世界航發掠影 美國航空發動機研製概況

陳光/文

美國是當今世界上研製航空發動機最多、也是實力最強的國家，有多家航空發動機公司，其中兩家是世界最著名的公司，即普拉特.惠特尼公司（簡稱普惠公司）與通用電氣公司（簡稱GE公司），這兩家公司均有近百年的發展歷程。

普惠公司是美圍聯合技術公司（UTC）的一個分公司，是世界上最重要的軍用和民用航空發動機的研製、生產與維修的公司，全世界180多個國家的600多家航空公司、7400多家支線航空公司和27個國家的軍方在使用普惠公司生產的發動機，同時還研製和生產工業和船用燃氣渦輪發動機以及航天推進用發動機。

圖、白頭海雕徽章是普惠發動機的典型標誌

GE公司主要從事燃氣渦輪發動機的設計、生產、銷售和服務業務擔，其產品應用在軍用飛機、民用飛機、船舶及其它工業領域中，它生產的近40種型號的發動機廣泛用於近百型飛機、40餘型號的燃氣輪機廣泛用於船舶及工業領域。

在美國，航空發動機的設計、生產與發展工作由航空發動機公司承擔，國家的研究機構及大學的研究單位主要進行基礎理論、前沿技術等研究。對於民用發動機，其研發經費由公司自籌；對於軍用發動機，其研發經費則由軍方撥款。

圖、通用電氣旗下的GE9X剛剛打破吉尼斯發動機推力世界紀錄

軍方的撥款並非易事，通常軍方提出新飛機型號的研製任務進行招標，幾經考核後，選出兩家有實力的單位（可能是一家公司，也可能是兩家或三家公司組成的競標單位）進行競爭，軍方向兩個競標單位各撥款1億美元或更多，讓兩家均按標書所提的方案，造出實物，然後進行長達半年甚至一年的飛行評估，最後選中奪標型號（包括飛機與發動機）。

例如美國的聯合攻擊機JSF在招標中，最後有兩家取得進行實物飛行評估的資格，即波音公司提出的X-32方案與洛克希德-馬丁聯合體的X-35方案，發動機則有普惠的F135與GE的F136。兩個候選飛機型號與兩個候選發動機型號組成了四個供評審的組合體，經過近一年飛行評估，最後軍方宣布裝F135發動機的X-35獲勝，並將X-35正式命名為F-35，此後飛機與發動機均獲得軍方的研製與發展經費。

普惠公司先後研製出的發動機（較有名的）有上世紀50年代初研製的J57雙轉子渦輪噴氣發動機，其民用型稱JT3C，用于波音公司的707與DC-8旅客機、B-52轟炸機、KC-135加油機以及F-100、F-101殲擊機等種飛機上，共生產了21,170台，是早期生產最多的發動機。由F-101改裝成偵察機的RF-101，曾被台灣當局用來對大陸進行偵察，在上世紀5、60年代曾多次被我空軍及防空部隊擊傷，旦於1961-1965年間三次被我軍擊落，現在北京航空航天大學發動機陳列室中還陳列了該飛機所用的J57發動機殘骸。

1955年普惠公司在J57的基礎上，發展了尺寸按比例加大的J75（民用型號為JT4A）雙轉子渦輪噴氣發動機，用于波音707、DC-8旅客機，F-105、F-106殲擊機以及U-2高空偵察機。在上世紀60年代，我軍曾先後擊落入侵我國的U-2偵察機五架，在北京航空航天大學發動機陳列室中還陳列有U-2所用發動機J75的殘骸。

上世紀70年代普惠公司研製了第三代戰鬥機用的推重比為8.0的帶加力燃燒室的F100小涵道比渦輪風扇發動機，裝F100發動機的F-15（2台發動機）於1974年投入使用，F100還用於1978年投入使用的F-16（1台發動機）上。F-16不僅在美國空軍中服役，還在其它25個國家中使用，截至2018年6月共生產了4604架，是使用最多的高性能戰鬥機。

