F404发动机是美国通用电气公司生产的一款中等推力涡扇发动机十大炒股配资平台，也是目前世界上使用最为广泛、最为成熟的中等推力涡扇发动机。F404的总计产量超过5500台，是多款现役第三代战机和技术验证机的动力来源。F404发动机的成功彰显了美国在军用航空发动机领域的领先地位，也正是由于有了性能先进可靠的发动机作为动力来源，美国才得以在世界航空领域长期处于霸主地位。

F404发动机

项目背景

20世纪70年代，美国海军需要一种新的舰载战斗机发动机，用于装备正在研制的F/A-18“大黄蜂”战斗机。当时美国海军希望新发动机能够满足舰载机在航母上的起降要求，具备高可靠性、良好的加速性能和一定的燃油经济性，以适应海上作战环境。

20世纪50年代末至60年代，美国实施了一系列发动机研究计划，如轻量级燃气发生器（LWGG）研究计划、先进涡轮发动机燃气发生器（ATEGG）研究计划等，为F404发动机的研制奠定了技术基础。通用电气（GE）公司在这些计划中积累了丰富的核心机技术，其在1961年确定了GE1核心机的性能和尺寸，并在此基础上不断改进，后续的GE9核心机则应用于F101涡扇发动机，F404的前身YJ101发动机也是基于GE的核心机体系发展而来。

F/A-18“大黄蜂”战斗机

GE公司在F-15 “鹰” 战斗机和轻型战斗机项目中输给了普惠公司的F-100发动机，这促使GE公司基于诺斯罗普YF-17用的YJ101发动机发展出F404发动机，以争取在F/A-18“大黄蜂”项目中获得发动机订单。

在研发过程中，GE公司将重点放在可靠性及降低成本上，而非单纯追求高性能。通过分析“油门剖面”，GE公司使F404避免了压气机失速等故障，并能对控制输入作出迅速反应。同时，为加强燃油经济性，将涵道比由0.20加大到0.34。最终，F404发动机成功研制并装备于F/A-18“大黄蜂”战斗机，成为一款具有高可靠性和良好性能的中等推力涡扇发动机。

“林肯”号航母 (CVN72) 飞行甲板上，一台装在发动机转运车上的F404-GE-400涡扇发动机。后方为一架第95中队(VA-95) 的A-6E"入侵者"舰载攻击机，该机的动力装置为两台PW公司的L-52-P-8B涡喷发动机

发展历史

1970年：YJ101发动机开始研制，GE公司基于GE9核心机进行设计，目标是使性能、推重比、成本及风险相互均衡，确定采用小涵道比涡扇发动机设计，按照亚音速空战的最大推力状态优化。

1971年：美国空军决定支持YJ101发动机计划。

1972年：YJ101年初完成样机，7月开始试验。同时，诺斯罗普的YF17纳入美国空军的轻型战斗机计划，YJ101的重要性日益凸显。

F404发动机进气口

1973年：12月，YJ101完成飞行前合格试验，期间进行了950h试验，其中近100h在高空台进行鉴定。

1975年：5月2日，美国海军宣布在YF-17验证机基础上研发F/A-18“大黄蜂” 舰载机，YJ101发动机更名为F404。11月，GE公司得到F404发动机的研制合同。

1976年：12月，首台F404发动机运转。

1978年：5月，F404发动机完成试飞前合格试验。12月，F404随首架F/A-18战斗机进行首飞。

1979年：6月，F404发动机完成定型试验。12月，交付首台生产型发动机。

1989年：6月，美国海军与GE签订合同，买断了F404发动机项目，即无限订购F404发动机，以满足当年以及未来6年的海军产品订购，直至该发动机被要求彻底停产为止 。

F404发动机

主要型号

GE F404、F414家族

F404发动机技术参数

F404-GE-400：基本生产型号，最大不加力推力49kN，加力推力71.2kN。用于F/A-18A/B/C/D战斗机，包括出口到澳大利亚、加拿大和西班牙的战斗机。同时还用于达索公司的“阵风”A验证机，格鲁曼公司的X-29前掠翼验证机和罗克韦尔/MBB公司的X-31高机动性验证机。1981年2月进入美国海军和海军陆战队服役。

F404-GE-400发动机

F404-GE-400D：F404-GE-400的无加力型号，最大起飞推力48kN，1990年初提升到57.8kN。采用简单喷管用于诺思罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）的A-6F原型机。

