美國推出世界首款五代半渦扇，推力超20噸，再次拉大差距

作為航空領域的「領頭羊」，美國的軍用發動機也一直領跑全球。最近航空動力巨頭通用電氣（GE）公司放出話來，宣布自家的XA100發動機已經可以適配F-35B垂直起降戰鬥機，這也意味着F-35全系列已經有了更好的動力選擇。

【正在弗吉尼亞進行地面測試的XA100】

按照GE的說法，XA-100發動機在經過測試後，證明具備為F-35B提供動力的能力，此前也證明了可以適配常規型的F-35A和艦載型的F-35C。GE的「愛迪生工廠」已經完成了XA100發動機和F-35B戰機的集成研究，並且評估了F-35B換髮後的性能提升數據。

那麼這個XA100又是何方神聖，竟然可以替換F-35目前使用的F-135渦扇發動機？

XA100號稱世界上第一款三涵道自適應循環發動機，於2020年12月首次點火運行。XA100據稱可以同時適配F-35A和F-35C，無需對機身進行任何結構上的修改，就可以換髮。

【GE用CG展示XA100的三涵道自適應技術】

XA100表面上GE為F-35家族研發的新一代渦扇發動機，但實際上是「下一代自適應推進計劃」（NGAP）的產物，而NGAP其實又是為「下一代空中優勢計劃」（NGAD）服務的。簡單來說，NGAP是美國空軍主導推進的自適應發動機項目，而NGAD就是第六代戰鬥機項目。

XA100可以看做是GE為第六代戰鬥機研製的發動機，但同時也能用於F-35的動力升級。不過F-35家族配備的普·惠F135系列發動機已經是目前現役最強大的軍用大推力渦扇發動機，為何還要更換XA100發動機？

【F135已經是相當先進的發動機，但美軍依然不滿足】

從數據上來看，F-35A配備的F135-PW-100的最大加力推力為191kN，而XA100的推力已經可以達到200kN以上，粗略換算一下，大約超過20噸的推力。按照GE的預期，最終推力提升可以達到10%以上。除此之外，XA100的油耗還要低25%，加速響應好20%-40%。使用重量更輕、更耐用的材料以及先進的增材製造方法，提高了發動機的壽命上限、可靠性和可維修性。

如果按照推力值來估算，一台XA100，就相當於兩台F414中等推力渦扇發動機，油耗還更低。F/A-18這樣的雙發戰鬥機，都可以不用雙發設計了，一台發動機就足夠了。F-35就只用單發，實現了與F/A-18E/F相當的起飛重量。可見，只要推力足夠大，搬磚都能飛上天的說法，並不是空穴來風。

【在GE的宣傳中，XA100發動機相比F135實現了全面提升】

XA100這一切優勢最重要的原因就是採用了自適應變循環技術，這也是目前業界公認的第六代發動機核心技術。

相比常規的渦輪風扇發動機，XA-100變循環發動機有三個涵道，可以根據發動機的工作場景，通過自適應風扇來調整三個涵道的大小口徑，並控制氣流方向，從而提高燃油效率或者推力。

在經濟巡航狀態時，發動機需要提高燃油效率節省燃料，XA100發動機的風扇可以將氣流引導到第三個旁路涵道中；在加速或者跨音速時，發動機需要提高推力，風扇可以將所有氣流都導向核心機。

【變循環發動機工作模式演示動圖】

根據 GE的說法，與目前的小涵道比渦扇發動機相比，同等內油狀態下，XA100可以增加高達35%的續航，而且可以提供更強的冷卻能力，為將來使用定向能武器提供可能。

航發是美國航空工業維持優勢地位的領域之一，美國更是注重在該領域保持超前地位，力爭領先其他對手至少一代。

早在2007年，美國空軍和海軍早就主導了「自適應多用途發動機技術計劃」（ADVENT），試圖開發自適應變循環發動機，不過由於理念超前，很快就遇到了技術瓶頸。不過美軍並不死心，2012年「自適應引擎技術演示計劃」（AETD）出爐，這項計劃決心進入實機測試階段，GE在這個計劃中佔據了重要地位。

【F-35A安裝自適應變循環發動機的示意圖，注意三種顏色的涵道氣流】

GE利用三級自適應風扇和源自CFM LEAP發動機的十級高壓壓縮機組裝了一台地面演示原型機，2015年開始進入了地面測試階段，並且達到了噴氣發動機發展史上最高的壓氣機和渦輪機組合工作溫度，為後續測試奠定了基礎。

到了2016年，美軍又啟動了「自適應發動機過渡計劃」（AETP），這次明確要為第六代戰鬥機研發動力，最終拿到預算的只有GE和普惠公司，前者拿出了XA100，而後者則研發了XA101。不過由於當時六代機進展不明，所以AETP計劃最終還是在2018年修改為了主要為F-35尋求替代動力。

2022年8月，XA100在美國空軍阿諾德工程開發綜合大樓完成了最後一次重大合同測試，理論上可以在2027年提供給F-35A 和F-35C。

【普惠公司研發的XA101發動機也進入測試階段】

XA100作為自適應變循環發動機中的先驅型號，雖然相比傳統小涵道渦扇發動機有了重大提高，但硬指標提升並不明顯，某種程度上來說應該算作「五代半」發動機。不過自適應變循環技術絕對已經讓XA100超越了現役任何一款軍用渦扇發動機，美軍未來的六代機極有可能就是XA100或者XA101的後代。

從2007年到2027年，通過這些型號的探索和發展，美軍將用20年的時間，再次確立對潛在對手的技術代差。