俄罗斯研制了AL-51-F1，这是苏-57和S-70“猎人”使用的第五代发动机 。

从零开始开发现代涡轮喷气发动机，需要近30年的时间，这是科学技术中最先进的领域之一，所有已知的材料都用到了其性能的边界，一些部件，如涡轮叶片的工作能力甚至超出了材料物理固有的最大性能。

俄罗斯科学院副院长罗蒙诺索夫莫斯科国立大学化学系主任斯捷潘·卡尔梅科夫院士说，在多用途快速研究反应堆建成后，俄罗斯将成为世界上唯一一个拥有全套不同中子源用于先进科学研究的国家。该反应堆于2015年开工建设，计划于2028年投产。

现代涡轮喷气发动机材料的选择和开发取决于材料科学的发展，其中包括研究中子反应堆，在中子反应中发现新材料并确定其性能。

没有超级计算机或模拟程序能够有效地计算不同的物理参数和发动机运行场景。一切都取决于科学和自然实验。

如果一个国家在包括核武器在内的各个科技领域都拥有足够的能力，它才可以为新一代战斗机、轰炸机和无人驾驶飞机制造现代涡轮喷气发动机。

因此，毫不奇怪，拥有美国所有出口技术，包括F-15和F-16发动机高科技的日本花了13年时间才研制出类似的XF5发动机，从1995年开始，直到2008年才完成。

然而，这种发动机的寿命仍然很差，无法与20世纪80年代的美国同类发动机竞争。

从那时起，日本一直在开发一种新一代发动机，其推力将与F-22上的普惠F119发动机相媲美。

装配车间中的XF9-1发动机原型

由于缺乏必要的发动机，日本放弃了第五代“三菱X-2”战斗机的研制，只建造了一个飞行实验室来测试新技术。这架飞机甚至没有按计划完成试飞，只执行了原定50次试飞中的34次。

2022年12月9日，日本、英国和意大利政府宣布，他们将根据三菱F-X计划开始联合研制第六代战斗机，计划于2028年首飞。

到那时，“XF9-1”发动机应该已经全面开发好了，并进行了现场测试，并可以从2031年开始批量生产。

“XF9-1”每单位截面面积的推力将比美国1980年完成的“通用电气F110”大30%。

新战机将取代F-16的复制品三菱F-2。但是，这与F-35的使命有冲突，根据计划，应该是F35取代三菱F-2，难道两种战机会同时继续使用到2070年？

目前中国也在走同样的道路，我们在苏联和俄罗斯研制的D-30、P79-300、AL-31F和AL-41F1S发动机的基础上，研制出了类似于俄罗斯从1990年开始研制的WS-15发动机，用了33年，才拿出WS15。

据最新消息，“WS-15”已通过所有测试并准备批量生产，但在先进合金供应链方面出现了问题，表明发动仍然机高度依赖西方部件。

因此，我国的发动机研发花了整整33年时间，即使考虑了上世纪90年代俄罗斯就已经出售的D-30的完整技术文件，以及对AL-31F改装版的全面拆卸，速度依然这么慢。

“WS-15”发动机已经安装在中国第五代战斗机“J-20A”上。

目前，“WS-15”已经批量投产，发动机的所有问题都已成功克服。

老式但可靠的苏联AL-31，或者更确切地说是它的改型AL-31FN，是1994年俄罗斯根据我们的要求设计的，使歼-20飞机能够在2017年达到投产所需的最低性能。

从2021年开始，“J-20”开始安装中国第四代“WS-10C”发动机，该发动机的开发历时30年，并以“AL-31”为基础。

再过30年，我国可以创造传说中的第五代发动机。

“F119-PW-100”，其开发开始于1983年的基础上，其前身为“F100”，1997年开始批量生产，经过了14年的开发。而“F119-PW-100”直到2005年发动机完全调试后才获得最终使用权。

