始地面試驗(yàn)。動(dòng)力先行是美國(guó)一貫保持的研發(fā)思路，不管未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)何時(shí)成形，擬采用的動(dòng)力裝置技術(shù)研究工作早已展開(kāi)。超前開(kāi)展的一系列發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)預(yù)先研究計(jì)劃的成果，為美國(guó)下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著近20 年來(lái)我國(guó)對(duì)航空領(lǐng)域投資力度的加大和許多重大關(guān)鍵技術(shù)的突破，為了進(jìn)一步縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，我們也應(yīng)當(dāng)同步開(kāi)始探索發(fā)展下一代戰(zhàn)斗機(jī)，尤其是加快開(kāi)展下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。