F404-GE-100： 原编号为F404-GE-F1G1，其基本结构与F404型相同。主要用于诺斯罗普公司的F-20战斗机。主要区别是采用了多余度的燃油控制系统和单发的专门设计的附件。一个数字式电子装置作为机械液压装置的备份可提供机械液压装置的90％的工作能力。此外，高压涡轮更换了新材料，涡轮盘采用了IN718材料替换了René 95材料。叶片则采用了René 80定向凝固合金，延长了寿命并改善了耐久性。不过，由于F-20战斗机并未有订单，最终于1986年取消了这个型号。

F404-GE-100D：F404-GE-100的无加力派生型号。最大起飞推力48kN。采用单发控制系统和简单的喷管用于新加坡的A-4SU和TA-4SU“超级空中之鹰“。

F404-GE-F1D2：F404 的无加力版本，装备F-117“夜鹰”（Nighthawk）轰炸机，单台推力为48kN。无加力燃烧室最大推力为46.8kN。为了达到隐身效果，采用了特殊形状的扁平式喷管以达到低可探测性目标。F-117A战斗机共生产了59架，GE共交付了150台F404-GE-F1D2发动机。2008年4月，F-117A全部退出现役。

F404-GE-402：应瑞士对其F/A-18版本更大功率的需求而开发，加力燃烧器下可产生最大78.7kN的推力。F404-GE-402的主要改进措施包括风扇转速提高，涡轮进口温度提高65℃，更换了发动机高、低压涡轮转子和静子叶片的材料，燃烧室采用了隔热涂层，高压压气机采用钢机匣，并采用了由RM12改进而来的新型加力燃烧室。F404-GE-402发动机项目于1989年启动，1991年7月首飞，当年11月开始批量生产。用于美国海军和海军陆战队、芬兰、科威特、马来西亚、瑞典和泰国的F/A-18C/D战斗机上。

F404-GE-102：F404-GE-402型发动机的改进型，最大起飞推力提升到79kN。单发结构，采用由F404-GE-400派生而来的多余度FADEC系统。该发动机于2001年通过鉴定，2002年8月随韩国航空工业公司T-50“金鹰” （Golden Eagle）高级教练机完成首飞，2005年开始交付。

F404-GE-102D：单发用途的进一步派生型号，用于波音公司的X-45B和X-45C无人战斗机。

F404-GE-F1J1/RM12：由GE和瑞典的沃尔沃公司（Volvo Aero）基于F404发动机联合研发的发动机。该型发动机中60%的部件由GE提供，然后运到瑞典进行组装，最大推力80.5kN，用于萨伯集团（Saab）研发的JAS-39“鹰狮”（Gripen）战斗机。1983年开始进行风扇、压气机、核心机和整机试验。1988年12月开始装在JAS-39战斗机上试飞，1993年开始交付使用。该机在F404-GE-400基础上稍加修改，风扇流量增加到72.6kg/s，燃烧室采用了隔热涂层，使涡轮进口温度和高压涡轮效率有所提高。采用了数字式电子控制器。

F404-GE-F2J3：RM12的推力增大型，加力推力提升到81.68kN，用于印度的“光辉”战斗机原型机。 首架“光辉”原型机于1995年11月出厂，2001年1月首飞。

F404-GE-IN20：为印度 “光辉”（Tejas）战斗机开发的升级版，是F404系列中推力最大的变体，最大推力为85kN，并配备加力燃烧室，采用了最新的热端材料和技术，以及FADEC系统。2004年印度订购了首批17台F404-GE-IN20，2006年开始交付，2007年又增加了24台订单，用于进入印度空军服役的第一个LCA 中队。

F404-GE-IN20发动机

F412 (F404-GE-F5D2 ) ：是以 RM12为基础研发的增推型号，应美国海军新型先进战术飞机A-2的需要而研发的。1989年开始试验起飞推力为89kN。由于后来A-12战机项目被取消，F412项目也随之于1991年被取消。不过，该发动机设计中采用的许多新技术被应用到了F414发动机中。该发动机采用了加大的风扇改进了核心机、加力燃烧室以及尾喷管，空气流量提升到72.5kg/s 。

系统结构及选材

（F404-GE-400）

进气装置，带进气锥的环形进气口，有可调节进口导流叶片。

F404发动机进气口

风扇，采用3级轴流式设计。带可调进口导流叶片，宽弦空心钛合金风扇叶片，第1级为32片，第2级为42片，第3级为 52 片。第1级风扇叶片带中间凸肩减振台。 叶片均以燕尾形榫头与钛合金盘连接。风扇机匣采用PMR15复合材料制造。 转速为13270 r/min，增压比为3.5, 均级压比为1.337。F404风扇具有高增压比、低展弦比、高稠度和高叶尖切线速度(472~518m/s)，设计转速下的喘振裕度为23%~30%，采用可调静叶来控制非设计状态的性能。