F119-PW-100的扁平喷口

值得注意的是，与F-22一样，F119-PW-100发动机也被禁止出口，以保护机密技术。

这是因为制造这种发动机实际上是现代喷气发动机发展的顶峰。

喷气式飞机的下一个质量突破只能通过使用冲压脉冲起爆发动机技术来实现，该技术的开发涉及许多困难。

苏-57采用了AL-41F1发动机（产品117），这是AL-31FP发动机的一个深度升级版本。发动机的无加力推力为8800公斤，加力推力为15000公斤。

这种发动机的变种AL-41F-1S安装在苏-35S上，推力为14500kg。

AL-41F1于2004年开始研制，2008年开始生产AL-41F-1S，2010年开始生产AL-41F1。

发动机AL-31FP和AL-41F

发动机AL-31FP和AL-41F-1S（左至右）。

使用这些发动机，使苏-57符合第五代战斗机的所有特点，包括无加力超音速飞行。

然而，2011年，俄罗斯决定开始研制新发动机（产品30），其研制需要10-12年时间，而AL-41F-1发动机只是向新发动机过渡的一个阶段。

新发动机将提供11000 kg的无加力推力和18000 kg的加力推力，同时比以前的发动机更省油。

由于对有人驾驶和无人机的新要求，以及平面喷嘴的应用，新发动机的开发成为必要。

叶夫根尼·马尔丘科夫，总设计师兼设计总监。最近揭开了制造“产品30”的秘密：发动机的制造对雷达和红外范围内的隐身性都有严格的要求。正是为了达到这些参数，为新发动机开发了平面喷嘴。

这方面最成功的设计是在美国，从20世纪70年代开始。实验性的NF-15B以F-15为基础，带有平面喷嘴，始于1988年。

平面喷嘴大大降低了飞机在几乎所有观测范围内的可见度，特别是在红外线下。然而，与使用圆形喷嘴相比，发动机失去了一些推力。

在不同的模式下，推力损失在5%到30%之间，因此在第四代超音速飞机中找不到大规模的应用。

苏联也在研制平面喷管，并在改进后的苏-27LL-PS歼击机上进行了测试。

然而，联盟的解体使平面喷嘴技术无法进一步发展，在测试时，平面喷嘴的质量特性严重受损。

苏-27LL-PS：通过平面喷嘴发动机试飞。

平面喷管

早期的苏-47“金雕”歼击机原型也是用平面喷管研制的。

结果，可控推力矢量的发展回到了圆形喷嘴上来，包括全腔设计。

所有后续的隐身飞机都有平面喷管，包括F-117和B-2，以及第五代战斗机YF-22和YF-23的超音速原型机。

美国第五代歼击机竞赛的获胜者是研制出F-22的YF-22。

YF-22（前）和YF-23（后）

F-22的喷嘴。

然而，平面喷嘴的应用需要更强大的发动机，因为平面喷嘴战斗机比传统喷嘴更难达到类似的性能，尽管平面喷嘴为飞机提供了更好的空气动力学支持。

一个典型的例子是S-70“猎人”重型战术无人机，其第一个原型机是圆形喷管，第二台已经是扁平的。

S-70“猎人”是俄罗斯重型攻击无人机。最大起飞重量为25吨。飞行距离可达6000公里。

“S-70”将于2024年开始服役-带有平面喷管。

“猎人”的特点是保密的，但据推测，它将以近音速或超音速飞行。众所周知，“猎人”发动机中没有加力燃烧室。因此，进入超音速是在无加力模式下实现的，而平面喷嘴的使用只会减少发动机的推力。

据悉，俄罗斯专门为S-70研制了AL-41F1发动机的新变种——“产品117BD”。

在使用第四代发动机时，没有任何外国类似的无人机在无加力模式下能够接近近音速。

使用普惠F100-220发动机的“X-47B”最高时速达到990公里/小时，最大航程达到3900公里。无人机的最大起飞重量为20185公斤。

由于技术问题，X-47B项目于2019年被完全终止。他们尽可能地拯救了这个项目。2016年2月，美国海军决定将X-47B从战术打击无人机改为“打击能力有限”的侦察机。

然而，在这一改型过程中，代价过于昂贵，因此最终在2019年采用了更保守的类似布局的侦察机“诺斯罗普格鲁曼RQ-180”。

事实证明，俄罗斯设计师领先于美国同行，并生产出了世界上第一架重型战术攻击无人机。

显然，S-70应该配备与苏-57发动机尽可能统一的第二阶段发动机。事实上，S-70是苏-57的领航无人机，因为S-70“猎人”和苏-57将集成到一个单一的打击系统中。

