GE公司的XA100已于近日完成測試,而且GE有可能借新一代發動機研發的機會打破普惠在戰斗機發動機領域的優勢地位。
GE公司已經完成了XA100三涵道自適應發動機首臺全尺寸驗證機的初步測試,標志著新一代軍用渦輪發動機研發新篇章的開始,并為第六代戰斗機的變循環動力裝置的研發鋪平了道路。GE在高空測試臺對該發動機的測試于2020年12月22日開始,一直持續到2021年3月下旬,所有的測試目標都已達到,而且發動機性能與計劃目標一致,并演示了發動機的兩種不同模式,以及在這兩種模式之間的無縫轉換。對此,GE 表示XA100的首批測試結果超出了預期。
XA100在測試中的表現
XA100是美國空軍生命周期管理中心的“自適應發動機項目”(AETP)下簽約的兩個實驗性發動機演示驗證機之一,另一個發動機演示驗證機是普惠公司開發的XA101。除了全面驗證發動機自適應工作的概念之外,這兩個驗證機均作為200kN推力級發動機設計,可滿足F-35戰斗機改進對發動機推力的潛在增長需求。目前該演示驗證機的重點,是評估變涵道系統的性能和可操作性。
GE公司的發動機高空測試臺始建于1960年代,當初是為支持GE4核心機而建造的,目前用于摸清XA100的初始性能特征。因此,XA100不僅是完成了海平面的靜態測試,而是進行了接近實際工作環境的測試。第二臺XA100發動機驗證機的組裝工作正在進行中,該機將在空軍阿諾德工程開發綜合體(AEDC)中進行測試。相比第一臺驗證機,XA100的第二臺驗證機的更改之處僅限于控制儀表、軟件和控制組件,發動機的硬件則與第一臺是相同的,包括CMC材料的低壓渦輪部件等。與此同時,普惠公司重申了其計劃目標,即在未來七個月內將進行其首臺XA101發動機驗證機的測試,該機是根據AETP計劃開發的兩臺XA101自適應發動機驗證機之一。
與2015年最先進的戰斗機發動機相比,AETP項目的目標旨在將推力和燃油效率分別提高10%和25%。而GE公司對此表示,XA100的測試結果表明,該驗證機不僅滿足了這一要求,而且實際上完全超出了這些要求,例如發動機的推力在某些情況下甚至比2015年基準發動機提高了20%。當在不同的飛行條件下,該發動機可以使飛機的航程增加30%、續航時間增加50%,具體取決于飛機的飛行條件。而且隨著發動機推力的增加,飛機的加速能力和戰斗力有了顯著提高。
XA100測試的另一個關鍵目標是在第三涵道中使用熱交換器進行熱管理的有效性。對于目前具有高能量級傳感器、飛機系統和武器的隱身戰斗機而言,熱管理是一個日益嚴峻的挑戰。而通過改進,XA100的熱管理可以使任務系統的能力增長一倍。
除總體性能外,驗證機的測試還重點關注電源管理系統的可操作性,以及發動機在不同模式之間自動轉換的能力,這可以根據發動機上的功率設置功能來管理。例如當飛機的油門增長到某個程度時,表明飛機需要發動機進入更高的推力模式,此時控制系統可以自動轉換發動機的工作模式,飛行員完全不必了解發動機正處于哪種模式中,只需按作戰要求推動油門桿即可。
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