压气机，采用7级轴流式设计。 进口倒流叶片及第1、第2级静子叶片可调 。整体铸造钛合金中介机匣。 前3级盘和静子叶片均采用钛合金材料制造，后4级盘材料为IN718，转子叶片材料为IN718，转子叶片用燕尾形榫头与盘连接。对开式钛合金内机匣，化学铣钛合金外涵机匣，直径为584mm，长度为330mm。

燃烧室，短环形。整体机械加工环形火焰筒和机匣采用HastelIoy X合金和热障涂层，头部有18个铸造的涡流器和18个双锥燃油喷嘴。

高压涡轮，1级轴流式，采用气膜加冲击空气冷却的涡轮叶片和导向器叶片，两者均使用René 80铸造。

F404发动机高压涡轮

低压涡轮，1级轴流式，使用René 80制造的空心气冷转子叶片，导向器叶片通过钎焊技术连接，内外环分别由MAR-M509材料制成。

加力燃烧室，6根起动喷油杆，24根喷油杆。内外涵、气流经”菊花瓣形“混合器混合，隔热屏和稳定器均采用Hastelloy X合金制造，并采用了先进的热障涂层。

F404发动机加力燃烧室

尾喷管，液压作动的收敛-扩散型喷管。

F404发动机尾喷管

附件，发动机附件包括1个功率提取轴，4个交流发电机安装座，用于尾喷管控制和发动机润滑的滑油泵、 主燃油泵、加力燃烧室及其控制装置。

控制系统，采用先进的FADEC系统，F404-GE-400/402带有电子控制装置 (EUC )和液压主燃油控制装置 (MFC )。 F404-GE-100/100D/F2J3的ECU由数字发动机控制装置 (DEC) 替换。

点火系统，复式点火装置和火花塞。

F404-GE-F1J1/RM12发动机结构

最新进展

2020年1月11日，印度斯坦航空公司（HAL）轻型战斗机（LCA）技术验证机在维克拉玛蒂亚号航空母舰上首次使用拦阻索成功着舰，随后在航母上又实现了滑跃起飞。印度投入两架LCA MkI海军型战斗机作为技术验证机进行航母适应性试验和演示验证。自2014年12月开始进行岸基试验基地（SBTF）滑跃起飞试验，2019年9月开始进行SBTF拦阻索着陆试验，这将有助于进行飞行试验和重要概念验证，并有助于飞行员使用本土开发的飞机进行航母飞行训练。俄罗斯建造的维克拉玛蒂亚号和印度正在建造的第一艘国产航母维克兰特号均为滑跃飞行甲板航母。LCA以GE公司的F404-GE-IN20发动机为动力。

印度LCA战斗机首次实现使用拦阻索着舰

2020年6月9日，美国空军宣布完成了T-7A“红鹰”高级教练机计划关键设计评审（CDR），标志着该机为期18个月的研制工作已完成，距离最终确定其设计以及生产又进了一步。CDR分析了T-7A的子系统和整个平台提供第四代和第五代战斗机飞行员训练所需的能力，审核了诸如新型逃逸系统、推进系统集成、外挂架等子系统的设计。T-7A以1台GE航空集团的F404发动机为动力，于2016年12月首飞。波音公司与萨伯集团合作开展T-7A研制，目前已生产了两架原型机。

T-7A“红鹰”高级教练机

2021年8月19日，GE公司宣布与印度斯坦航空有限公司（HAL）签署价值7.16亿美元的合同，为后者研制的“光辉”（Tejas）轻型战斗机（LCA）提供99台F404-GE-IN20发动机及服务，于2029年完成交付。该发动机集成了GE公司最新的热端材料和技术，以及全权限数字式发动机控制（FADEC）系统，具有卓越的操作特性，目前正为印度LCA验证机提供动力。作为F404系列中推力最大的改型。F404系列发动机已累计飞行超过1400万h，为15种不同的生产型飞机和原型机提供动力。

印度为“光辉”战斗机订购99台F404-GE-IN20发动机

参考文献

[1] General Electric F404/F414[J]. Aviation Gas Turbine Forecast,2020(Jun.):3.1-3.6.

[2] 韩红志. F404发动机的结构特点[J]. 国际航空,1990, (2):39-41.

[3] 梁春华,沈迪刚. F110和F404发动机的衍生发展之路[J]. 国际航空,2003(1):52-54.

[4] 崔卫,唐智明. F404的改进与发展[J]. 国际航空,1992, (3):55-57.

[5] 火心. 大黄蜂之心(下)-GE的F404发动机系列[J]. 航空世界,2017,0(5):22-33.

声明：本文图片来源于网络十大炒股配资平台，仅供交流分享

• 十大炒股配资平台