全球軍武大賞 戰鬥機的發動機是越多越好嗎？為甚麼f-22是雙發，而f-35卻選擇了單發戰機設計幾個發動機的依據又是什麼？
57 次觀看·2025年11月5日
自從第一架噴氣式戰鬥機誕生以來 戰鬥機應該採用單發還是雙發的爭論已經持續了幾十年了
各國裝備的超音速戰鬥機 重型戰鬥機都是使用雙發 而輕型戰鬥機一般使用單發
但令人詫異的是 美空軍用來取代F-15的F-22也用了雙發佈局
而取代F-16 但尺寸和重量已經和F-22差不多的F-35卻採用了單發佈局
本期節目就聊一聊現代噴氣式戰鬥機採用一臺或者兩臺發動機主要考量是什麼
F-35若是採用雙發佈局 是否整體性能會更好呢
1943年由德國梅塞施密特公司研製的安裝有兩臺8.8千牛
油墨004B1型渦輪噴氣發動機的ME262戰鬥機首飛
第二年由阿拉多公司研製的AR234轟炸機也實現了首飛
動力系統與ME262相同 這給人留下一種印象 早期噴氣發動機推力低而且可靠性差
只有安裝多臺才能達到設計要求
可事實上 1939年8月27號由德國亨克爾公司研製的HE178噴氣式飛機就完成了首飛
該機在機尾安裝了一臺推力3.7千牛的HES3B型渦輪噴氣發動機
採用機頭進氣方式 已經具備戰後噴氣式飛機的雛型
只是該機性能太差 沒有得到進一步發展
而梅塞施密特公司設計師為了能夠發揮噴氣式戰機的速度優勢 故而纔在ME262上採用兩臺發動機方案
但是由於該機將發動機以吊艙方式置於左右機翼下面 導致其空氣阻力大且轉動灌量大
一旦在低速狀態被敵方戰機搖尾 就很難快速轉彎而被擊落
於是曾經供職於福克沃爾夫的譚克博士設計了TA183戰鬥機
該機只裝備了一臺HES011發動機
採用機頭進氣佈局 機翼呈40度後掠角 並通過將水平尾翼放到60度後掠的垂直尾翼上面
解決了該機因機身長度不足 操縱力矩過小的問題
該機雖然沒走下繪圖板 卻啟發了美國人設計F86 蘇聯人則設計出了米格15
冷戰時代到來後 各航空強國早期的噴氣式戰機基本都是和TA183相似的單發方案
雙發方案很少的一個重要原因是 早期各國研製的各型號
離心式渦輪噴氣發動機和軸流式渦輪噴氣發動機 其直徑都不比戰鬥機本身細多少
很難在機體之內硬塞下兩臺如此大尺寸的發動機
蘇聯米格設計局和蘇霍伊娜在設計初代噴氣式截擊機時 為了能用兩臺離心式噴氣發動機
驅動龐大的機體升空 採用了將一臺發動機置於飛行員座椅下面 使兩臺發動機噴口呈階梯狀錯開的方案
不過 美國麥克唐納公司為海軍研製的FH戰機 卻在一根柱安裝了兩臺推力僅7.3千牛
但直徑很小的J30型渦輪噴氣發動機
但在當時的美軍航母上 FH的性能並不比其他單發戰鬥機更好
很快 道格拉斯公司研製的F3D在一根柱安裝了兩臺推力15千牛的J34渦輪噴氣發動機
而沃特公司研製的F7U在機尾安裝了兩臺J46渦輪噴氣發動機
成為第一款真正意義的雙發噴氣戰鬥機
但這兩款戰機飛行性能和安全性同樣沒有證明雙發佈局的優勢
理論上來說 同樣一架戰鬥機若只安裝一臺推力較大的噴氣發動機 那麼其整體設計比較簡單
無論是採用機頭進氣還是兩側進氣 都只需要考慮一臺發動機的工作要求
而且其轉動灌量小 空戰機動性更佳
而若如果安裝兩臺推力較小的噴氣發動機 那麼其機身就會變粗 轉動灌量也會變大 不利於進行空戰格鬥
但更充裕的機體空間使其可以攜帶更多燃油和電子設備
同時機身載荷分佈相對更均勻 利於其在機翼和機腹下掛載更多彈藥
然而戰鬥機採用雙發佈局主要的問題呢 就是早期發動機直徑太大了 而且當時的戰鬥機快頭又太小
到1945年 美國人首先讓f100達到超音速之後 各國設計師為了能夠讓飛機飛得更快 不得不考慮雙發方案了
麥克唐納公司為美空軍研發的f101遠程戰鬥機
