孟令勇，高海紅，鄭天慧，郭　琦（中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，成都610500）

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航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比技術(shù)指標(biāo)研究

孟令勇，高海紅，鄭天慧，郭琦
（中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院，成都610500）

摘要：以戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力中的推重比指標(biāo)為研究對(duì)象，分析了歐美預(yù)研計(jì)劃中提出的推重比發(fā)展目標(biāo)，及其在具體型號(hào)產(chǎn)品中的發(fā)展，重點(diǎn)分析了F119發(fā)動(dòng)機(jī)推重比指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況。結(jié)果表明：推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展指導(dǎo)思想，已從將推重比和耗油率作為技術(shù)評(píng)價(jià)體系改為強(qiáng)調(diào)向系統(tǒng)綜合要效益；F119發(fā)動(dòng)機(jī)采用了預(yù)研計(jì)劃中的高推重比先進(jìn)技術(shù)，但其實(shí)際推重比并未達(dá)到10；戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力型號(hào)產(chǎn)品研發(fā)中應(yīng)秉持全面平衡的指導(dǎo)思想，避免唯性能論。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；推重比；矢量噴管；平衡設(shè)計(jì)；F119；預(yù)研計(jì)劃；型號(hào)研制

1　引言

推重比是衡量戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平和工作能力的一個(gè)綜合指標(biāo)。歐美各國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研計(jì)劃中都將實(shí)現(xiàn)高推重比技術(shù)作為其重要目標(biāo)，而業(yè)界之前也曾將推重比作為戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力劃代的重要標(biāo)志。但對(duì)這一重要指標(biāo)，國(guó)外鮮有專門的研究文獻(xiàn)，僅蘭德公司［1］曾統(tǒng)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)推重比在1960～2000年間的發(fā)展情況。國(guó)內(nèi)的研究文獻(xiàn)中，江義軍［2］分析了依靠氣動(dòng)熱力學(xué)的進(jìn)步和相應(yīng)材料、工藝等技術(shù)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的技術(shù)途徑；彭友梅［3］梳理了各國(guó)對(duì)推重比的計(jì)算方法，明確了國(guó)內(nèi)外換算關(guān)系。本文在既有研究成果的基礎(chǔ)上，從新的研究角度深入剖析推重比指標(biāo)，為預(yù)研及型號(hào)發(fā)展提供參考思路。重點(diǎn)研究推重比在預(yù)研計(jì)劃中的要求和在型號(hào)產(chǎn)品中的實(shí)現(xiàn)情況，分析了F119發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的實(shí)際值，并總結(jié)提煉出戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力產(chǎn)品中系統(tǒng)平衡的工程研發(fā)指導(dǎo)思想。

2　預(yù)研計(jì)劃中的推重比技術(shù)目標(biāo)

2.1美國(guó)

美國(guó)綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)（IHPTET）計(jì)劃的主要目標(biāo)是采用漸進(jìn)式發(fā)展計(jì)劃（表1），使軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)推重比翻番。蘭德公司報(bào)告［1］中曾具體指出IHPTET的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是性能翻番，即將戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比相較于YF119初始設(shè)計(jì)值提高一倍。