“产品30”的第一次试飞于2016年完成，苏-57的第一次试飞于2017年12月5日进行，大部分试飞于2023年前完成，在此期间新发动机证实了其性能，包括燃油经济性。

完成完整的飞行测试周期和发动机调试需要1.5-2年的时间，而配备第五代发动机的苏-57系列战机的生产预计将在2025年前开始，在极端情况下在2027年前开始。

发动机名称为AL-51-F1。照片来自俄罗斯军用飞机未来发动机的演示文件。

AL-51-F1将是第一个与第四代发动机分离的第五代发动机，不仅在功率和燃油消耗方面，而且在比推力（超过11:1）方面。

相比之下，F-22“F119-PW-100”发动机的推力比为8.96:1。

AL-41F1第一阶段苏-57发动机推力为9.35:1。

上世纪80年代，第四代发动机的推力为8:1。

目前，推力比超过11:1的发动机被认为是在F119-PW-100的基础上研制的普惠F135发动机。

官方网站在2015年公布了F135发动机的规格，其净重2450公斤。然而，现在官方网站上已经没有了更多关于发动机质量的信息，只显示了其推力。

然而，任何有经验的专业人士都可以理解，F135比F119大得多，旁路系数是F119的两倍，这意味着有更大的风扇和外部通道，加上一个额外的LPT级来驱动更大的风扇，F135显然比F119重。

Pratt&Whitney官方网站上的发动机规格重量数据消失了。

然而，如果我们以先前公布的2450公斤干重为例，比重为19500公斤/2450公斤=7.96:1，甚至小于推力为8.17:1的AL-31F，但高于推力为7.58:1的F100 PW-229。

出于这个原因，五角大楼决定采取安全措施，美国通用电气公司和英国劳斯莱斯公司的联合财团开始开发F136，这是现有发动机的替代品。

F136的净重超过两吨。

然而，在2012年，经过短暂的测试和80%的发动机准备就绪后，该计划被取消，因为原型发动机的性能没有超过原版F135。

2012年，通用电气开始为F-35研制通用电气XA100发动机。主要目标是将燃油消耗降低25%，同时保持原有的、甚至更大的推力。

XA100是唯一能够满足军方要求的发动机。

随着燃油经济性的提高，“通用电气XA100”了成为真正的第五代发动机，不仅可以安装在F-35上，还可以安装在升级后的F-22和其他战斗机上，包括第四代（F-16，F-15）和无人机，以及超高科技的“X-47B”或最新的“RQ-180”。

这是因为如果把F119（或者更糟的是F135）装上面，那么无人机的燃料“在起飞时就会用完”。

在2020年进行首次测试后，五角大楼怀疑XA100能否在所有F-35变种上运行。当时没有透露动力装置试验台的细节。该公司开始组装第二个原型机，测试于2023年8月完成。然而，结果似乎并不令五角大楼满意，因为XA100本应成为美国有史以来最强大、最耐用的战斗发动机，但它被放弃了。

美国国会说：“空军不会为F-35研制新发动机。拒绝的原因之一是继续融资的成本很高，这可能会消耗掉原本用于第六代歼击机开发计划的资金。

相反，他们的重点将放在将F135发动机升级到军方可接受的水平上。

五角大楼无法接受的是，F-22及其两个强大的F119在没有悬挂燃料箱的情况下，飞行距离只有1520公里，这将其作战半径限制在760公里。F-35的射程航程从1670公里到2220公里不等，具体取决于型号。

在这种情况下，F-22可以在不使用加力的情况下飞到1.6马赫，但对于F-35来说，这通常是使用加力的最高飞行速度。

F-35不能实现无加力超音速。

苏-57的实际航程高达4300公里，而歼-20A的最大航程为3000-3500公里，在不悬挂燃料箱的情况下。

在护送俄罗斯1号机的过程中，苏-35S歼击机编队，采用AL-41F1S发动机能携带全套武器，在没有悬挂燃料箱的情况下，飞行3500多公里。

因此，AL-51-F1将成为第一个能够在不同模式下同样有效运行的第五代通用发动机，这将保证其在不同类型的飞机和无人机中的出色应用。

AL-51-F1将装在苏-57和苏-75 Checkmate上，而无加力改进型将搭载在S-70“猎人”等攻击无人机上。

Su-75 Checkmate

此外，AL-51-F1还将使用平面喷嘴，目前正在中央空气流体动力学研究所进行测试。

一个平面喷嘴演示器，在TsAGI进行测试。根据尾部的图片可以看到扁平的喷嘴。

然而，即使是AL-51-F1也不能取代一切，因此图波列夫公司研制的新一代战略轰炸机将使用在NK-32基础上研制的新一代发动机，而目前研制的第六代歼击截击机米格-41将配备完全不同类型的发动机——直爆发动机。这两款发动机已经在进行测试。