普惠公司為第四代戰鬥機F-22研製了推重比為10.0的加力式渦輪風扇發動機F119，裝F119的F-22於2005年小批量裝配美國空軍，2009年在生產了187架後拆除了生產裝配設備，結朿了F-22的生產。

普惠公司還為F-35聯合攻擊機在F119的基礎上研製了F135加力式渦輪風扇發動機，F-35有三個型號即用於空軍的A型，能短距起垂直降落的B型，用於航空母艦的C型，這三型飛機分別於2016年8月、2015年7月與2019年2月投入使用，截至2019年6月己生產了400餘架。

在民用航空所用的發動機中，普惠公司除上述的用于波音707等客機用的JT3、JT4A外，還在上世紀60年代普研製了用于波音727與波音737-1、-2的JT8D小涵道比渦輪風扇發動機，截至1991年JT8D共生產了12 654台，是上世紀60-80年代使用得最多的民用發動機。

普惠公司在上世紀60年代研製了大涵道比渦扇發動機JT9D，1970年裝JT9D的波音747投入航線運營，開創了民用航空進入了大飛機時代，JT9D也成為首台民用大涵道比渦扇發動機。

隨後普惠公司研發了用于波音747、767的PW4052（1987年），用於A330的PW4164（1994年），用于波音777的PW4084（1995年）。進入21世紀後又研製了齒輪傳動的渦輪風扇發動機PW1000G，用於A320neo等客機。

GE公司先後研製出的發動機（較有名的）有上世紀40年代後期研製的J47渦輪噴氣發動機，用於B-47、B-36轟炸機以及F-86佩刀式戰鬥機。F-86在朝鮮戰爭中大量使用，因此J47是世界上產量最多的發動機，到1956年停產時，共生產了36 500台。另外，J47還是第1種為美國聯邦航空局FAA論定的適用於民用的軸流式渦輪噴氣發動機。

GE公司在上世紀50年代初研製了J79單轉子渦輪噴氣發動機，該發動機用於F-104、F-4「鬼怪」式戰鬥機與B-58轟炸機上，1958年投入使用，共生產了17 000餘台，其中包括在美國以外生產的3300餘台。

在上世紀60年代，GE公司為美國空軍的四發大型運輸機C-5A研製了TF39大涵道比渦扇發動機，TF39首次試車於1964年進行，而JT9D首次試車是在1966年12月才進行的，因此，TF39屬於世上最早的大涵道比渦輪風扇發動機。C-5A共生產了131架。

上世紀60年代中期，GE公司在竟標中獲得為B-1轟炸機研製F101帶加力燃燒室的小涵道比渦扇發動機的任務。F101是GE公司研製的第一型帶加力燃燒室的小涵道比渦扇發動機，其核心機為以後的多種發動機所採用。B-1轟炸機於1986年10月投入使用，共生產了104架。

在F101發動機核心機的基礎上，GE公司發展了用於F-16、F-15、F-14B/D的F110，用於F/A-18A/B的F404，用於F/A-18E/F的F414，用於B-2轟炸機的F118（F110去掉加力燃燒室）等發動機。

在民用方面，GE公司以用於C-5A的TF39作基礎，研發了他們的第一種用於旅客機的大涵道比渦輪風扇發動機CF6，其第一個型號CF6-6於1971年8月裝在DC-10飛機上投入使用，隨後發展了用于波音767的CF6-80A，用於A300、波音747、767的CF6-80C2，用於A330的CF6-80E1，用于波音777的GE90等發動機。GE90發展型GE90-115B的達到511千牛，曾是世界上推力最大的發動機，目前其記錄己被GE9X所取代（2017年11月10日GE9X在台架試車中推力達到597.4kN）。

為滿足21世紀「綠色航空」的要求，GE公司研發了經濟性好、排污低的GEnx發動機，用于波音公司的787「夢幻」客機，787客機於2008年6月投入運營。目前GE公司正在為波音公司的最新客機777X研製GE9X發動機，777X計劃於2020年投入運營。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！