航发三巨头之普惠公司,F-22、F-35发动机唯一指定供应商

我们相信飞行动力已经并且将继续改变世界,它将是人类进步的引擎,也是人类腾飞的工具!

F-15“鹰”、F-16“隼”、C-17“环球霸王”、F-22“猛禽”、F-35“闪电”,这几款可以说是世界上目前最为先进的军用飞机了,它们之间有一个共同的特点,那就是其配备的发动机均出自一家公司——普拉特·惠特尼集团公司。

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F-15“鹰”

F100涡轮风扇发动机,第一款推重比达到8的军用发动机,最新型F100-PW-229EEP最大推力达到13.2吨,设计寿命6000小时,装备于F-15和F-16战斗机;

F119涡轮风扇发动机,首款五代战斗机发动机,量产型推重比为10.8,最大推力15.8吨,设计寿命8650小时,装备F-22战斗机;

F135涡轮扇发动机,在F119的基础上改进而来,推重比亦达到10以上,最大推力12.2吨,悬停推力18.4吨,设计寿命8000小时,装备F-35战斗机;

F117涡轮风扇发动机,单台推力18.9吨,1988年服役,装备C-17运输机;

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C-17“环球霸王”

普拉特&惠特尼

普拉特&惠特尼集团公司,简称普惠,英文简写P&W,世界三大航空发动机制造巨头之一(另外两个分别是美国通用电气和英国罗尔斯·罗伊斯简称罗罗公司)。

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普惠公司

这个公司的强大并非在于市值,而是其先进的航发技术和市场占有率,虽然联合技术公司(UTC)在世界五百强中仅排名第50位左右,但是其子公司普拉特·惠特尼集团公司在航空发动机领域的地位却是无人可以撼动的,即使是通用电气也无法与其抗衡。

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先进的技术研发

二战时期,刚刚成立十多年的普惠就以“黄蜂”系列发动机为盟军半数以上的飞机提供动力,到了现在,全世界25%的商用客机都是采用普惠制造的发动机,而且F119是首款五代机F-22唯一指定的发动机,F135也成为F-35战斗机的指定发动机,为这项销售数量最多的现代战斗机提供动力,意味着普惠公司将在未来生产超过6000台的同款发动机,其商业价值可想而知。

普惠的发展

1925年,飞机发动机设计师兼航空工程师弗雷德里克·伦茨勒在美国的康涅狄格州哈特福德创建了普拉特&惠特尼飞机公司,主营业务为设计和制造飞机发动机,在此之前,伦茨勒曾是美国赖特航空的总裁,主持Hispano-Suiza发动机的设计、生产工作,但是由于公司不支持他的新型发动机研制项目而愤然离职,而后组建了属于自己的普惠飞机公司。

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普惠的标志

  • 一鸣惊人

公司仅仅成立六个月后,首台自主设计、研发的发动机便问世了,而且还是“一鸣惊人”的那种。

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在这款发动机出现之前,飞机上采用的活塞发动机几乎都是用液体冷却的方式,这种发动机的缺点是冷却系统复杂且沉重,一旦冷却、散热系统损坏,发动机将会直接“罢工”,而伦茨勒的发动机突破性的采用气冷的方式来冷却发动机,他将汽缸环绕分布在曲轴周围,采用星型设计,安装9个汽缸,以增加发动机转速,就这样,一台重量294公斤,功率425马力的发动机被制造出来,并配以“黄蜂”的名字问世。

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1926年该发动机通过海军测试,在速度、性能、稳定性和可靠性方面完全符合要求,军方立即订购200台,到了1930年,普惠公司凭借这款发动机已经占据了航空发动机市场60%的份额了,随后,它又推出了马力更加强劲的“大黄蜂”和“双黄蜂”发动机,这是针对大型运输机、轰炸机而研制的一款发动机,同样获得巨大成功。

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大黄蜂

凭借着“黄蜂”系列,普惠公司在二战前后一共制造了超过36万台的航空发动机,这个数字相当于整个二战期间有一半的盟军飞机都装备了普惠的发动机,其中的“双黄蜂”更是创下了单款生产17.3万台的记录,至今无人能破,普惠也是赚的“沟满壕平”。

  • 世界最强也需要“仿制”

也许是过于专注活塞发动机了,普惠并未及时关注当时最新技术的发展趋势,在战后,喷气式发动机异军突起,通用公司首先抢占了涡轮喷气发动机的先机,这让普惠措手不及。

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F9F战斗机

活塞发动机在战后没几年就已经到了淘汰的边缘,此时的普惠也不得不放弃这个项目,将精力转向喷气式发动机项目上,为赶进度,普惠在1947年与英国罗尔斯·罗伊斯公司签署仿制协议,依据尼恩发动机仿制出普惠的第一台喷气发动机——J42,而后又在此基础上推出了J48离心式涡喷发动机,并被装备在F9F飞机上。

  • 翻身之作J57

以技术见长的普惠怎么会甘心一直仿制他人的产品呢?

