隐形战斗机的好坏，取决于为其提供动力的发动机。
当今的战斗机普遍注重隐形，其次是数据融合。但是，美国的涡扇发动机优势同样宝贵，它将高功率输出与精心设计的雷达和红外探测缓解技术相结合，使美国战斗机脱颖而出。
隐形战斗机的好坏取决于为其提供动力的发动机，而到目前为止，只有美国能够有效地部署足够数量的此类先进发动机，以装备高端战斗机机队。
但是，在2023年4月，中国航空发动机集团公司（AECC）宣布，中国先进的WS-15涡扇发动机终于要开始批量生产了，这标志着中国现役唯一的隐形战斗机--成都歼-20的能力有望实现重大飞跃。该发动机预计将提高飞行员的动力输出、飞机的整体作战半径，最重要的是，还将提高隐身性能，以抵御雷达和红外探测。
即使在入侵乌克兰和经济制裁停滞不前的情况下，俄罗斯也在12月紧随其后，宣布其国产第五代发动机（国际上大多称之为土星AL-51）也将于2024年开始批量生产。与中国的WS-15发动机一样，这些新型发动机的加入，将使俄罗斯的苏-57战斗机在作战性能和隐身性能方面得到明显提升，而这正是俄罗斯第五代喷气式战斗机比其他任何同类喷气式战斗机都要困难的地方。
虽然俄罗斯和中国新型涡扇发动机的确切性能极限还存在一些争议，但广泛的共识很明确：美国先进的涡扇技术长期以来所提供的战略优势正在迅速削弱。不过，这种情况不会持续太久。
F-22的突破性发动机
普惠公司的F119涡扇发动机是世界上第一款第五代战斗机的发动机，其研发工作始于1983年，通用电气公司和普惠公司都获得了原型机合同。
通用电气公司显然是隐形飞机发动机领域的领跑者，他们已经成功地将最初为F/A-18"大黄蜂"战斗机开发的F404涡扇发动机改装为F-117"夜鹰"战斗机的隐形发动机。该公司还开发了B-2"精神"战斗机的F118涡扇发动机，这是其F110发动机的非后燃型和更隐身的衍生型，多年来已在多款战斗机上服役，包括F-16、F-15E和新型F-15EX。
通用电气公司的YF120发动机设计非常超前，是性能较高的发动机，这在很大程度上要归功于其开创性的可变循环设计，该设计使用旁通管，使发动机在大多数飞行状态下都能像低旁通涡扇发动机一样工作，但在高空时则过渡到近乎完全的涡轮喷气功能，从而提高了效率。
但是，与普惠公司更接地气但仍具有开创性的建议相比，这种高科技方法同样带来了较高的重量损失和复杂性。
普惠公司的YF119可能更务实一些，但也不乏技术进步。YF119借鉴了美国陆军先进涡轮发动机燃气发生器（ATEGG）计划和联合技术示范发动机（JTDE）计划的先前开发成果，前者为涡轮风扇叶片的优化效率提供了参考，后者则减少了相同功率输出所需的级数。因此，普惠公司革命性的新型发动机设计使压气机级数从F100等发动机的10级减少到仅6级成为可能，从而在部件数量减少40%的发动机设计中将推力输出提高了22%。
他们的YF119设计的多变量线性二次调节器控制系统可在所有飞行条件下对发动机进行极其精确的控制，几乎在所有情况下都能最大限度地提高效率和性能，而且，还配备了主动管理工具集和新的可靠性跟踪系统，如在线油渣监测传感器，以实时评估发动机磨损情况，从而进一步简化和降低维护和维修要求。
它的三区后燃烧器将燃料喷射器置于厚而弯曲的叶片中，以阻挡涡轮的视线；这些叶片涂有早期的陶瓷雷达吸收材料，以进一步减少雷达探测。发动机喷嘴可提供±20°的推力矢量，以实现惊人的特技飞行性能、更强的高空控制能力和更有效的高攻角飞行，该喷嘴采用楔形襟翼，以减少雷达回波，同时也有利于发动机排出的废气与环境空气的主动混合，以减少热量或红外线的可探测性。
