讓涵道比來個乾坤大挪移
開卷
50年前，噴氣發動機先驅傑哈德·諾依曼就意識到可以通過控製流經發動機核心部位的空氣流量來改變發動機性能。他發現流經核心機的空氣流量越大，推力和速度越大；流量越小，則燃油經濟性越好。這種空氣流量的變化，可以通過改變發動機的涵道比來實現。基於這一理論，通用電氣於1976年在YJ101發動機上驗證了變循環技術，雖然變循環技術未能立即得到應用，但YJ101為後來的F404積累了豐富經驗，其中涵道比的設計就是個關鍵因素。
30年前，美國空軍提出先進戰術戰鬥機計劃，洛克希德和諾思羅普兩家公司參與競標。麵對美國空軍超聲速巡航要求，通用電氣在為諾思羅普YF-23研製發動機時，自然而然地想到了能讓涵道比乾坤大挪移的變循環概念。據此開發出的通用電氣YF120變循環發動機性能不俗，它的神奇之處在於，可以通過類似活門的部件以低涵道比渦扇發動機和渦噴發動機兩種模式進行工作。雖然YF120曾在1990年創下過超聲速巡航紀錄，但美軍始終在心理上難以接受這種高大上的複雜技術，盡管通用電氣堅稱變循環技術導致的發動機增重不過數千克。
YF-23惜敗於YF-22，但通用電氣並未對YF120喪失信心。現代戰鬥機一般使用修長的低涵道比加力渦扇發動機來提供巨大的推力，但這些發動機耗油也是鯨吞牛飲。看看現代民航客機，你會發現它們裝備的高涵道比渦扇發動機直徑更大，經濟性明顯優於前者，但它們卻沒法讓客機飛得像戰鬥機那樣快。能不能結合二者的優勢呢？美國空軍研究實驗室和通用電氣一直在謀求“魚與熊掌得兼”。這種努力的典型代表，便是通用電氣“自適應多用途發動機技術（ADVENT）”項目。別理那些拗口的名詞，ADVENT某種程度上就是YF120概念的延續和發展。 “我們追求飛行速度和性能，但同時也希望將油耗降低25%。這些節省下來的燃料可以讓戰鬥機航程提高35%，那是相當可觀的……它能從燃燒的每一滴油料中提取盡可能多的能量”，項目負責人丹·麥考米克如是表述。
通用電氣並未透露ADVENT的詳細設計，但公開資料顯示，該發動機在內涵道和主外涵道之外增設了第3個涵道，並能通過改變氣流在三個涵道內的流量，使發動機在高推力和高效率兩種模式間切換，在獲得高推力的同時改善燃油經濟性。據稱這台演示樣機燃燒室和高壓渦輪采用了最新的耐熱陶瓷複合材料，還應用了3D打印部件。裝上這種發動機後，戰鬥機就能在戰鬥模式下選擇高推力和高速度，而在巡航狀態下選擇最佳燃油經濟性。
一個不容忽視的事實是，在俄亥俄州辛辛那提的通用電氣工廠進行試車過程中，ADVENT演示樣機核心機的工作溫度（包括壓氣機和渦輪）超過設計溫度大約54.4攝氏度，創下了航空史上核心機最高溫度紀錄。與之相對，演示樣機的燃油經濟性提升25%，航程提升30%，推力增加5%～10%。這極大地增強了通用電氣和空軍的信心。美軍下一代軍用發動機究竟什麼樣？雖然現在未必說得清楚，但涵道比肯定會來個乾坤大挪移。