美国协同作战无人机动力探究（中）

（来源：中国航空报）

　　推力6300磅的涡扇发动机霍尼韦尔的F124，为多款军机提供动力，比如图中的M-346教练机。

　　在美以对伊朗的军事行动中，曝光的黑色“战斧”、前掠翼“战斧”，其使用的发动机已是F415-WR-400（WJ38-7）巡航导弹，而“战斧”早期型号使用的F107系列发动机。

洛马臭鼬工厂开发的“维克蒂斯”（Vectis），使用FJ44-4涡扇发动机。

　　获得初步概念设计合同的蜂巢工业公司，虽是成立于2020年的新创企业，但创始团队成员皆是业内资深人士，在这场竞争中有着不容忽视的实力和潜力。

　　APU是一套小型燃气涡轮发动机系统，通常安装在机尾锥部，其核心功能并不是提供推力，而是为飞机在地面或特定飞行阶段提供电力与气源。图中，空客A320的APU型号为霍尼韦尔131-9A，也有航司选择普惠公司的产品作为替代方案。郑宇航巨头的“大象转身”，搅动沉寂已久的细分领域　　今年2月美国空军向发动机制造商授予初步概念设计合同，打响了新一轮CCA发动机型号研制与市场竞争的发令枪。航空动力领域的几大行业巨头，积极投身小推力发动机的开发，让小推力发动机这个沉寂已久的细分领域一下子沸腾起来，也预示着接下来的多方竞争的难度与烈度。　　这次行业巨头的“大象转身”，在聚焦以CCA装机为典型应用场景的小推力发动机的研制时，也是带着它们长期的业界积累、技术资产入局。比如，GE航空航天的“资产”是“拥有百年推进技术专长”“拥有约4.9万台商用飞机发动机和2.9万台军用飞机发动机的装机量”；霍尼韦尔在其专精的辅助动力装置（APU）领域的积累是已生产超过9.5万台APU、超过3.6万台APU在役使用，年产约2500台；普惠公司同样是一家百年老店，“自1925年以来，我们的工程师一直致力于开发革命性的飞机推进技术。”CCA新动力研制，首先要做的是超越经典　　不过，当这些巨头聚焦CCA动力需求、在新型号小推力发动机的开发上阔步向前时，前路上一定绕过若干经典型号。当前，多型CCA特别是在处于原型机开发阶段时所选择的FJ44-4涡扇发动机，即等待后来者来超越的经典型号。它来自威廉姆斯国际公司，是一款大规模量产，在民用航空领域在役飞行数百万小时、性能高度成熟可靠的商用发动机。　　威廉姆斯国际公司是全球小型军民用涡扇发动机领导者，是美军主力巡航导弹的唯一或主要动力供应商，大名鼎鼎的“战斧”、AGM-86、JASSM（联合防区外空地导弹）系列导弹基本是以该公司的F107、F415系列发动机为动力。FJ44/FJ33系列涡扇发动机在役超8200台，累计飞行超2100万小时，全球70%以上的轻型/超轻型喷气公务机以此为动力。而在当前CCA热潮中，这两型发动机就成为市面上为数不多的，在尺寸和功率都契合CCA动力需求的商用发动机。而且，近年来威廉姆斯国际公司持续投资扩产，FJ44/FJ33的产能充足。　　根据安杜里尔和洛马的官方报道，两家的YFQ-44A和“维克蒂斯”（Vectis）的原型机均选择了FJ44这款货架动力产品，以及一些媒体报道称YFQ-42A目前也是以其为首选动力。FJ44的推力为3600磅（约1632千克力）、重量为303千克。而尺寸更小、重量为145千克的FJ33发动机，其推力为1850磅（约840千克力），这一指标就非常接近当前几方在CCA增量2（第二阶段）中所要研发新型号的推力范围800~1600磅（362~725千克力）。所以，一众新研的CCA动力，其成功之路一定绕不开对经典的FJ44/ FJ33的超越。未来CCA动力的另一番可能性，仍需更大推力　　不过，目前美国空军在CCA增量2中，到底要选择怎样一款的CCA尚有很大悬念。