地球上最强大的战斗机发动机
当YF-22及其一对YF119发动机成熟为F-22和F119s时，它们代表了历史上任何战斗机中最先进的机身/发动机组合，具有前所未有的推力矢量机动性，普惠公司声称其超音速飞行时的推力是目前涡扇发动机的两倍。
这些新型F119发动机在后燃状态下的输出功率比为SR-71"黑鸟"提供动力的J58发动机更大，在标准军用动力下可输出的推力（每台约26000磅）比F-15C发动机在后燃状态下的推力还要大。事实上，F-22的动力不仅足以在军用动力下保持超音速，而且无需使用后燃烧器就能加速超过1马赫。它甚至可以在"超巡航"（或不使用后燃烧器飞行）时保持高达1.8马赫的速度。
简而言之，F119的性能完全不亚于后来的F-22，为美国提供了决定性的空中力量优势。
2009年，F119成为美国下一个批量生产的第五代发动机--普惠F135的基础。该发动机为F-35"闪电"II的所有三种型号提供动力，劳斯莱斯公司也加入其中，为F-35B的垂直升力系统提供补充。新型F135涡扇发动机的输出功率比F119更大，在军用动力下可提供惊人的28,000磅推力，在后燃状态下可提供43,000磅推力。这为单发联合攻击战斗机提供了必要的强大动力，使其在标准战斗载荷下的推重比达到约1.07。
F-22
尽管与联合攻击战斗机整体遭遇了类似的技术挫折，但该发动机不仅成为当今现役技术最先进的涡扇发动机，而且是最可靠的发动机之一，2019年全机队发动机就绪率达到95%，生产成本比最初生产的500台发动机降低了50%以上。2024年，F135将进行重大升级，以提供更强的冷却能力，从而产生更多的电能；这将为F-35Block4升级后的大量新系统和武器提供支持。
尽管普惠公司的发动机性能出众，但它们也不是没有对手。
俄罗斯的AL-51
俄罗斯首屈一指的隐形战斗机，也就是今天的苏霍伊苏-57"费伦"战斗机，其研发和生产周期可谓一波三折，导致该平台被公认为是同代战斗机中最差的。然而，事实是，与F-22等能力惊人的飞机直接比较，在一定程度上歪曲了人们对俄罗斯航空技术重大飞跃的看法。
尽管从雷达屏幕上看，苏-57的占地面积估计要比F-22大数千倍，但从雷达上看，苏-57的占地面积估计要比其前身苏-27小16-30倍，这标志着苏-27在设计上的重大改进，尽管与国外同类机型相比还有很大差距。尽管如此，隐身只是苏-57项目所面临的诸多困难之一。虽然产量是该机的主要缺陷，迄今为止服役的苏-57还不到20架，但俄罗斯长期以来面临的第五代发动机问题可能紧随其后。
俄罗斯现役的少量苏-57战斗机使用的是推力矢量Al-41F1发动机的升级版，该发动机也为俄罗斯第四代苏-35S战斗机提供动力。这种涡扇发动机自20世纪80年代起就开始服役，不过在安装到"费隆"战斗机上之前，该发动机已经采用了更新的发动机控制系统。
苏-57
虽然已经过时，但这些发动机在后燃状态下仍能产生可观的动力：安装在苏-57机身上的每台涡扇发动机都能输出约32,000磅的推力，几乎与为F-22提供动力的F119发动机相当。然而，俄罗斯的发动机在军用动力方面几乎跟不上，在不使用后燃烧器的情况下，推力只有19900磅，而F119的推力高达26000磅。