表1 IHPTET計(jì)劃各階段目標(biāo)［4］Table 1 Phase goal of IHPTET

IHPTET計(jì)劃的后繼計(jì)劃——多用途、經(jīng)濟(jì)可承受的先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)（VAATE）計(jì)劃，集中關(guān)注多用途核心機(jī)、智能發(fā)動(dòng)機(jī)與耐久性三大領(lǐng)域。旨在通過(guò)開發(fā)多用途發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，驗(yàn)證其經(jīng)濟(jì)性，并將先進(jìn)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用在型號(hào)產(chǎn)品上，以獲得革新的性能改進(jìn)。VAATE計(jì)劃中提出了技術(shù)能力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，該指標(biāo)不僅關(guān)注發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比與油耗，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)研制、生產(chǎn)和維護(hù)成本。這反映美國(guó)在推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)指導(dǎo)思路上發(fā)生了重要變化：改變了IHPTET計(jì)劃中主要以推重比和耗油率為主的評(píng)價(jià)體系，采用經(jīng)濟(jì)可承受性作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)向系統(tǒng)綜合要效益。同時(shí)，基于IHPTET計(jì)劃中對(duì)部件技術(shù)潛能探底的結(jié)果，VAATE計(jì)劃評(píng)估認(rèn)為提高推重比和降低耗油率對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)可承受性貢獻(xiàn)有限，因此降低成本成為實(shí)現(xiàn)計(jì)劃目標(biāo)的重要突破口［5］。如下式所示，以推進(jìn)系統(tǒng)能力經(jīng)濟(jì)性（CCI）表征發(fā)動(dòng)機(jī)能力與成本之比。表2給出了VAATE計(jì)劃的階段發(fā)展目標(biāo)［6］。

表2 VAATE計(jì)劃階段目標(biāo)Table 2 Phase goal of VAATE

為量化VAATE計(jì)劃目標(biāo)，美國(guó)研究人員采用的CCI基準(zhǔn)值是根據(jù)2000年技術(shù)水平的發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算得出的結(jié)果。由于難以獲取發(fā)動(dòng)機(jī)成本信息，僅知VAATE計(jì)劃基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)能力修正值是7.44（大型渦扇），為了更加準(zhǔn)確地演示推進(jìn)系統(tǒng)能力的發(fā)展歷程，圖1示出了國(guó)外公布的大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)能力歸一值隨時(shí)間的變化。圖中IHPTET計(jì)劃Ⅲ階段和VAATE計(jì)劃大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)能力目標(biāo)歸一值在2005、2010、2017年，分別為2.18、3.13和4.17。

圖1 大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)能力Fig.1 Propulsion capability of large turbofan aero-engines

2.2歐洲

英國(guó)于20世紀(jì)80年代啟動(dòng)的先進(jìn)核心軍用發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃（ACME），是歐洲投資最多、規(guī)模最大的一個(gè)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，其總目標(biāo)是提供未來(lái)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)所需技術(shù)。盡管該計(jì)劃的目標(biāo)并不是研制一種發(fā)動(dòng)機(jī)，但其第一階段的技術(shù)目標(biāo)是推力達(dá)8 896～11 120 daN，推重比達(dá)到10～12；第二階段的技術(shù)目標(biāo)為發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量降低50%，推重比達(dá)到20。1995年，英法雙方展開合作，制定了先進(jìn)軍用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)（AMET）計(jì)劃，該計(jì)劃全面吸收了ACME計(jì)劃取得的成果，目標(biāo)是研制推重比達(dá)15甚至達(dá)18的下一代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

德國(guó)雖然沒有類似的大型發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研計(jì)劃，但其發(fā)動(dòng)機(jī)研制行業(yè)的技術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為：任何長(zhǎng)期的戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力預(yù)研計(jì)劃的總目標(biāo)，將始終聚焦于增大單位推力、提高推重比和降低油耗。如圖2所示，未來(lái)有人作戰(zhàn)系統(tǒng)中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)除了要求低壽命周期成本、高耐久性、推力矢量、隱身性能外，依然強(qiáng)調(diào)高推重比技術(shù)［7］。

3　型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比指標(biāo)發(fā)展研究

3.1總體發(fā)展

從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)第一代超聲速噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)開始，目前已發(fā)展了四代，第五代正處于全面研制的最后階段。相應(yīng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比也從2～3發(fā)展至現(xiàn)今的8～10一級(jí)。圖3（a）是蘭德公司研究報(bào)告中總結(jié)的型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比指標(biāo)的發(fā)展歷程，反映了發(fā)動(dòng)機(jī)推重比在1960～2000年間的穩(wěn)步增長(zhǎng)情況［1］。圖3（b）是本文根據(jù)文獻(xiàn)［8］統(tǒng)計(jì)的TF30、F100、F404、RD33、RB199、AL-31F、M53、F110、M88-2、F414、YF120和EJ200 12款典型戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力的推重比指標(biāo)發(fā)展情況。這兩張圖反映出的技術(shù)發(fā)展水平趨勢(shì)基本一致，在第四代戰(zhàn)斗機(jī)（以下簡(jiǎn)稱四代機(jī)）研制階段，發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的技術(shù)發(fā)展水平約處于8～9一級(jí)，且增幅明顯放緩。

