一、推力和推比。軍用航空發動機推力越大,對原材料質量和製造工藝的要求也就越高,推比越高,科技含量也就越高,發動機性能就越先進,稍有點軍事常識的對這些應該不陌生。
據報道和資料稱,F-22的發動機F-119單台最大加推力156千牛,推比接近10;F-35的發動機F-135加推力176千牛,推比11。而米格-1.44的發動機AL-41F發動機,單台加推力196千牛,總推力392千牛,全機推重比達12.5,無論推力還是推比都要比F-119/135的大或高出許多,位居世界第一.不要說AL-41發動機沒有成孰, 1983年開始設計(設計代號1.42),1989年開始首架飛機組裝(工程代號1.44),2000年2月29日首飛,到2009年終止計劃,僅一架樣機先後飛行了幾百小時, 並成功達到空載最高時速4120千米/小時(3.4M)的極音速世界紀綠,不開加力可達到2.35M的超音速巡航速度。飛行中發動機沒出過故障說明性能穩定。沒裝配俄五代T-50是因為推力過剩,且生產製造成本過高,單價超過2億美元,比F-22還昂貴,沒有必要,俄軍也裝備不起。目前俄羅斯正在將它的推力改小到170千牛的水平,裝T-50還是比F-22的動力大得多。而F-119發動機飛出的最高速度2M,不開加力超音速巡航速度1.6M。其中兩架F-22才飛行幾十個小時就因發動機故障摔了,死亡2人。能說明F-119比AL-41F成熟麼?
回過頭來比較美俄三代戰機的發動機技術水平。俄國1979年裝備的米格-31配置的發動機D -30F -6 雙轉子渦扇發動機,單台加力推力 151.9千牛(15200公斤),推比8.5.其機動性較差的原因是最大起飛重量達到46噸.而美國同期的F-15/16裝配的F100-PW-100 發動機加力推力 11,340 公斤(109.8千牛),推比7.8,不能與米格31的發動機相提並論。就算與同期蘇27裝備的AL-31F發動機相比也有不少差距。AL-31F發動機加推力122.5千牛,推比8,這是地球人都知道的。直到1992年,F-15/16開始換裝了推力為129千牛,推比8一級的F110-GE-129或F100-PW-229渦扇發動機,才比蘇27的AL-31F發動機推力稍大一點,但還是比米格31的發動機推力小得多。而此時俄羅斯又研發出兩型超過F-110-GE-129/229的發動機,一型是AL-31FU加力式渦扇矢量噴嘴發動機,加力推力142.1千牛,推比9,裝蘇37戰鬥機,1996年4月首飛。另一型是AL-37FU發動機,單台加力推力142.2千牛,帶有推力矢量控制及全權數字式發動機控制系統,推比9,裝蘇47”金雕”,1997年9月25日首飛。這兩型飛機都多次參加了世界航空展飛行表演,飛出了超機動。其中蘇47共進行了三個階段的150多次飛行,到2005年結束,沒出現發動機故障,說明發動機性能安全可靠,完全可以實用。
再看軍用超大型運輸機和戰略轟炸機的發動機推力。俄國安-124/225的D-18T渦扇發動機單台最大推力245千牛,美國C-5的TF-39-GE-1C渦輪發動機,單台最大推力191.7千牛。俄國圖-160戰略轟炸機的NK-321渦扇發動機,單台最大推力,加力推力226.5千牛美國B-1戰略轟炸機的F101-GE-102加力式渦扇發動機,單台靜推力75.6千牛,加力推力133.4千牛,B-2的F118-GE-110無加力式渦扇發動機,單台最大推力84.5千牛,差了幾個等量級。
俄羅斯的米26大型直升機裝兩台D-127渦輪軸發動機,單台功率為10700千瓦,最大裝掛量25000公斤。美國的CH-47“支奴干”大型直升機裝兩台T55-L-7C渦輪軸發動機,單台功率為2125千瓦,最大裝載量10800公斤,沒有可比性。
二、發動機矢量推力技術。俄羅斯的發動機噴嘴採用三維矢量技術,噴嘴可作360度全向轉動,美國的發動機採用的是二維矢量技術,噴嘴只能上下擺動,俄羅斯的發動機矢量推力技術比美國領先一代。
三、發動機的安全可靠性能。發動機的安全可靠性能是衡量發動機性能優劣的關鍵要素。飛機發動機性能不穩定,可靠性差必然容易出故障,導致機毀人亡,造成經濟和生命財產的重大損失。俄羅斯的軍用航空發動機皮實耐用,故障率非常低,很難出現因發動機故障墜機的現象。比如圖-160戰略轟炸機不着陸連續飛行23小時,航程18000公里,圖-95“熊式”戰略轟炸機不着陸連續飛行40小時,航程30000公里也沒事,證明其發動機的安全可靠性能非常好。而美國的摔機頻率非常高,被世界戲稱為“寡婦製造者”。而據美國調查,80%以上墜機事件是由發動機故障造成的。比如2006年4月3日,一架載有17人的C-5剛起飛不久就因一具發動機發生故障而墜毀,導致10餘人傷亡。