也因此，业界普遍认为，除了以800~1600磅（362~725千克力）推力发动机为动力的相对小尺寸的CCA外，还会有一款更大尺寸的CCA，其需要5000~6000磅（2267~2721千克力）推力的发动机。若如此，未来新型号CCA动力所要超越的经典型号则属“众星云集”——霍尼韦尔的TFE731和F124、普惠加拿大的PW300和PW500、罗尔斯·罗伊斯AE3007等。　　这当中的AE3007在推力范围的上限扩展到近万磅后，成为了RQ-4“全球鹰”、MQ-4C“海神”和MQ25“黄貂鱼”的动力。而“黄貂鱼”作为开创性的无人加油机，是美国海军第一款舰载无人机，在装备理念上与CCA有着几分相近。不过，AE3007的厂商罗罗公司也与其他动力巨头步伐一致，已在围绕CCA 需求开发“奥菲斯”系列小型涡扇发动机并取得重大进展，在三年内成功完成了20种不同发动机配置的100次测试活动，下一步将快速迭代、早日成熟应用。总之，未来CCA动力纵有需求差异、推力大小之别，但业内的几大巨头已你追我赶地投身研制，接下来即将上演的就是——超越经典，乃至是对旗下经典型号的性能超越。投身CCA动力研制，也是巨头的自我超越与革新　　一般来说，凭借技术底蕴、深厚的积累，上述的这几大巨头在小推力发动机的研制上，并不存在迈不过的技术门槛。新研制的小推力发动机，对经典型号的超越，不单单是技术性能上，还要在产能和价格上。对于入局CCA动力研制的巨头们来说，这将是一场对自我的多方位超越，是产品的开发理念和模式上的颠覆，是产品谱系上的变革，是内部组织管理、生产体系、供应链等多层面的自我革新。这也意味着，在CCA动力的开发上，这些巨头之间的竞争是在产品之外、技术之外的更广领域展开。　　对于GE航空航天、普惠、罗罗等巨头来说，首先要打破惯例，是从理念到模式上的一次变革。过去它们长于的商用发动机、军用发动机，单台的价格往往是千万美元级别，有着更高的利润空间，以及还有后续的发动机备件、MRO业务上的长线利润。但在CCA动力上，此番“稳赚”生意经失效，要尽可能地将价格压缩到百万美元、几十万美元的级别。　　而如何从研制、测试到生产的全链路上齐心协力“抠成本”，如何以更少预算投入将已有技术的积累和原型转化为新型号，对于巨头们来说都是新课题。要抠的成本还包括“时间成本”，必须要将传统长达十年二十年的发动机开发周期大幅缩短，压缩至数年甚至是数月的能力，才能在沸腾的市场中抢得先机，早日装进新CCA机。而今，GE航空航天选择与热门无人机厂商克拉托斯（Kratos）合作开发新CCA动力，这必然会让新发动机能更好地契合平台的需求，加速后续的装机应用进度。全方位竞争的成与败，也在于供应链领域　　虽然，这些动力巨头无不有着重大型号研制、大规模生产和供应链经验，但如何缩短生产周期，如何进一步降低制造成本，如何围绕小推力发动机来组织起成本得当、效率又高的供应商网络（特别是广泛使用商用现成组件），又是一个新课题。罗罗公司就表示，“奥菲斯”项目就采用了与以往不同的全新供应链体系（超过30家英国中小企业参与），旨在“开辟一条低成本量产路径”。此外，供应链还要面对近年来新局势下的“新烦恼”——供应链安全、自主可控。即便是在西方国家内部，也还有着欧洲地区与美国之间供应链的“自主”。　　目前，通用原子YFQ-42A、安杜里尔YFQ-44A都在谋求在欧洲地区的落地，前者是依托其位于德国奥伯法芬霍芬的MRO子公司与欧洲当地机载传感器和武器供应商合作，在欧洲组装配备欧洲任务系统的CCA；后者则是选择与德国莱茵金属的合作，在欧洲生产体系和数字主权框架下打造欧洲版CCA。那么，作为配套供应发动机的这些航空动力企业，也要跟进向欧洲进军，或是在当地成立子公司、合资企业，或是在当地建立起本地化的供应网络等。否则，它就会被来自欧洲发动机厂商的动力产品替换掉。显然，下一步巨头之间在CCA动力、小推力发动机市场上的竞争，其“战场”上成败的胜负也在于这条供应链。