美國協同作戰無人機動力探究（中）

（來源：中國航空報）

　　推力6300磅的渦扇發動機霍尼韋爾的F124，為多款軍機提供動力，比如圖中的M-346教練機。

　　在美以對伊朗的軍事行動中，曝光的黑色「戰斧」、前掠翼「戰斧」，其使用的發動機已是F415-WR-400（WJ38-7）巡航導彈，而「戰斧」早期型號使用的F107系列發動機。

洛馬臭鼬工廠開發的「維克蒂斯」（Vectis），使用FJ44-4渦扇發動機。

　　獲得初步概念設計合同的蜂巢工業公司，雖是成立於2020年的新創企業，但創始團隊成員皆是業內資深人士，在這場競爭中有着不容忽視的實力和潛力。

　　APU是一套小型燃氣渦輪發動機系統，通常安裝在機尾錐部，其核心功能並不是提供推力，而是為飛機在地面或特定飛行階段提供電力與氣源。圖中，空客A320的APU型號為霍尼韋爾131-9A，也有航司選擇普惠公司的產品作為替代方案。鄭宇航巨頭的「大象轉身」，攪動沉寂已久的細分領域　　今年2月美國空軍向發動機製造商授予初步概念設計合同，打響了新一輪CCA發動機型號研製與市場競爭的發令槍。航空動力領域的幾大行業巨頭，積極投身小推力發動機的開發，讓小推力發動機這個沉寂已久的細分領域一下子沸騰起來，也預示着接下來的多方競爭的難度與烈度。　　這次行業巨頭的「大象轉身」，在聚焦以CCA裝機為典型應用場景的小推力發動機的研製時，也是帶着它們長期的業界積累、技術資產入局。比如，GE航空航天的「資產」是「擁有百年推進技術專長」「擁有約4.9萬臺商用飛機發動機和2.9萬臺軍用飛機發動機的裝機量」；霍尼韋爾在其專精的輔助動力裝置（APU）領域的積累是已生產超過9.5萬台APU、超過3.6萬台APU在役使用，年產約2500台；普惠公司同樣是一家百年老店，「自1925年以來，我們的工程師一直致力於開發革命性的飛機推進技術。」CCA新動力研製，首先要做的是超越經典　　不過，當這些巨頭聚焦CCA動力需求、在新型號小推力發動機的開發上闊步向前時，前路上一定繞過若干經典型號。當前，多型CCA特別是在處於原型機開發階段時所選擇的FJ44-4渦扇發動機，即等待后來者來超越的經典型號。它來自威廉姆斯國際公司，是一款大規模量產，在民用航空領域在役飛行數百萬小時、性能高度成熟可靠的商用發動機。　　威廉姆斯國際公司是全球小型軍民用渦扇發動機領導者，是美軍主力巡航導彈的唯一或主要動力供應商，大名鼎鼎的「戰斧」、AGM-86、JASSM（聯合防區外空地導彈）系列導彈基本是以該公司的F107、F415系列發動機為動力。FJ44/FJ33系列渦扇發動機在役超8200台，累計飛行超2100萬小時，全球70%以上的輕型/超輕型噴氣公務機以此為動力。而在當前CCA熱潮中，這兩型發動機就成為市面上為數不多的，在尺寸和功率都契合CCA動力需求的商用發動機。而且，近年來威廉姆斯國際公司持續投資擴產，FJ44/FJ33的產能充足。　　根據安杜里爾和洛馬的官方報道，兩家的YFQ-44A和「維克蒂斯」（Vectis）的原型機均選擇了FJ44這款貨架動力產品，以及一些媒體報道稱YFQ-42A目前也是以其為首選動力。FJ44的推力為3600磅（約1632千克力）、重量為303千克。而尺寸更小、重量為145千克的FJ33發動機，其推力為1850磅（約840千克力），這一指標就非常接近當前幾方在CCA增量2（第二階段）中所要研發新型號的推力範圍800~1600磅（362~725千克力）。所以，一眾新研的CCA動力，其成功之路一定繞不開對經典的FJ44/ FJ33的超越。未來CCA動力的另一番可能性，仍需更大推力　　不過，目前美國空軍在CCA增量2中，到底要選擇怎樣一款的CCA尚有很大懸念。