圖2 未來(lái)推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵要求Fig.2 Key requirements for future propulsion systems

圖3 戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比發(fā)展趨勢(shì)Fig.3 Trend of T/W ratio of fighter engine

3.2F119發(fā)動(dòng)機(jī)推重比分析

依托IHPTET計(jì)劃中的技術(shù)驗(yàn)證與轉(zhuǎn)移，F(xiàn)119發(fā)動(dòng)機(jī)已成為在役的、最具代表性的四代機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)外現(xiàn)有公開文獻(xiàn)未明確給出過(guò)F119發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比，普惠公司官方對(duì)F119發(fā)動(dòng)機(jī)推重比也以更高（此處應(yīng)該是與F100相比，F(xiàn)100基準(zhǔn)型推重比為7.1）來(lái)介紹，而英國(guó)《簡(jiǎn)氏航空發(fā)動(dòng)機(jī)》手冊(cè)認(rèn)為F119發(fā)動(dòng)機(jī)干質(zhì)量類似于F100（加裝矢量噴管的F100-PW-232質(zhì)量為1 860 kg，比基準(zhǔn)型F100-PW-100約重432 kg［9］）。據(jù)此，下面從飛機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求和推力矢量噴管兩方面對(duì)F119發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比進(jìn)行分析。

3.2.1先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)（ATF）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求

20世紀(jì)80年代左右，美國(guó)空軍和海軍正式聯(lián)手研究新一代戰(zhàn)斗機(jī)——先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)。在ATF項(xiàng)目中，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提出的關(guān)鍵性能要求是不加力下持續(xù)的超聲速巡航能力、隱身或低可探測(cè)性、推力矢量、短距起降、高可靠性和低成本。其他特性要求還包括增加有效載荷半徑、改進(jìn)超聲速/亞聲速/跨聲速的機(jī)動(dòng)能力、提升后勤保障性等［10］。

1983年普惠和GE分別按合同研制地面驗(yàn)證機(jī)，主要驗(yàn)證超巡、二元噴管和推力達(dá)13 500 daN的能力。XF119地面驗(yàn)證機(jī)關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題是減少壓氣機(jī)級(jí)數(shù)，以降低成本和質(zhì)量，并增加可靠性。1985年，空軍降低了ATF發(fā)動(dòng)機(jī)的批生產(chǎn)目標(biāo)單價(jià)，并對(duì)隱身性提出了更嚴(yán)格的要求。1986年空軍又提出發(fā)動(dòng)機(jī)競(jìng)爭(zhēng)雙方必須先飛再選，以確定哪家進(jìn)入工程制造與發(fā)展階段（EMD）。這就意味著要重新設(shè)計(jì)驗(yàn)證機(jī)，以達(dá)到飛行試驗(yàn)所要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而1987年，普惠和GE都從設(shè)計(jì)折衷研究中得出發(fā)動(dòng)機(jī)推力需達(dá)15 750 daN的結(jié)論，這使得空軍的此項(xiàng)要求難度增加。普惠設(shè)計(jì)的用于飛行驗(yàn)證的YF119與其地面驗(yàn)證機(jī)XF119區(qū)別有：將XF119的風(fēng)扇直徑稍作增加以提高15%的風(fēng)扇流量，壓氣機(jī)前幾級(jí)改用阻燃Alloy C鈦合金，高壓渦輪工作葉片葉尖加耐磨涂層。由于這些差異極小，因此YF119沒能達(dá)到新的更高推力及其他飛行驗(yàn)證要求。而GE的YF120發(fā)動(dòng)機(jī)更接近全尺寸研制設(shè)計(jì)原準(zhǔn)機(jī)的要求，且飛行試驗(yàn)展現(xiàn)的性能也更優(yōu)。但空軍并未將此次競(jìng)爭(zhēng)視為性能比拼，而是看重是否具備滿足EMD項(xiàng)目目標(biāo)所要求的技術(shù)及管理能力，同時(shí)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最小、成本最低。

