今天小編分享的軍事經驗：自适應發動機将如何為第六代戰鬥機提供動力？第三條涵道很關鍵，歡迎閱讀。
高性能渦輪噴氣發動機可以讓戰鬥機達到 2 馬赫以上的飛行速度，雖然超音速飛行能力可以讓飛機快速穿越戰區，提供重要的空中優勢，但戰鬥機的發動機會快速消耗燃料并產生大量熱量。
通用電氣公司（GE）和普惠公司研制的自适應循環發動機可以改善燃料消耗率，增加航程并減少熱量的產生。這不僅會大幅提高作戰飛機的性能，還會推動第六代戰鬥機的發展。
本文為 " 簡單飛行（Simple Flying）" 網站發布的介紹文章，作者 Christian P. Martin，本人翻譯并編輯給大家分享。
對新一代作戰發動機的需求
美國空軍 F-15 戰鬥機。
21 世紀初，美國空軍官員認為，試圖對第四代或傳統渦扇發動機（例如 F-15、F-16 的發動機）進行漸進式改進，最終不會有利于他們追求的性能優勢。他們确定，推進性能和能力的代際飛躍才是答案。
美國空軍 F-16 戰鬥機和韓國 FA-50 輕型戰鬥機。
為此，2007 年 3 月 26 日，美國空軍研究實驗室（AFRL）公布了其研制新型噴氣發動機的計劃。這種新型發動機的遠期目标是讓飛行員能夠無縫地從高速作戰機動切換到長途持續飛行模式。
為此，美國第六代戰鬥機配備的發動機必須比前代發動機性能有顯著提升。此外，新一代發動機必須提供更大的推力、更高的燃油效率、更強的冷卻能力和發電能力。與美國現役的發動機相比，這款新型發動機所用材料的壽命和可靠性必須更高。
美軍地勤人員為 F-16 戰鬥機更換發動機。
這項雄心勃勃的計劃被稱為 " 多功能發動機技術（ADVENT）"，該計劃旨在研制一種三涵道自适應循環發動機，以滿足未來空戰需求。
一旦能夠產生 1 兆瓦的電能，它就可以為配備的激光武器提供動力。據信，激光武器庫将是第六代戰鬥機配備的武器系統。
ADVENT 計劃可以追溯到 2012 年的 " 自适應多功能發動機技術（Adaptive Versatile Engine Technology）"，并在 2016 年演變為 " 自适應發動機過渡計劃（AETP，Adaptive Engine Transition Program）"。在 AETP 框架下，通用電氣公司和普惠公司都獲得了合同，這為後來的全尺寸原型發動機研發的設計和實證測試奠定了堅實的基礎。
自适應發動機的工作原理
自适應發動機就是在傳統的渦扇發動機高壓内涵道和低壓外涵道之外，增加第三條輔助涵道，這第三條涵道可以根據飛行員遇到的飛行條件打開和關閉，從而優化發動機的性能。在起飛時，可以關閉第三條涵道以降低涵道比，将氣流更多的引導至高壓内涵道，從而實現推力最大化。
通用電氣公司 " 自适應多功能發動機 "。
另一方面，第三條涵道可以在巡航時打開，這将增加涵道比，大幅降低燃料消耗和飛機熱負荷。此外，通過第三條涵道的氣流可以驅動輔助動力裝置發電。到目前為止，最多可以產生 1 兆瓦的電力，然後可用于為激光武器提供電源，據信激光武器是第六代戰鬥機配備的武器系統。
因此，自适應機制（打開和關閉第三條涵道）可以将發動機從高推力攻擊模式轉變為節省燃料的巡航模式。
通用電氣公司 " 自适應多功能發動機 " 解剖圖。
2024 年，通用電氣公司在自适應多功能發動機已經完成了數百小時的系統級性能和可操作性測試。
這種類型發動機将為第六代戰鬥機提供動力，并可能成為 F-35" 閃電 II" 的替代發動機。
據通用電氣稱，自适應發動機可以：" ……将戰鬥機推力提高 20%，燃油消耗降低 25%，航程延長 30% 以上，并顯著提高飛機的散熱能力。"
自适應發動機項目的研發和測試
通用電氣公司在 ADVENT 項目期間達到了發動機推進歷史上最高的壓氣機和渦輪組合壓力。
通用電氣公司測試自适應循環發動機。
到 2014 年，通用電氣公司測試了業界第一台也是唯一一台三涵道自适應循環發動機 XA100。2015 年，通用電氣公司成功完成 AETD 初步設計審查。
此外，通用電氣公司正在研制第二款自适應發動機 XA102。該附加項目于 2023 年 12 月完成了主要設計審查，現在它将繼續進行原型發動機測試。