其在後機身安裝了兩臺水平佈置的加力推力66千牛的G57渦噴發動機
並且首次在超音速戰機上使用了兩側進氣道佈局 從而使其機頭可以安裝更多電子設備
蘇聯的米格設計局在研發米格19時 雖然基本是照搬了米格17的氣動佈局
但由於離心式發動機的推重比偏低 故而最終選用兩臺推力為32千牛的RD9型
軸流式渦輪噴氣發動機
當1955年該機首飛時 許多人把它當成了改裝兩臺小型噴氣發動機的米格17
但米格19的雙發小推設計導致其機體空間大部分被發動機所佔用
而且兩臺發動機維護時間長也增加了製造和使用成本
因此米格設計局接下來推出的可達兩倍音速的米格21和米格23時均選擇了單發方案
直到米格25接機機為了達到三倍音速的最大飛行速度和三萬米的最大聲線
只得採用兩臺推力為109千牛的R15型渦輪噴氣發動機
同一時期 麥克唐納公司為美國海軍研製了安裝有兩臺J79型渦輪噴氣發動機的F4重型噴氣式戰機
從米格25和F4開始 雙發戰鬥機就幾乎一直延續著發動機以水平方式佈置在機尾
但英國電氣公司在1950年代為英國空軍研製了可以達到兩倍音速的閃電式接機機師
創造性的將兩臺愛文300系列渦輪噴氣發動機採用了上下並列佈局
英國設計師之所以如此離經叛道 主要是因為當時英國噴氣發動機推力不足
想要讓閃電達到兩倍音速 就必須在減重和減輕空氣阻力上下功夫
英國工程師經過嚴格計算後 認為只有將兩臺發動機垂直佈置 才能使該機的橫截面積降到最小
同時 發動機上下佈置也避免了其他發動機單發失效時 飛機在水平方向嚴重偏航的問題
但如此佈局不但必須刻意加高駕駛員的座椅 還導致拆裝維護發動機是非常困難
況且兩臺發動機距離過近 散熱和振動問題一直沒能很好解決
故而閃電退役後 再沒有哪個國家嘗試採用這樣佈局了
在美國和蘇聯研發的多款第二代超音速戰機中
絕大多數單發戰機都具備造價較低且功能相對單一的特點
比如美軍的F104戰鬥機安裝了一臺G79發動機 雖然速度快 但航程和載彈量偏小
而F105採用一臺G75發動機 其低空突防性能好 載彈量大 但空戰性能低劣
蘇聯米格21結構簡單 造價低 生產數量高達8000架以上
米格23雖然號稱是蘇聯第一款重型戰機 但只有一臺大推力渦輪噴氣發動機
導致其無論是中距導彈掛載量 還是航空炸彈掛載能力 都只有雙發的F4的一半
世界上第一款真正意義上的單發輕型多用途戰機
要數已經併入洛馬公司的通用動力公司 在1976年研發成功的F16
當時美國海軍在1972年服役了格魯曼公司的F14戰機
1975年 美空軍服役了已經併入波音的麥道公司研發的F15
但這兩款重型發動機都造價過於高昂 連才大氣粗的美軍都感到有些難以承受
故而美空軍在1974年提出了輕型戰機招標計劃
通用動力的YF16和諾斯羅普的YF17
最後參與了競標
這場競標呢 很快就出結果了
美空軍認為YF16由於採用了和F15同型的F100渦輪風扇發動機
如果裝備該機將大幅降低後勤成本
儘管傳統觀念認為單發戰機安全性能差 一旦發動機發生故障
飛行員就只能跳傘了
但經過幾十年的實踐 美空軍發現單發戰機實際發生擊毀人亡的概率並不比雙發更高
而且在越南戰爭中 雙發的F4戰機一旦被防空導彈擊中 一側受損的發動機就會飛出零件
擊傷另一臺能正常運轉的發動機 故而並不能證明雙發戰機是具備安全優勢
而YF16體積小 電子設備簡單 無法攜帶麻雀中距彈
在擁有絕對空中優勢的美軍看來 並非不可接受的缺點
如果按照這樣發展的話 YF17就註定要被歷史遺忘了
但是很快 美國海軍也啟動了輕型戰鬥機招標計劃 YF16和YF17再次生死交鋒
這一次 諾斯羅普選擇了同賣道合作 共同開發其海軍型的F18
並且用兩臺F404渦輪風扇發動機替代了J101渦輪噴氣發動機 大幅提高了綜合性能