3.2.2矢量噴管對(duì)推重比的影響

推力矢量技術(shù)已成為新一代戰(zhàn)斗機(jī)的基本要求。戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量的偏轉(zhuǎn)是通過(guò)噴管實(shí)現(xiàn)的，因此矢量噴管技術(shù)成為推力矢量技術(shù)的關(guān)鍵。為滿足新一代戰(zhàn)斗機(jī)要求的非常規(guī)機(jī)動(dòng)能力（矢量推力），提高空戰(zhàn)時(shí)F-22的機(jī)敏度，美國(guó)在20世紀(jì)80年代二元推力矢量噴管地面和飛行試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從1991年開始進(jìn)行配裝二元矢量噴管的F119發(fā)動(dòng)機(jī)的工程研發(fā)。F119發(fā)動(dòng)機(jī)后期改進(jìn)采用了第三代二元收-擴(kuò)推力矢量噴管——球面收斂段矢量噴管（SCFN），見圖4。這種噴管結(jié)構(gòu)不僅機(jī)動(dòng)性能優(yōu)越，而且對(duì)隱身很有幫助，與后機(jī)身融合較好，阻力小，可進(jìn)行超聲速巡航［11］。SCFN與早期的二元矢量噴管相比，質(zhì)量稍有減輕；但與常規(guī)軸對(duì)稱收-擴(kuò)噴管相比，缺點(diǎn)依然是結(jié)構(gòu)笨重。為了實(shí)現(xiàn)減重，提高技術(shù)指標(biāo)，在F119發(fā)動(dòng)機(jī)的后繼改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)F135中，采用了全程可調(diào)的低可探測(cè)性軸對(duì)稱收-擴(kuò)型噴管。其中F135-PW-100/600噴管質(zhì)量約為181.4 kg，F(xiàn)135-PW-400的為159.0 kg。

圖4 XTE-65上驗(yàn)證的SCFN二元矢量噴管Fig.4 SCFN demonstrated on XTE-65

從ATF對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求可看出，四代機(jī)研制時(shí)，并未直接規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比要達(dá)到某一數(shù)值。而數(shù)據(jù)分析表明，安裝矢量噴管后，F(xiàn)119發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比指標(biāo)必然會(huì)受到影響，難以達(dá)到推重比10，但可以推測(cè)F135發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比指標(biāo)應(yīng)比F119發(fā)動(dòng)機(jī)有所提高。

4　與發(fā)動(dòng)機(jī)推重比相關(guān)的設(shè)計(jì)思想

對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一般設(shè)計(jì)要求是，在推力滿足飛機(jī)要求的前提下，推重比高、耗油率低、操作性好、可靠性高、維修性好、全壽命周期成本低和環(huán)境特性滿足有關(guān)條例要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功與否，就表現(xiàn)在設(shè)計(jì)者所采用的各種技術(shù)措施能否妥善處理這些既有聯(lián)系又互相矛盾的要求上。在戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力型號(hào)產(chǎn)品研發(fā)中，要求工程師既要有豐富的經(jīng)驗(yàn)，又要有辯證的思想方法，理性認(rèn)識(shí)推重比技術(shù)指標(biāo)。