因此，俄罗斯声称苏-57可以进行超巡航，不过按照美国的标准，其性能还达不到这一要求。美国空军认为，"超巡航"是指在不使用后燃烧器的情况下以1.5马赫或更快的速度飞行，因为几种美国第四代战斗机在不使用后燃烧器的情况下可以在一段时间内保持较低的超音速飞行。然而，俄罗斯认为任何不使用后燃烧器的超音速飞行都是"超巡航"，因此，尽管苏-57在干飞行中很可能只能达到1.3马赫左右，但俄罗斯仍宣称其为"超巡航"。
更糟糕的是，这些发动机并不是为隐形应用而设计的，因此，由于没有安装雷达回波抑制喷嘴或主动将排气与环境空气混合，俄罗斯的隐形战斗机更容易被雷达和红外系统探测到。简而言之，苏-57可能是一款有能力的战斗机，但它并不是一款隐形战斗机，其发动机是问题的主要原因。
这就是俄罗斯的AL-51最终要解决的问题。虽然苏-57战斗机于2010年开始试飞，但为其提供动力的发动机直到2015年才开始正式研制。俄罗斯媒体普遍声称，这些新型发动机与美国第五代发动机相当，甚至更先进，但迄今为止，几乎没有证据证明这些说法。俄罗斯计划在今年晚些时候最终开始在机身上安装这些发动机。
俄罗斯的报道强调，这些新型AL-51发动机将动力强劲。对俄罗斯友好的媒体报道称，它们的非后燃动力推力约为24,300磅，与"猛禽"的推力相差无几，但其后燃动力却达到了令人瞠目的37,500磅。但有趣的是，除了采用新的二维推力矢量喷嘴取代现有的三维喷嘴外，官方很少讨论新发动机设计中的任何隐形改进。
当然，所有这些说法都必须谨慎对待，因为俄罗斯国内并不存在独立媒体，而且该国在夸大军事技术方面有着有据可查的历史。不过，尽管苏-57仍落后于第五代战机，但这些AL-51发动机确实有可能帮助苏-57在第四代战机的基础上更进一步。
中国的WS-15
与俄罗斯的苏-57战斗机类似，中国日益壮大的隐形战斗机机队，迄今为止也只使用了限制隐形和性能的最新第四代发动机。首批歼-20战斗机全部采用源自俄罗斯的AL-31FM2发动机，直到2015年，中国才开始向自己的同类产品（被称为WS-10）过渡。然而，直到2022年，中国为这些战斗机配备的WS-15发动机才终于进入试飞阶段。
J-20
俄罗斯的隐形战斗机机队不过是阅兵式上的礼花，与之不同的是，中国不断壮大的成都歼-20隐形战斗机机队目前在数量上已经超过了美国的F-22战斗机，而且据了解，尽管还达不到F-35和F-22设定的技术标准，但在隐形和整体航空电子设备方面已经超过了俄罗斯战斗机。此外，与苏-57战斗机不同的是，中国的歼-20战斗机增加了更先进、性能更强的发动机，这不仅仅是为了吸引眼球，而且，可以合理地提高战略能力。
由于中国国家控制的媒体完全缺乏透明度，WS-15的研发细节并不明确，但据信研发工作早在20世纪90年代就已开始。多年来的各种媒体报道表明，这些新发动机将在后燃状态下产生36,000磅推力，甚至40,000磅推力，使J-20成为地球上最强大的隐形战斗机。媒体报道还称，歼-20还将提高燃油效率和超级巡航能力。
但是，比动力输出增加更重要的是有关隐身性能改进的未披露细节。假设中国不仅在发动机性能上进行了投资，而且还在雷达和红外探测减弱方面进行了投资，那么我们可以预期这些新发动机将使地球上最强大的隐形战斗机的对抗能力更强。虽然还不能确定这些新型发动机在低可探测性和性能方面是否能与普惠公司的F119和F135相媲美，但如果中国的说法属实，WS-15完全可以与F119相媲美。
不过，山姆大叔可不会轻易放过这个机会...