這一次F16只用一臺F100渦輪風扇發動機
不但沒有為其加分 反導致其在為上艦加強了機身結構後 機動性能大幅下降
美國海軍進一步認為 F18的雙發構型能在大海上給飛行員帶來更多安全感
更大的機體使其可以攜帶至少四枚麻雀中距彈 滿足海軍對其多用途的要求
同時 其兩側發動機進氣道設計更適用於最新的前輪彈射方式 故而選擇了F18
1970年代 蘇聯得知美國研製新型戰鬥機後 也同時開始了蘇27和米格29的研發工作
按理說米格29的定位和F16相似 蘇27的尺寸呢也和F15相近
那麼兩款戰機共用一個型號發動機就能起到美空軍的F15和F16搭配的效果
但是米格的設計師卻發現 由於蘇聯空軍要求米格29必須能夠發射重達343千克的R27中距彈
導致米格29的機體尺寸要比F16大很多
而且一臺發動機的機匣也無法為米格29提供足夠的電力和液壓系統動力
故而米格29採用了和蘇27極為相似的氣動佈局 卻安裝了兩臺推力為81.4千牛的
RD33型渦輪風扇發動機
這也導致了米格29同後期可以發射AM120中距彈的F16競爭時
綜合性能沒有優勢 卻因為採用兩臺發動機導致其耗油量偏大 航程短 造價也相對偏高
綜合性能和消費比比不上蘇27 故而在蘇聯解體後迅速走向了沒落
由於F15和F16的組合過於成功 因此當1997年美空軍決定用F22取代F15時
同樣決定用新一代單發戰鬥機取代F16
2001年經過最後競標 洛瑪公司的X35方案勝出
最終演變成裝備空軍的F35A 裝備海軍陸戰隊的F35B和裝備在航母上的F35C
可當時誰也沒有想到一機三用再加上單發佈局讓F35項目差點流產了
如果F35單純是用來替代F16的話
那麼將其機體做的比F16大一些 以便容納內置武器艙
使用一臺和F22相同的F119渦輪風扇發動機 就能達到和F16相近的機動性
同時還能保證其擁有僅次於F22的衍生性能
但是由於要在航空母艦上取代當時已經發展成為重型級的F18EF
F35C就必須具備較大的機翼
如果單純考慮海軍需求的話 那麼F35完全可以使用兩臺由F404升級而來的F414型渦輪風扇發動機
可事情啊就壞在為海軍陸戰隊研發的F35B必須具備垂直起降能力
對於垂直起降戰機來說 無論採用什麼樣的動力方式和動力組合
在起飛和降落時 其相對空氣速度幾乎為零
機翼無法產生升力 各氣動操縱面也幾乎失靈 故而全靠調節發動機個噴口來控制其在空中的姿態
如果採用雙發佈局的話
即使用性能最好的飛控計算機 也無法保證兩臺發動機的工作狀態實時一致
如果雙發的F35B垂直降落時 突然右側吹來一股強風
那麼其右側發動機就會因為進氣量增加而增加推力
即使飛控計算機以最快的速度減小其油門 在如此短時間內所造成的推力偏差 照樣是可以讓F35B摔在地上
這樣綜合三種機型共同的設計要求 最後F35只能採用單發佈局
可這樣呢 F119的推力又不夠了
只好讓普惠公司在其基礎上研發出最大推力可達191千牛的F135發動機
可這樣一來 美空軍用一臺發動機同時滿足F22和F35的計劃就落空了 導致F35的服役成本暴增了
而且F135對於起飛重量可達27噸的F35A來說推力還是顯得不夠
導致F35A理論空戰機動性不但比不上F16甚至比很多二代機都差
一時間美國國內輿論對F35的批評聲是此起彼伏
只是F35的牽扯的面太廣了 屬於大到不能再大的程度
儘管到現在也沒有解決戰鬥機操縱和發動機推力不夠的問題 美軍還是大量裝備了F35
不過我們也會發現 美空軍仍然保留著大量的F16 美國海軍也沒有退役F18EF
可見美軍高層是對他的實際性能並不是非常滿意的
屏幕前的各位 你們認為未來的下一代戰鬥機會採用單發還是雙發
或者是更多發動機佈局呢 請在下面評論區打出來 我是大兵 我們下期節目再見