4.1不同機(jī)型推重比要求的差異性

軍民用發(fā)動(dòng)機(jī)在性能、環(huán)境性、低可探測(cè)性、可靠性、維護(hù)性、成本等各方面的要求都不盡相同。戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)通常是小涵道比、高單位推力發(fā)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)截面面積小和推重比高；而運(yùn)輸機(jī)用大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)單位推力小和低耗油率比推重比或截面面積都重要。如圖5所示，有人超聲速戰(zhàn)斗機(jī)要求高機(jī)動(dòng)性以實(shí)現(xiàn)空對(duì)空作戰(zhàn)，因此會(huì)十分強(qiáng)調(diào)高推重比。而高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)（HALE UAV）則要求極長(zhǎng)耐久力，對(duì)機(jī)動(dòng)性要求低，因此耗油率是主要考慮因素［12］。

圖5 推進(jìn)系統(tǒng)要求與飛機(jī)要求（圖中H、M、L分別表示要求的高、中、低）Fig.5 Propulsion requirements vs. aircraft requirements

無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)（UCAV）一度是下一代戰(zhàn)斗機(jī)的研究熱點(diǎn)。分析表明，UCAV設(shè)計(jì)時(shí)單位推力耗油率（TSFC）是最重要的考慮因素，重量/推力比（注：推重比是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，而重量/推力比更反映重量對(duì)飛機(jī)的影響，兩者的換算關(guān)系是推重比提高100%相當(dāng)于重量/推力比降低50%）是第二因素，發(fā)動(dòng)機(jī)采購(gòu)成本排第三。這是因?yàn)樵谌蝿?wù)決定型設(shè)計(jì)思想中，發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量輕、燃油高效，則可實(shí)現(xiàn)給定任務(wù)下飛機(jī)尺寸更小、價(jià)格更便宜；或者是任務(wù)性能更佳，而不增加飛機(jī)尺寸和成本。也就是說(shuō)，飛機(jī)中燃油所占的質(zhì)量權(quán)重大則更要求耗油率低，飛機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)所占的質(zhì)量權(quán)重大則更要求推重比（功重比）高［13］。

圖6顯示了典型軍機(jī)的燃油質(zhì)量占比、發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量占比的關(guān)系。飛機(jī)包括結(jié)構(gòu)與子系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油和有效載荷四部分質(zhì)量，后三者之和為可調(diào)整質(zhì)量。圖中飛行器所處的位置反映其任務(wù)航程、速度或機(jī)動(dòng)性要求。如位于左上角的飛行器所執(zhí)行的任務(wù)對(duì)航程（耐久性）要求高，處在右下角的飛行器則對(duì)速度或機(jī)動(dòng)性要求較高。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性要求而言，UCAV與攻擊機(jī)相比，前者更看重TSFC，而對(duì)推重比的考慮次之。

圖6 典型軍用飛機(jī)的質(zhì)量分布特征Fig.6 Weight distribution characteristics of typical military aircrafts

4.2工程產(chǎn)品的平衡設(shè)計(jì)理念

在發(fā)動(dòng)機(jī)工程產(chǎn)品研發(fā)中，推重比只是一個(gè)重要性能指標(biāo)，而性能又僅為產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)考慮因素。當(dāng)前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制指導(dǎo)思想更強(qiáng)調(diào)全面平衡設(shè)計(jì)理念，以實(shí)現(xiàn)性能與可靠性、維修性、經(jīng)濟(jì)性、項(xiàng)目進(jìn)度等的全面折衷。這一觀點(diǎn)是在既往研發(fā)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上形成的。

普惠公司的TF30是首臺(tái)帶加力的軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)至少12年的研制和多次改進(jìn)后，其可靠性和性能才勉強(qiáng)過(guò)關(guān)，但仍遺留諸多問(wèn)題。隨后，普惠開展了第二代高性能加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)F100的研制工作?？哲妼?duì)F100的要求是性能提升，推重比與J79相比翻一倍（J79的推重比為4.67）。為此，普惠公司將提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能——推重比作為重點(diǎn)予以保證，研發(fā)中盡量控制發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量且不影響性能。最終，F(xiàn)100成為第一款投入使用的推重比8一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，但其可靠性卻未能與性能的提高相匹配。配裝F-15裝備部隊(duì)后，使用中發(fā)動(dòng)機(jī)暴露出許多影響可靠性的嚴(yán)重問(wèn)題。如壓氣機(jī)失速，渦輪葉片超溫、燒傷等，造成大批F-15停飛，成為困擾美國(guó)空軍最棘手的問(wèn)題之一。意識(shí)到單純追求高性能所帶來(lái)的巨大問(wèn)題后，普惠公司著手對(duì)F100進(jìn)行改進(jìn)，重點(diǎn)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。改進(jìn)型F100-PW-220，其推力維持在F100型的水平（即起飛推力為106.13 kN），但質(zhì)量增加了約61 kg，也即犧牲了推重比而獲得了高的可靠性［14］。