在经过两款喷气发动机的仿制生产后,对于新式发动机基础研究和相关准备工作已基本完成,普惠已具备独立研发喷气发动机的能力和技术了,同时结合自己的创新设计,一种通过增大压缩比来提升推力和节油的喷气发动机方案出炉。

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B-52轰炸机上的J57

1952年,J57双转子涡轮喷气发动机的问世,打破了航发界的宁静,沉迷很久的普惠在此焕发生机,这是一款推力超过4.5吨的发动机,而且耗油率明显降低,随着它的诞生,美国的B-52战略轰炸机也“横空出世”。

J57的成功再一次让普惠“大赚”一番,各种飞机的发动机订单雪片一般飞来,在军用和民用航空领域彻底打开销路。

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黑鸟上的J58发动机

有了钱,当然要研究一些“黑科技”作为自己的技术储备,50年代末,黑鸟侦察机计划推出,为了保证3马赫的巡航速度,普惠公司承接下了发动机研制任务,1976年J58完成,在J58的驱动下,黑鸟创下了飞机飞行速度的世界纪录(3529公里/时)。

1972年,普惠第一台军用版F100发动机被装配到F-15上,同时也为F-16提供动力,这是一款在全世界范围内率先投入使用的推重比达到8的军用发动机。

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F-16战斗机

  • 秒杀通用两次

80年代中期,美国开始搞五代机,相较于装备在YF-23上的发动机,通用电气非常超前的使用了F120变循环发动机,而YF-22使用的普惠F119设计显的保守了很多(这个保守也是咱们追不上的),它完全以军方提出的要求来设计,诸如不加力超音速巡航、短距离起降、隐身、高推重比、矢量喷嘴等设计等,同时也采用了一些相对成熟的新技术。

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F119发动机测试

不过也正是因为普惠的这份“保守”,让当时军方在发动机的稳定性和可维护性方面甚为满意,虽然这项计划在80年代启动,主要的针对目标是苏联,但是在定型时已是1997年,苏联早已“土崩瓦解”,昔日的强敌不复存在,超前的设计自然会被“放一放”,军方的思想是想要一款稳定的战机,而不是“机库女皇”,所以F119笑到了最后。

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F-35战斗机

F-35的发动机竞争和F-22几乎如出一辙,为了击败普惠,通用和罗尔斯·罗伊斯联合起来研制的F136最后还是因为技术过于超前,制造和使用难度太大,美军不愿意承担这份风险而放弃,在花费了超过30亿美元,耗时16年之后,被普惠的F135发动机击败,通用电气再一次被秒杀(心疼通用一秒钟)。

  • 发动机之战

当然了,通用电气也不是“省油的灯”,曾经两家就爆发过“发动机大战”,因为普惠的F100初期产品性能并不是太可靠,这让美国军方很是恼火,一方面勒令普惠解决问题,另一方面与通用联合搞了一个F110,装备海军F-14“雄猫”战斗机。

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F-14战斗机

最后的结果是军方胜出,两家公司大战,最大的赢家还是军方,虽然在F-14战斗机上普惠失败了,可F100的可靠性问题也被解决了。

民用发动机亦可笑傲江湖

普惠不止军用发动机领域发展的如火如荼,在民用领域同样有着不俗的战绩,1982年开发PW 4000系列涡扇发动机,这是一款专为宽体飞机设计的专用发动机,被空客、波音公司选中,安装在空客A300、A310、波音747和767等飞机上使用,随后的数十年里,这款发动机不断改进升级,成为各大航空飞行器的主要动力。

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民用航发

90年代,应波音公司请求,专门为波音777开发的大推力PW4090、PW4098问世。

航天发动机

1995年,普惠公司开始为航天飞机提供发动机,RD-180火箭发动机就是其中一款。


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