日本人在航空装备上几十年来背靠美国,一直占据有得天独厚的优势,美国一代二代三代四代战斗机都大批量引进日本,使得日本自卫队战斗力在亚洲一直是首屈一指,F86,F4,F15让日本人一直自认为东亚第一空军,确实如此。
但是到了新世纪,随着美国对于主力战斗机F22进行技术封锁,日本人感受到了极度上海,虽然美国人保证向日本大量输出F35技术,球形体格F35在机动性和超音速巡航的短缺使得日本人怨念不断,他们念念不忘的还是F22战斗机,经过近20年的努力,今年美国终于同意在F22基础上和日本人合作F3战斗机,不过和F2战斗机基于F16大改一样,核心就是必须采用日本发动机,发动机型号就是XF9-1发动机。
面对中国歼20战斗机攻势,日军F15J已经完全无力招架,新锐F35太肥日本人看不上
可以说,战斗机最难的部件就是发动机,日本人铁了心不要美国发动机,就要自制发动机,应该说,日本人对于自己的XF9-1有巨大的信心,不会比F22战斗机的标配F119发动机差。
从日本披露的信息来看XF9-1发动机,实现了11吨军推推力和15吨加力推力测试,这是一个很鼓舞人的数据,而且从一些具体参数来看,这款发动机指标不低于F119。
这款发动机进气口直径0.98米,长度4.8米,发动机采用F119类似的3611架构,简单说来就是3级风扇,6级高压压气机,1级高压涡轮,1级低压涡轮,高压轴和低压轴对转降低陀螺力矩,最大的亮点是涡轮前温度高达1800度,比美国F119发动机高100度,按照通常的说法,涡轮前温度高100提高100度,其他设计不变的话,发动机推力可以增加10%左右,从理论上来说,这款发动机能有17吨左右的最大加力推力潜力。
某次展览会上播放的视频中,温度显示已超过1800℃。在一个涡轮的罩环上应用了陶瓷基质复合材料(一种能够比金属应对更高温度的材料),具体解释就是碳硅纤维增强了陶瓷。静子和转子叶片由镍基单晶超合金制成,其上安装有转子叶片的涡轮盘由本国开发的镍钴超合金TMW-24制成。
作为涡轮发动机做功的主力,涡轮材料性能决定了发动机潜力上限,美国隐身战斗机广泛使用的战斗机发动机采用的涡轮叶片材料是三代单晶,典型代表CMSX-10的抗蠕变性能如下:1100度,137Mpa,220小时,这是美国航空发动机材料的顶级水平。
从技术来说,日本人在航空发动机的高温合金研发确实世界独步,日本人日本的第五代单晶叶片TMS-162达到的指标相当惊人,在同样条件下,寿命高达959小时,接近1000小时寿命,几乎是美国材料寿命的4倍。
从材料角度来说,日本XF9-1发动机确实具有实现更高性能的资本和潜力,但是航空发动机是极其复杂的,不仅仅是几款先进材料就能打遍天下,中国太行发动机从技术验证开始,40年才基本过关:最大的问题就是优质的部件,卓越靓丽的参数,垃圾的总体性能和可靠性,喘振空中停车屡屡发生。
主要的弱点何在,很可能在于日本对于先进压气机和涡轮设计经验不足,日本对于10吨级别以上发动机自主研发为0,只有引进美国F110-132发动机的组装测试经验,虽然有先进的高温材料和先进加工能力,但是发动机设计经验不足很可能导致极其严重的后果,所以,以涡轮叶片材料为例就推广到发动机所有方面是不太妥当的。
或许有人说了,日本人同时也开发了大涵道比涡扇发动机,也飞的好好的,但是,航空发动机不只是看参数,还要看实际复杂场合的表现,日本P1反潜机装备的4台XF7-10发动机,在俯冲测试时,居然发生4发同时空中停车的壮举,之后也发生类似的多发同时停车事故,就从这个观点来说,日本人对反潜机飞机俯冲进气量增加都考虑不足,可以说,缺乏型号研制经验是日本航空发动机的根本问题,这个问题的解决需要长期多个型号的反复磨练。
而且XF9发动机还没有集成上推力矢量功能,今年仅仅是台架试车,工况极其简单,距离真实装机还有很长过程,后续简单来说就是,高空台,试飞台(运输机上试飞),真机试飞,从整个流程来说,2030年配合F3战斗机出厂,还是很紧张。
从潜力来说,日本的XF9-1发动机从性能参数有超越F119的可能,但是如何快速用12年的时间走完美国50多年,上百款发动机的自主研发历程,克服一切千奇百怪的故障,做到和F119一样高度可靠,这,是一个非常艰难,甚至不可能的任务。