以F119發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)驗(yàn)為例，在一個(gè)性能目標(biāo)未具體明確的項(xiàng)目中，要確定是否已經(jīng)達(dá)到足夠的性能非常困難。用戶的節(jié)點(diǎn)要求和為追求完美而過(guò)度擴(kuò)大試驗(yàn)項(xiàng)目之間總有矛盾，應(yīng)當(dāng)取舍。如前所述，YF119與YF120發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中，用戶最終選擇技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)低、成本少的一方也表明，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)不僅僅是性能上的比拼，而是技術(shù)、進(jìn)度、管理、成本等各方面的綜合較量。

5　結(jié)束語(yǔ)

高推重比是戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力在性能上力圖實(shí)現(xiàn)的方向性目標(biāo)，但出于未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)經(jīng)濟(jì)性的戰(zhàn)略考慮，推進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展指導(dǎo)思路改變了之前主要以推重比和耗油率為主的技術(shù)評(píng)價(jià)體系，而強(qiáng)調(diào)向系統(tǒng)一體化要效益。因此，沿用之前單以推重比作為劃代標(biāo)志的做法，已明顯不符合當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀。

通過(guò)持續(xù)開展核心機(jī)及整機(jī)技術(shù)驗(yàn)證預(yù)研計(jì)劃，可為型號(hào)研制儲(chǔ)備先進(jìn)技術(shù)。而將預(yù)研技術(shù)成果工程化，既是型號(hào)產(chǎn)品研制的關(guān)鍵，更是難點(diǎn)。在四代機(jī)動(dòng)力F119發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)中，采用了預(yù)研計(jì)劃中開發(fā)的高推重比先進(jìn)技術(shù)，但最終成功定型的型號(hào)產(chǎn)品的推重比并未達(dá)到10。這反映了在戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力型號(hào)研發(fā)思想中，應(yīng)秉持技術(shù)性能、可靠性、維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性、研發(fā)進(jìn)度、項(xiàng)目管理等各方面的平衡理念，遵循系統(tǒng)工程的思想，以成功研制出滿足飛機(jī)需求的型號(hào)產(chǎn)品為目標(biāo)，應(yīng)竭力避免唯性能論。

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Research on thrust-weight ratio of aero-engine

MENG Ling-yong，GAO Hai-hong，ZHENG Tian-hui，GUO Qi
（China Gas Turbine Establishment，Chengdu 610500，China）

Abstract：Taking thrust-weight ratio of fighter as the research object，the goal of thrust-weight ratio pro?posed in advanced development programs in Europe and U.S. and its development in specific type was in?vestigated. And the realization of thrust-weight ratio goal for F119 was focused. The results show that the guideline of propulsion technology has been transferred from performance-oriented to comprehensive sys?tem integration in the latest decade. The thrust-weight ratio of F119 is far from class-10 though advanced technologies were adopted from advanced development programs. Compromise between performance，reli?ability，maintainability，affordability and program schedule should be taken into practice during fighter en?gine research and development.

Key words：aero-engine；thrust-weight ratio；vectoring nozzle；trade design；F119；advanced research programs；engine model development

中圖分類號(hào)：V23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-2620（2016）02-0057-06

收稿日期：2015-09-30；修回日期：2016-04-15

作者簡(jiǎn)介：孟令勇（1982-），男，江蘇徐州人，工程師，碩士，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目管理與研究。