另一场涡扇革命：自适应循环发动机
早在2016年，空军寿命周期管理中心的推进局，就悄悄地将新的开发合同授予通用电气和普惠公司，以投入使用下一代涡扇发动机，目的是用它们为下一代隐形战斗机提供动力。
从历史上看，每一种涡扇发动机的设计都代表着各种妥协--包括需要在高端动力输出和远程效率之间取得平衡。因此，为货机、间谍飞机等设计的涡扇往往将燃油经济性置于发电量之上，而战斗机发动机则将高端性能置于航程之上。然而，AETP计划中正在开发的自适应循环发动机却旨在摒弃这种折衷方案。
通用电气爱迪生工程公司先进战斗发动机总经理大卫-特威迪告诉《沙袋新闻》："空军的目标是开发下一代战斗机发动机结构和技术，以实现战斗推进能力的世代交替”。
这项工作被称为"自适应发动机过渡计划"（AETP），旨在使推力比目前为F-35提供动力的F135发动机略微增加10%，但同时将航程增加25%，并大幅提高热管理能力。
为了实现这一目标，这些新型发动机被设计为在不同的功能"模式"下工作。当飞行员在战斗中需要发动机的峰值性能时，他们可以猛踩油门，发动机的管理系统会根据提示切换到重燃大推力模式，以获得最大功率。相反，在巡逻时，发动机将保持高效率、低燃烧模式，以延长每加仑燃油所能提供的里程或闲逛时间。
F-35
2021年5月，通用电气的XA100自适应循环发动机轰鸣而起，立即超越了空军的目标。根据特威迪的说法，在几乎整个飞行包线内，他们看到推力增加了10%以上，在某些区域甚至增加了20%。但推力并不是XA100的唯一优势。通过在不同推进模式下运行，该发动机还大大提高了经济性。
"当你把它转化为对平台的意义时，它可以增加30%的航程或50%的闲逛时间，这取决于你如何利用燃料燃烧的改进。推力增加后，加速度和作战能力也大大提高”。
五个月后，普惠公司的XA101也紧随其后，称他们的努力取得了成功，但没有透露最终数据。
尽管功率和航程的增加令人期待，但通用电气声称其热量管理能力是以前发动机的两倍，这一点最终可能会被证明更为重要。
目前，热量是限制战斗机动力生产的一个因素。像F135这样的发动机可以产生比我们所允许的更大的功率，因为在这个过程中产生的热量非常大，有可能损坏战斗机脆弱的雷达吸波皮肤，甚至机身本身。通过提供两倍的热量管理，这些新型自适应循环发动机理论上也能产生两倍的电能--为定向能激光武器和导弹反导系统、先进的新型电子战系统等铺平道路。
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购买
<script></script>有一段时间，五角大楼甚至考虑将这些先进的新型发动机添加到F-35战斗机上，作为其Block4升级版的一部分，这对美国海军来说无疑是一大福音，因为美国海军正孜孜不倦地寻找延长其舰载战斗机航程的方法。最终，国防部选择了简单升级现有F135战斗机这一成本较低的途径。
去年8月，空军生命周期管理中心推进主任约翰-R-斯奈登解释说，无论是XA100还是XA101，都不会被选作美国第六代战斗机的动力。相反，相同的技术将被整合到不同尺寸的更新发动机中。
斯奈登没有说明不同尺寸是否意味着更大，但航空界的许多人都认为是这样。更大的发动机很可能带来更强的动力输出和携带更大有效载荷的能力。这两点都是美国第六代战斗机项目的重点。
NGAD和F-22
斯尼登说，这些更新的发动机将采用先进的复合材料和陶瓷基体材料，以减轻重量并进一步增强热管理能力--它们有望及时投入使用，为本世纪末服役的下一代空中主宰战斗机提供动力。
因此，虽然中国和俄罗斯可能最终会在2024年缩小与美国最重要的隐形战斗机优势之一的差距，但美国现在似乎已经做好准备，在不远的将来重新夺回战斗机发动机技术无可争议的领先地位。
《国家利益》2024年2月6日亚历克斯-霍林斯
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