破除唯发动机论——正确看待飞机发动机和整体的关系
破除唯发动机论——正确看待飞机发动机和整体的关系
在航空领域，人们常常将飞机性能与发动机功率直接挂钩，认为发动机功率越大，飞机性能就越好。然而，这种"唯发动机论"的观点是否真的站得住脚？本文将通过多个历史案例，深入探讨飞机设计中气动减阻和发动机性能的关系，揭示飞机整体性能评价的复杂性。
KI-84疾风与LA-7的对比
图1：KI-84疾风战斗机
图2：疾风战斗机数据
图3：LA-7战斗机性能指标
上图所示的日本陆军四式战斗机“ki-84 疾风”和苏联同时期的La-7战斗机，都是采用性能接近的发动机（疾风采用誉发动机，安装喷水加力，最大出力1800-1900马力，拉-7采用ASH-82FN发动机，最大出力1800马力且无喷水加力。二者都不依赖于美国高品度燃油）。
图4：ASH-82(M82)FN系列发动机和R-2600发动机对比
上图可见，两者飞机结构重量几乎相同（都是2.6吨），飞机发动机最大马力都是1800马力左右，而且二者使用燃油也差不多（日本用91式气化油，外加ADI喷水加力，而苏联M82FN发动机用得是苏联国产航油，按辛烷值约89号），但是二者在测试飞行（日本试飞是采用完全符合标准的誉发动机和正规燃油，非后期劣化产品）中飞出的最大速度居然有50公里差距！
FW-190的发动机转换案例
同时在另一款知名的战斗机FW-190上也有类似表现：
图5：配备气冷发动机的FW190A8
图6：拥有矢量喷管的飞机在气动分离时的控制示意图
但在1944年，由于发动机供应紧张，加之BF109越发不堪使用，因此德国又推出了搭配JUMO213液冷发动机的FW190D系列发动机：
图7：波兰空军的F-16 BLOCK52，配备GE F110系发动机
图8：土耳其空军配备的F-16C block50，配备普惠F100系发动机
FW190A8和FW190D两款飞机在其他参数大致一样，但发动机从气冷发动机转化为液冷发动机后，速度竟然提升了40km以上！这无疑是对“唯飞机发动机功率论”的最好的回击。
现代战斗机发动机案例分析
F-16发动机对比
就以最简单的飞机发动机和飞机最大速度的对比来说，也是很能反应这一点的。同时，对于现代战斗机，也同样有着换装了所谓的大推力发动机，飞机的性能却发生了出人意料的转变的事情。这个案例可以看F-16所装备的发动机：PW F100系列和GE F110系列。
图9：波兰空军的F-16 BLOCK52，配备GE F110系发动机
图10：土耳其空军配备的F-16C block50，配备普惠F100系发动机
乍一看，F110发动机无论是发动机可靠性，飞机最大推力等数值都比较靠前，似乎是比F100更好的发动机，但是两者却在美国及其盟友的空军同时装备很长时间，其背后是两款引擎在不同任务环境的表现截然不同。
F4K鬼怪战斗机案例
另一个案例则是很多人迷信的“三代机标志性是涡扇发动机”和“涡扇就是比涡喷发动机好”。这一问题可以从英国F4K鬼怪战斗机以罗伊斯罗尔斯的斯贝MK202替代美国原设计的J79发动机看出来。
图11：J79发动机
图12：斯贝MK202发动机
斯贝MK202，也是一代神机，但是在F4K表现就没那么好了。。。。。之后被拆下来卖给中国用于飞豹
图13：F4J（美国海军型）和F-4K的后部分结构
乍看一眼，斯贝MK202是涡扇发动机，其油耗更低，推重比和J79也不相上下（4.5左右），但是英国人改装它却付出了更大的麻烦：
“斯贝”发动机比美国的J79发动机更重、更宽，但稍短些，安装这一发动机意味着飞机的整个后机身都要重新设计。而这一修型大大增加了飞机的阻力，致使飞机的整体性能逊色于F-4J。安装“斯贝”发动机需要将飞机的进气口加大20%以获得更大量的空气，这让飞行阻力进一步增加。虽然标准型“斯贝”101发动机在“掠夺者”S2上大获成功，但罗尔斯-罗伊斯还是发现研发一型带加力燃烧室的可靠发动机是极其困难的，英军“鬼怪”的进度因此被拖延，成本也随之增加了。飞机在着舰失败复飞时需要迅速打开加力燃烧室，但这是十分困难的。因此，在F-4K战斗机上舰之前，罗尔斯-罗伊斯必须把装有快速点火装置的“斯贝”203型发动机造出来。这些被命名为“鬼怪”FG1的英军战斗机即便是在发动机使用时长只有20个小时的情况下，也频频出现各种故障。除了发动机之外，皇家海军的“鬼怪”还有诸多其他独特之处。“斯贝”发动机的尾喷口比J79更靠近机体蒙皮，尾流温度也更高，因此后机身大量使用钛金属以防被融化——这真的不是不可能。
由于这么折腾下来，F4K性能不仅没提高，反而比原版还差了，英国人不得不降低订购量，同时因为故障频发，英国不得不在1980年退役所有的使用F4K的航母和F4K飞机，导致他们在马岛战争仅有搭载垂直起降战机的航母可用。这批淘汰的发动机后来被中国相中，在1970年代购买了许可证，但是由于国内厂商的龃龉，和对于涡扇6的偏执，最终斯贝发动机国产化在2000年后才步入正轨，在量产国产化的WS-9之前，不得不买下这些F4K的二手发动机给飞豹战斗轰炸机运用，不过在飞豹上表现还算不错。
结论
所以，飞机整体的飞行性能取决于大量精密的设计，不单单是一个发动机的那么简单。希望大家未来审视飞机时，切勿陷入“唯发动机论”的怪圈之中。