也因此，業界普遍認為，除了以800~1600磅（362~725千克力）推力發動機為動力的相對小尺寸的CCA外，還會有一款更大尺寸的CCA，其需要5000~6000磅（2267~2721千克力）推力的發動機。若如此，未來新型號CCA動力所要超越的經典型號則屬「眾星雲集」——霍尼韋爾的TFE731和F124、普惠加拿大的PW300和PW500、羅爾斯·羅伊斯AE3007等。　　這當中的AE3007在推力範圍的上限擴展到近萬磅后，成爲了RQ-4「全球鷹」、MQ-4C「海神」和MQ25「黃貂魚」的動力。而「黃貂魚」作為開創性的無人加油機，是美國海軍第一款艦載無人機，在裝備理念上與CCA有着幾分相近。不過，AE3007的廠商羅羅公司也與其他動力巨頭步伐一致，已在圍繞CCA 需求開發「奧菲斯」系列小型渦扇發動機並取得重大進展，在三年內成功完成了20種不同發動機配置的100次測試活動，下一步將快速迭代、早日成熟應用。總之，未來CCA動力縱有需求差異、推力大小之別，但業內的幾大巨頭已你追我趕地投身研製，接下來即將上演的就是——超越經典，乃至是對旗下經典型號的性能超越。投身CCA動力研製，也是巨頭的自我超越與革新　　一般來説，憑藉技術底藴、深厚的積累，上述的這幾大巨頭在小推力發動機的研製上，並不存在邁不過的技術門檻。新研製的小推力發動機，對經典型號的超越，不單單是技術性能上，還要在產能和價格上。對於入局CCA動力研製的巨頭們來説，這將是一場對自我的多方位超越，是產品的開發理念和模式上的顛覆，是產品譜系上的變革，是內部組織管理、生產體系、供應鏈等多層面的自我革新。這也意味着，在CCA動力的開發上，這些巨頭之間的競爭是在產品之外、技術之外的更廣領域展開。　　對於GE航空航天、普惠、羅羅等巨頭來説，首先要打破慣例，是從理念到模式上的一次變革。過去它們長於的商用發動機、軍用發動機，單台的價格往往是千萬美元級別，有着更高的利潤空間，以及還有后續的發動機備件、MRO業務上的長線利潤。但在CCA動力上，此番「穩賺」生意經失效，要儘可能地將價格壓縮到百萬美元、幾十萬美元的級別。　　而如何從研製、測試到生產的全鏈路上齊心協力「摳成本」，如何以更少預算投入將已有技術的積累和原型轉化為新型號，對於巨頭們來説都是新課題。要摳的成本還包括「時間成本」，必須要將傳統長達十年二十年的發動機開發周期大幅縮短，壓縮至數年甚至是數月的能力，才能在沸騰的市場中搶得先機，早日裝進新CCA機。而今，GE航空航天選擇與熱門無人機廠商克拉託斯（Kratos）合作開發新CCA動力，這必然會讓新發動機能更好地契合平臺的需求，加速后續的裝機應用進度。全方位競爭的成與敗，也在於供應鏈領域　　雖然，這些動力巨頭無不有着重大型號研製、大規模生產和供應鏈經驗，但如何縮短生產周期，如何進一步降低製造成本，如何圍繞小推力發動機來組織起成本得當、效率又高的供應商網絡（特別是廣泛使用商用現成組件），又是一個新課題。羅羅公司就表示，「奧菲斯」項目就採用了與以往不同的全新供應鏈體系（超過30家英國中小企業參與），旨在「開闢一條低成本量產路徑」。此外，供應鏈還要面對近年來新局勢下的「新煩惱」——供應鏈安全、自主可控。即便是在西方國家內部，也還有着歐洲地區與美國之間供應鏈的「自主」。　　目前，通用原子YFQ-42A、安杜里爾YFQ-44A都在謀求在歐洲地區的落地，前者是依託其位於德國奧伯法芬霍芬的MRO子公司與歐洲當地機載傳感器和武器供應商合作，在歐洲組裝配備歐洲任務系統的CCA；后者則是選擇與德國萊茵金屬的合作，在歐洲生產體系和數字主權框架下打造歐洲版CCA。那麼，作為配套供應發動機的這些航空動力企業，也要跟進向歐洲進軍，或是在當地成立子公司、合資企業，或是在當地建立起本地化的供應網絡等。否則，它就會被來自歐洲發動機廠商的動力產品替換掉。顯然，下一步巨頭之間在CCA動力、小推力發動機市場上的競爭，其「戰場」上成敗的勝負也在於這條供應鏈。