使用一台发动机做动力装置的飞机称单发飞机,用两台的称双发飞机。战斗机用单发好还是双发好一直是个争论不休的话题。单、双发的选用问题,既简单也复杂,但它与上述发动机问题一样,很难得出一个“唯一”的结论。
在航空技术当中,发动机比飞机难研制。世界上能研制出好战斗机的国家不少,如美、俄、法、英、瑞典和中国等。但真正能独自研制出喷气发动机的国家却比较少。
单台发动机的F-35
假如只有推力70千牛和120千牛两种级别发动机,设计新战斗机时便只有以下三种选择:一种是起飞重量约6~8吨级的轻型战斗机,用一台70千牛级推力的发动机;另一种是起飞重量11~13吨级的飞机,用两台70千牛级推力发动机或一台120千牛级推力发动机;第三种是22~24吨级起飞重量的飞机,用两台120千牛的发动机。具体飞机起飞重量级别要根据作战任务、作战要求决定。
设计战斗机时通常有两个公认的制约因素:一个是现代战斗机的推重比(推力与起飞重量之比)应大于1或接近1,否则飞机性能不够好;另一个是采用的发动机数量不宜多于两台,否则动力装置使用太复杂,发动机重量和体积占飞机重量和体积的比例也会太大。所以对于22~24吨级的战斗机一般不会采用3台70千牛级推力的发动机。
至于轰炸机则不同,有用到8台发动机的,例如B-52。主要原因是当时(50年代)单台发动机的推力不够大,这样大的飞机不用8台飞不起来。如果有现在这样推力的发动机,只用4台发动机就够了。
美国为出口研制的单发战斗机F-20“虎鲨”
由上看来,对飞机设计师来说,似乎决定飞机采用多少台发动机是很简单的,但按正常战斗机设计程序,发动机的选择问题又是比较复杂的。一般的思考过程是这样的:首先根据国家军事思想、经济实力和装备现状提出所要设计飞机应完成的任务,然后决定其必需的威力。根据需要的威力,即需要挂载的武器重量可初步决定其起飞重量。根据拟定的起飞重量即可决定发动机推力。根据推力和不同发动机的特性即可决定用一台或两台发动机及何种型号的发动机。
俄罗斯苏-35战斗机延续苏-27的双发
具体设计战斗机时,选用何种发动机要考虑的因素很多,特别要考虑发动机的特性是否与飞机性能要求匹配。例如发动机是高空型的还是中低空型的,其先进性、可靠性、经济性和是否能国产化等等问题都要充分研究。如果只从发动机数量的角度来讨论,假设发动机的其它特性都合适(或者无法选择),这样可以从下述5个方面进行比较,即维修性、安全性、生存力、经济性和重量。在上述几方面因素中,双发的优势是安全性和生存力,其余处于劣势。但当下的先进航空发动机的可靠性已经大幅增加,再加上成本较低,因此单发战斗机在某些发动机技术先进的国家也会成为主力,例如美国的F-16以及最新的F-35战斗机。