通用電氣公司測試自适應循環發動機。
總體而言，截至 2024 年，通用電氣公司已經記錄了數百小時的強大系統級性能和可操作性測試，這大大超出了基線測試要求。
自适應發動機将采用尖端材料
自适應發動機中的許多零部件均采用陶瓷基復合材料（CMC）制造，這類材料具有更高的使用壽命。此外，它們還可以承受更高的溫度，同時比标準航空級材料更輕。
陶瓷基復合材料測試照片。
所以，CMC 可使自适應發動機在更高溫度下運行，從而提高燃油效率，因為冷卻發動機所需的空氣減少了。此外，3D 打印技術還用于制造 CMC 部件，這降低了生產成本并提高了可維護性，因此可以在維修車間復制替換零部件。
通用電氣公司人員測試陶瓷發動機零部件。
關于通用電氣公司對 CMC 的使用，美國傳統基金會表示：
" ……陶瓷基復合材料渦輪葉片可承受 260 ℃以上的高溫，比 F135 渦扇發動機可承受的溫度更高。雖然通過 AETP 計劃研制的發動機技術，對于下一代空中優勢（NGAD）計劃至關重要，但它可以很容易地應用到 F-35 系列的所有三種機型當中。"
關注中國
美國政府和軍方都非常重視中國，關注中國的自信姿态以及中國對東亞的影響和美國在該地區的安全承諾意味着什麼。F-35 戰鬥機是在冷戰結束後研制的，當時美國和盟國空軍以北約為重點，擁有區網域空中優勢，并擁有一系列空軍基地（近 1000 座）。這使得與俄羅斯發生潛在衝突變得非常直接。
美國空軍 F-35A 戰鬥機。
而放眼亞洲，這一切都已經變了。雖然美國軍方及其亞洲盟友确實可以使用亞太地區的機場，但他們現在面臨着中國不斷擴張的海軍、空軍以及龐大的中程和遠程彈道導彈的壓力。
在與中國的任何潛在衝突中，中國都擁有更接近戰區的優勢。不過，中國也能夠瞄準、摧毀或削弱該地區的美國軍事基礎設施。
中國導彈攻擊範圍。
所以，美國海軍，特别是其航空母艦，将被迫在遠離戰區的地方作戰，否則就有被中國反艦導彈攻擊的風險，這将迫使美國海軍航空兵進一步後退。美國空軍 F-35、F-22 戰鬥機被迫使用脆弱的加油機來延長航程，才能執行各種任務。
美國海軍航母戰鬥群。
中國軍事規劃者清楚地意識到了這一點，他們将瞄準這些關鍵的連接點，試圖削弱美國海軍在台灣海峽衝突期間，協助中國台灣地區軍隊的能力。
第六代飛機、自适應發動機如何融入太平洋戰略
正如我們所見，距離是一個問題，這是顯而易見的。所以，有了自适應發動機，任何第六代戰鬥機，甚至 F-35 戰鬥機，如果配備了這種新型發動機，都将提高燃油效率，增加無空中加油支持的續航能力，從而使它們在有争議的環境中具有更大的可操作性。
F-35 戰鬥機可以更換三涵道自适應發動機。
這将使航空母艦和加油機能夠在遠離敵對區網域的地方作業，從而提高該地區的美國航母和加油機的生存能力。
此外，任何第六代戰鬥機，都與今天的 F-35 戰鬥機一樣，都将配備大量傳感器。它們将為第四代和第五代飛機提供先進的戰區内情報、監視和偵察（ISR）中繼能力，并具備執行電子戰任務的能力。第六代飛機的另一個方面是它能夠指揮、監督人工智能控制的 " 忠誠僚機 " 型無人機，以進一步完成任何作戰任務。
第六代戰鬥機。
傳感器和計算能力的提升，伴随着熱信号的增強。幸運的是，如上所述，自适應發動機不僅會產生更多的電力，而且第三條涵道内的氣流也會提供更好的冷卻效果。這将進一步降低飛機的熱信号，使其成為更強大的空中對手。
自适應發動機和美國戰鬥機的未來
自适應發動機似乎是美國軍用航空業在戰鬥機和可能的轟炸機領網域的新發展方向。制造商洛克希德 · 馬丁公司表示，他們支持采用新型發動機，而非普惠公司提出的更新型發動機。
自适應發動機将帶來許多好處，例如提高燃油效率、增強冷卻效果和發電能力。新型發動機很可能用于 F-35 戰鬥機，當然也可以用于任何第六代戰鬥機。
第六代戰鬥機指揮 " 忠誠僚機 " 型無人機作戰。
自适應發動機的優勢将在與中國的潛在衝突，或任何需要空中力量的作戰行動中體現出來。最大的問題之一仍然是這些發動機的研發完成情況以及何時投入批量生產和裝備。
将這些發動機集成到 F-35 和第六代飛機中的願望是存在的，但時間仍然是一個因素。