今年7月28日,一架C-17在阿拉斯加軍事基地墜毀,4名機組人員遇難,8月1日,一架C-123型貨機在阿拉斯加州附近墜毀,引發森林大火,3人死亡。2008年8月4日,一架B-1B在卡塔爾墜毀,都是發動機事故。墜毀的三架F-22就有兩架是發動機故障的原因。F-15剛裝備就連連出現發動機故障摔了幾架,導致全面停機調查近半年沒有升空。到2009年,因摔機事故全面停機3次。2003年6月4日下午,美國空軍西摩•約翰遜基地的一架F-15E戰鬥機在進行訓練時在森林中墜毀2004年1月21日,沙特空軍一架F-15戰鬥機墜毀兩名飛行員喪生 2006年1月17日,美軍一架F-15戰鬥機在沖繩群島附近海域墜毀。 4月8日,一架美軍F-15E“攻擊鷹”戰鬥機在伊拉克境內墜毀,機上的兩名美空軍人員失蹤,調查結論系發動機故障。同年4月12日,韓國一架F-15E在訓練中墜毀。5月,在印第安納州空軍國民警衛隊的一場飛行演習中,一架F-15戰鬥機墜毀。6月,另一架由俄勒岡州空軍國民警衛隊使用的F-15戰鬥機在訓練中從太平洋上空墜毀。同月,阿肯色州一處空軍基地附近也發生一起F-15墜毀事故。2007年5月26日,美國空軍兩架F-15C型戰鬥機在蘇格蘭上空失蹤,失蹤的F-15殘骸已經找到。2008年美國空軍兩架F-15戰鬥機2月20日在墨西哥灣上空訓練時墜毀,美國一架F-15D在準備參加紅旗軍演訓練時,剛起飛幾分鐘發動機起火墜毀,一死一傷,同年美軍一架F-15E戰鬥機因引擎發生故障當天在阿富汗東部墜毀,造成兩名機組人員死亡;9月11日,日本的一架F-15J因發動機故障在山口縣見島附近的日本海上墜毀,2009年,一架F-15C凌空解體。當然摔機最牛的當數2007年了。據美軍安全管理部門不完全統計,僅僅在年初的兩個月裡,美軍就共發生34起飛行事故。其中,機毀人亡事故13起,機毀人傷事故16起,機傷人傷事故2起,無人機墜毀事故3起。事故造成33架飛機墜毀、6架飛機操作、69人死亡、30人受傷的嚴重後果。
美軍的飛行事故不僅僅發生在空軍,各軍種都發生了飛行事故。最嚴重的當然還是空軍,共25起,墜毀飛機24架,損傷飛機5架,亡7人,傷17人。另外,海軍3起,墜毀飛機3架,亡8人,傷2人。海軍陸戰隊2起,墜毀飛機2架,亡23人。陸軍4起,墜毀飛機4架,損傷飛機1架,亡31人,傷11人。在事故中毀傷的39架飛機包括:空軍16架F-16C/CJ、4架F-15C、2架A-10、3架RQ-1A及F-15E、T-6A、T-37、T-38各1架;海軍H-53、T-34C和T-45各1架;海軍陸戰隊2架MV-22;陸軍AH-64、C-23B和RC-12各1架,以及2架UH-60。從2000年1月1日至2001年3月31日的15個月時間,美軍連續發生34起飛行事故,每月平均2.26起,最多的一個月發生5起(2000年8月)。在34起事故中,機毀33架,亡69人,損失相當慘重。從上述統計資料分析,空軍F-16事故率高。在美軍34起飛行事故中,空軍發生25起,占73.5%。在毀、傷的39架飛機中,空軍的F-16事故率最高,達16架,占41%。其次是F-15(5架)。機毀的33架中有27架是因發動機事故引發的,6架是人為因素或其它原因。F-16事故率最高倒沒假,台灣購買的F-16沒幾年就摔了5架,且大多是發動機惹的禍。
四、發動機壽命。美俄發動機壽命的長短的設計思想與其對飛機在戰爭中的認識和經濟承受能力有關。俄國戰機設計師將二戰時損失的30000多架戰機和倖存20000多架戰機到退役時的壽命進行了統計分析,平均壽命不到200小時,所以將米格15的發動機壽命設計為300小時。理由是戰機在戰爭中是一次性易損裝備,因事故墜毀或被擊落後就無任何利用價值。不比軍艦、坦克、戰車,擊傷後可以修復再用,擊毀後還可拆卸零配件組裝。所以戰機發動機安全可靠、經濟實用、簡單易造、戰時能大量快速補充是第一位的。戰機墜毀或被擊落時就是發動機的使用壽命。設計壽命5000小時,飛行50小時戰機就墜落了,發動機的壽命也就50小時。在這種思想指導下,俄國的發動機壽命一直沒歐美的高。AL-31F發動機全壽命也只有2600小時,在一般訓練強度下基本能與戰機的機體壽命同步。據說117S發動機壽命已超過4000小時,那麼與戰機同壽足足有餘了。發動機壽命再高也不能重複裝新機使用。所以一些人將歐美發動機壽命吹噓超過10000小時,有屁用。美國人也沒那麼傻,將發動機壽命搞那麼長幹嘛。比如美國的F-15/16大量服役也就30來年,就換了三型發動機,平均壽命10來年,不到2000小時。再加上美國摔掉那麼多的戰機發動機有些只飛幾十小時或幾百小時就壽終正寢了,平均實際壽命不超過1500小時。從這個角度講,美國發動機壽命並不長。對發動機性能的優劣的指標沒什麼意義。
綜上所述,俄羅斯戰機發動機在推力、推比、安全可靠性能、矢量推力技術都在美國之上。