防务合作更进一步！英日联合研制下一代战机航发

作者：兰顺正

首发自：军事高科技在线

2021年12月22日，美国《防务新闻》报道称在当天英日两国签署协议，共同研制下一代隐形战斗机的发动机，为日本下一代战斗机F-X提供动力。

曲折的日本隐身战机之路

早在上个世纪80年代，日本就希望能研制出一款双发单座隐形战斗机来取代F-15J战斗机。但是该计划却遭到了美国方面的阻挠，最终只生产出了F-2战斗机。2000年首批11架日本国产F-2战斗机交付航空自卫队后，日本防卫省再次开始筹划第五代战机的研发以及引进项目。F-22A“猛禽”装备美国空军后，日本企图通过采购或者技术引进的途径，得到这款世界上最先进的第五代战机。但美国国会早在1997年便通过了禁止F-22A“猛禽”战机出口的“欧贝修正案”。虽然不死心，日本政府依旧不断在美国国会参众两院游说，希望能够废除该修正案，可一直到2010年，日本政府的多次努力还是成为了泡影。

此后，日本政府一方面在2011年向美国提出采购F-35战机，另一方面就是同步开展自主研发第五代战机的相关项目。日本防卫省技术研究本部在2011年推出了基于F-22“猛禽”战机气动布局设计的首个第五代战机方案。接下来，日本防卫省技术研究本部从2011年到2014年，每年都推出一个第五代战机方案。之后，日本防卫省技术研究本部第三技术开发室与三菱重工小牧南工厂合作，制造了一架名为X-2“心神”的技术验证机。该机于2016年4月22日成功首飞，在经历32次试飞后便退役了，虽然“心神”仅仅试飞了一年多，但日本在这架飞机上试验了大量技术，积累了很多经验。

▲ F-X想象图

在2019年，日本决定另起炉灶，彻底抛弃类似F-22的常规气动布局。当年12月，日本防卫省首次正式公布了日本下一代战斗机的新构型图片，该战斗机项目被暂时命名为F-X，计划从2035年开始取代航空自卫队现役的约90架F-2战斗机。图片显示F-X战斗机采用了双发、兰姆达主翼和V形尾翼布局的新方案（兰姆达主翼的外形类似于希腊字母λ，具有增加翼展、提高气动效率和设计灵活性、增强隐身效能等优势）。根据日本防卫省目前公开的资料，F-X战机强调“先敌发现，先敌锁定，先敌摧毁”三个first标准，同时还要求实现与其他作战飞机协同执行作战任务，一方面接收包括E-767预警机、FPS-5预警雷达等上层大型预警平台发出的信息， 另一方面控制无人机执行作战任务。

合作研发基础扎实

众所周知，发动机是战斗机的核心部件之一，在很大程度上决定了战斗机的性能，但研制全新发动机的成本和技术难度非常高。有分析认为，目前英国和日本都在发展各自的下一代隐形战斗机项目，而且同样是双发设计，交付时间也集中在21世纪30年代中期。这些相似的需求让英国与日本在战斗机发动机领域合作打下了基础。

根据此次英国国防部发布的协议细节，英日发动机研制项目是这份协议中的旗舰项目，预计联合发动机演示工作将于2022年年初开始，英国将在“规划、数字化设计和创新制造开发”方面投资3000万英镑。日方参与未来发动机研制的主要是石川岛（IHI）公司，它是日本最大的飞机发动机制造商，也是防卫省军用航空发动机的主要制造商，而英方则是罗尔斯·罗伊斯公司（简称“罗罗公司”）。

▲ “暴风雨”战机模型

应该说，两国在航空发动机领域都不弱。如在军用小涵道比大推力涡扇发动机领域，英国罗罗公司和美国通用公司联合研制的F-136发动机(已下马)，最大推力达到了178千牛，推重比更是达到了11，其整体性能甚至还要优于美国现役最先进的F-119发动机和F-135发动机。而在军用小涵道比中等推力涡扇发动机领域，由英国罗罗公司牵头、多个国家联合研制的EJ200发动机，其性能和发展潜力还在美国F-414发动机之上。另外罗罗公司还承担了英国下一代“暴风雨”战机航发的研制工作。

▲ “心神”验证机

而日本“心神”验证机2016年首飞的时候安装的就是IHI研制的XF-5涡轮风扇发动机。同时自2018年7月以来，IHI也一直在试验其XF9-1发动机原型机，公开资料显示：该发动机采用3级风扇加6级压气机，再加1级高压涡轮和1级低压涡轮的结构，发动机进气口直径为1米，整机长度为4.8米，涡轮前温度大于2073K，其涡轮、喷嘴及压气机叶片使用的是镍基高温单晶材料，高压涡轮盘采用铸锭一体锻造的TMW-24镍钴超合金材料制成，最大中间推力约11吨，最大加力推力达到15吨，整机推重比大于10。由此不难看出，两国合作研发航发的基础还是比较扎实的。

英国国防部此次还表示，英国还将提供2亿英镑的资金，用于开发一个完整的发动机综合电力系统，该系统将在英国布里斯托尔的罗尔斯·罗伊斯菲尔顿工厂建造，日本的三菱重工、IHI以及英国的BAE系统公司都将参与其中。另外双方此前已经达成协议，将在下一代隐形战斗机的机身与武器等领域展开合作。