買來的現代化,日本石川島播磨F100發動機,服役近40年依然有優勢

2021-02-14 航空新視野

日本航空自衛隊是我國周邊最強的本土空中力量之一。上世紀80年代初，憑藉採購213架F-15J/DJ戰鬥機，成為亞太地區制空能力超強的空中力量。關於F-15J的資料我們介紹得很多。今天與大家聊聊F-15J使用的發動機。這就是美國普惠公司的F100-PW-100渦扇發動機。F100-PW-100渦扇發動機是上世紀60年代末美國開始研製的第三代軍用渦扇發動機。這款發動機主要用於當時的F-15鷹式戰鬥機。

上圖就是早期的F100-PW-100渦扇發動機，眾所周知，日本航空自衛隊最早進口的F-15J/DJ戰鬥機是麥道公司的原裝貨，這批戰機相當於美國空軍F-15C/D戰鬥機的早期型號。戰機使用的發動機就是F100-PW-100渦扇發動機，作為當時世界上第一款推重比達到8的一級軍用發動機。發動機採用「兩高一低」策略，即增壓比高、渦輪前溫度高和涵道比低。在材料上採用了高強度重量比、耐高溫的合金。F100也是首次使用單元體結構的戰鬥機發動機，它由5個單元體組成，各單元體都可更換。當時這款發動機的最大加力推力達到106千牛，而F-15戰鬥機的空重僅為12.7噸，正常起飛重量約20.2噸，在兩臺F100-PW-100渦扇發動機，F-15戰機擁有驚人的推重比。

然而早期F100-PW-100渦扇發動機在可靠性，耐久性和維修性方面問題不斷，在上世紀70年代，美國空軍大量的F-15A/B戰鬥機由於發動機問題，長期處於停飛狀態，媒體將這款第三代重型戰鬥機稱為機庫女皇。我國早期的殲-11B戰鬥機和太行發動機也發生類似的問題。直到2015年，在航空工業和我國空軍的共同努力下，才基本解決這一問題。上世紀80年代後，美國軍工開始F100-PW-100渦扇發動機，這就是後來的F100-PW-200渦扇發動機，F100-PW-200渦扇發動機採用了新型風扇和壓氣機，改進了低壓渦輪、數字式發動機電子控制系統、加力燃燒室和加力燃燒室雙點火系統，提高了核心機壽命。通過採用數字式發動機電子控制系統，使發動機在整個飛行包線內或發動機壽命期內無推力衰減，並可連續監控發動機狀態。這款發動機的推力與之前的F100-PW-100渦扇發動機基本一樣。通過改進後，F100-PW-200渦扇發動機成功裝備到單發版本的F-16戰鬥機上。

從整體效果上看，F100-PW-200渦扇發動機非常成功，中後期生產的F-15C/D和F-15J/DJ戰鬥機出動率得到了很大的提高。日本航空自衛隊為了提高三菱重工F-15J/DJ戰鬥機的國產化率，在得到美國政府授權的情況下，開始在國內組裝F100-PW-200渦扇發動機，這就是後來的日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機。由於技術的升級，F100-IHI-200渦扇發動機的最大推力達到77千牛，最大加力推力達到111千牛。

通過筆者近幾年拍攝的細節圖片，可以看到日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機做工非常精湛，圖片為F100-IHI-200渦扇發動機尾噴口。據一些資料介紹，目前日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機的國產化率已經超過70%，包括發動機渦輪葉片的部件，日本國內也可以生產，只有極少數核心部件依然要從美國普惠公司原裝進口。

本文圖二是美國原裝的F100-PW-100渦扇發動機，圖三是日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機的早期批次，圖三是近幾年新生產的日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機。大家可以仔細對比一下，這款發動機的後段也就是噴口前部，有明顯的區別。新生產的F100-IHI-200渦扇發動機這個位置與歐洲羅羅公司EJ200發動機相同位置的外觀非常相似。可以看到美國和日本方面經過多年的使用後，進入21世紀後，優化了發動機的工藝標準。

圖片為F100-IHI-200渦扇發動機的渦輪葉片，這些部件是高科技的結晶。目前全球有能力研製生產類似發動機的國家非常少。大推力渦扇發動機與民用大涵道渦扇發動機是現代工業的皇冠。

圖片為近幾年新生產的日本石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機，可以看到做工非常精湛。日本石川島播磨重工除了組裝生產F100渦扇發動機外，還組裝生產F110-IHI-129渦扇發動機，這款發動機主要用於F-2支援戰鬥機，日本石川島播磨重工也是全球唯一可以同時生產F100和F110渦扇發動機的航空企業，從這裡可以看到日美兩國的關係好到什麼程度。從性能上看，F100和F110渦扇發動機的推力相比於我國國產的太行發動機並沒有明顯優勢。然而由於兩款發動機生產數量大，裝備戰鬥機的型號多，使用了40多年改進型號眾多。其發動機的可靠性，耐久性和可維護性比我國的太行發動機依然有優勢。這一點短時間裡依然是客觀事實。

作為日本著名的航空企業，日本石川島播磨重工憑藉組裝生產F100和F110渦扇發動機，早已成為一流的發動機生產商，雖然是買來的現代化，但是對於航空自衛隊和日本軍用航空工業而言，依然是收益不小。


近幾年日本航空自衛隊老舊的F-15J/DJ戰鬥機已經換裝了新生產的石川島播磨重工F100-IHI-200渦扇發動機，這批戰機還能服役20年以上。另外日本國內的軍工也在研製新一代的渦扇發動機，這款新發動機號稱性能接近F119發動機，計劃配裝研製中的XF-3隱形戰鬥機。至於最後能達到什麼樣的實際水平，還要等幾年才知道最終結果。對於中國軍迷而言，日本國內的軍工企業還是值得我們高度關注的。

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