日本第五代發動機核心機曝光：領先全亞洲！研製進度排名世界第三

近日，日本自行研製的第五代戰機小涵道比大推力渦扇發動機研製倍受外界矚目，在2018年日本國際航空航天展上，日方還首次高調公開展示了，日本自行研製XF9-1五代機發動機的核心機和下一代戰機高功率有源相控陣雷達系統，在外界看來，日本在自行完成XF5-1小涵道比小推力渦扇發動機和XF7-10大涵道比渦扇發動機後，在沒經歷任何第三代大推力軍用發動機研製歷程的情況下，從推重比7.8左右的小涵道比小推力渦扇發動機，直接「飛升」到推重比10以上的四代大推力軍用發動機，並「跳躍式」發展XF9-1五代機發動機，同時還迅速完成了核心機研製以及整機製造並下線，發展速度之快，對外公布的性能之高，讓人們不得不疑惑日本航空發動機發展為何如此「神速」？特別是，推力達到15至17噸級的XF9-1發動機，不僅性能趕上美國F119-PW -100發動機，其體積還比美方的發動機小大約15%左右，渦輪前溫度甚至略高於F119發動機，這中間到底發生了什麼讓日本有如神助？

在普通人看來，「日本製造」已如此強大，是世界汽車、船舶、電子、機床和工業機器人等領域最重要的核心零部件供應商，其技術實力和產業鏈影響力都是毋庸置疑的。但是，即使在「日本製造」縱橫天下的上世紀80年代，即使日本GDP總量比英國、德國、法國的總和還多，仍只能屈居美國、英國、法國之後，是一個「二流製造強國」。日本整體的製造能力仍不敵歐美，一個關鍵原因就是，日本未能在飛機製造業這個「產業制高點」，消除與歐美國家的關鍵技術鴻溝。尤其是航空發動機，是世界航空產業鏈的最核心環節。為了趕上世界先進國家，日本自上世紀80年代開始奮起直追，1981年，成立了日本航空機引擎協會（JAEC），隨後全程參與了主流西方民用發動機研製。

雖然在XF9-1發動機之前，日本沒有自己的大推力發動機產品，但作為世界上僅次於美國、歐洲的世界第三大航空發動機零組件生產國，日本擁有一個世界級的超強航空發動機產業群，在世界航空發動機生產領域的上下游產業中扮演了極為重要的角色，上世紀80年代以來，日本幾乎參與了西方所有大推力大涵道比渦扇發動機發動機研製生產的所有項目，上世紀80年代，在參與研製V2500發動機項目的基礎上自行研製FJR-710發動機，並全程參與CF34發動機研製生產，1985年，川崎重工開始承接美國普惠公司PW-4000航空發動機的外殼、傳動軸、渦輪葉片等核心部件生產，1988年，川崎重工開始為羅羅公司RB-211和trent-700系列發動機生產低壓渦扇轉盤、低壓渦輪葉片等核心部件，1998年，川崎明石工廠完成了當時世界最大的民用航空發動機試車台，羅羅公司的trent-500、trent-800和trent-1000發動機均在此試車台上進行了試驗。

2000年至今，日本航空製造企業參與了通用電氣，普拉特·惠特尼和羅爾斯·羅伊斯等世界三大民用航空發動機廠商的所有發動機項目。例如，日本在目前世界最新型號PW1100G發動機中負責生產低壓壓氣機，燃燒室，風扇外機匣等部件，參與份額高達22.7％以上，目前世界上一半的空客A320和波音737客機所用的發動機都擁有日本零件，在渡邊光太郎題為（必將看到日本生產的世界最高水平航空發動機）《ついに日の目見た世界最高水準の國産ジェットエンジン》的文章中，曾狂妄的寫到，日本企業正在「接管」全世界的民用發動機產業，石川島播磨重工業株式會社在生產渦扇發動機低壓渦輪，壓氣機和連接風扇的主軸等方面存在巨大優勢，在LEAP、GEnx、GE9X、Trent-XWB等世界最先進發動機上，日本企業生產的零組件比重均超過10%，這得益於日本在航空發動機零組件加工和材料技術上的強大實力。

舉個例子，整體葉盤是現代航空發動機的一種新型結構，它將發動機轉子的葉片與輪盤進行整體設計與製造。日本率先提出並通過磨削中心（Grinding center，GC）進行自由曲面拋光的新型工藝，並研製出拋光加工機器人投入使用。這種工藝不但獲得了光潔度很高的表面質量，還解決了NC誤差導致的拋光軌跡誤差等技術問題。日本的表面拋光處理可以進一步降低經數控銑削、電火花及電解加工的整體葉盤表面粗糙度，提高型面精度，從而改善氣流通道、提升燃油效率。還可以實現提高葉盤疲勞強度，延長使用壽命的目的。在掌握該項技術後，石川島播磨重工業株式會社是GTF發動機風扇葉片和整體葉盤的重要供應商之一。此外，目前國際上擁有最先進複合材料技術的是日本，波音和空客主要的複合材料供應都來自日本，而在碳化硅纖維、超合金（單晶）的金屬製成和研發領域，日本與美國處於同一水平。

正是得益於日本在航空發動機技術上的能力，日本才能「蛙跳式」前進，其第五代發動機研製才能領先全亞洲，研製進度僅次於美俄之後排名世界第三，據悉，計劃用於未來F-3戰鬥機的XF9-1大推力渦扇發動機核心機，已經通過了札幌試驗場的測試。日本媒體稱，XF9-1發動機已確認要在2020年上半年完成包括高空台地面測試等所有地面性能試驗，2020年之後將登上飛行試驗台，2025年完成研製並將隨XF-3戰鬥機進行試飛。

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