根据米格-41项目计划，它应该是高超音速的，可以发展4到6马赫。

俄罗斯是世界上第一个宣布测试这种发动机的国家。这并不难，因为俄罗斯是世界上第一个研制并装备了一整套高超音速武器的国家：匕首、先锋、锆石。

俄罗斯服役的高超音速武器。

美国的实际进展远远落后于俄罗斯，为了弥补差距，美国正式宣布实施了高超音速技术间谍计划。

不幸的是，它们的工作能力不行。2021年，俄联邦安全局逮捕了“高超音速系统研究企业”总经理兼总设计师亚历山大·库拉诺夫。他被怀疑犯有叛国罪。他向西方传递了苏联和现在的俄罗斯“阿贾克斯”高超音速飞机项目的信息，即磁等离子体化学发动机的概念。

但顺便说一句，磁等离子体化学发动机是一个理论概念，例如热核发电，但是，一但在西方科学杂志上公布了这一信息，这意味着这一计划已经开始在俄罗斯实施。

如果是这样的话，那么在我们有生之年，将出现以每小时16500公里的速度飞行的运输机和客机。

为什么开发AL-51-F1花了这么长时间？如果发动机在2027年而不是2025年投入使用，那么研发需要16年时间。

是的，这是一个相当长的时间，但F-22发动机的开发也不少于14年。

AL-51-F1发动机是真正的第五代发动机，因为它将是第一个以超音速巡航模式运行的发动机。

这是一个很大的突破，带来无加力超音速飞行，巡航模式超音速飞行。

众所周知，F-22能够无加力超音速飞行，但巡航速度为亚音速，为850公里/小时（0.7马赫）。

这同样适用于苏-57或歼-20A，其巡航速度为亚音速。

无加力超音速在红外范围内为战斗机提供了更大的隐身性，并在这种工作模式下提供了更大的发动机寿命。

超音速飞行，即使没有加力，实际航程也会减少两倍以上。AL-51-F1将成为世界上第一个提供真正巡航超音速飞行的发动机。

如果不是因为这一要求，AL-51-F1早就开始生产了，因为它早在2020年就准备好了，但这种性能要求需要全新的技术解决方案，这是没有人做过的。一旦这种发动机建好，第五代战斗机将达到第四代战斗机无法达到的水平。

这在美国和中国都很清楚。

我国战斗机数据增长

例如，我国制造了150多架歼-20A，2024年数量将超过F-22。同时，我国还没有批量生产出“WS-15”系列发动机，该发动机被定位为类似于美国“F135”的发动机。

我国仍在生产第五代战斗机J-20A和第四代战斗机J-10C和J-16。

而美国仍决定购买升级的第四代F-15EX战斗机，而不是F-35。

如果俄罗斯第五代战斗机苏-57成功应用于战斗，能克服北约所有反导系统。

正如我们所看到的，虽然第五代战斗机无法可靠地取代第四代战斗机，但它们与第四代战斗机相比，根本没有第四代与第三代战斗机那样的显著的优势。

毫无疑问，配备AL-51-F1发动机的苏-57将成为第一款真正的第五代战斗机，能够可靠地取代现有的所有第四代战斗机。

在俄罗斯“军队-2023”国际军事技术论坛前夕，俄罗斯技术公司副总经理弗拉基米尔·阿尔蒂亚科夫表示：“根据现有的批量合同，计划交付带有新发动机的苏-57”。

第一批配备AL-41F-1发动机的苏-57于2022年开始批量交付。截至2023年初，共交付了6架飞机，到2024年底将再交付22架战斗机，到2028年，其数量将增加到76架。

“AL-51-F1”发动机是第五代飞机的未来。 #军事武器#