F-35“闪电II”战斗机使用的F135发动机是有史以来战斗机上安装过的推力最大的喷气式发动机。F135发动机是基于F-22的F119发动机的核心机和主要结构研制的，其加力推力超过18吨，推重比超过10。用于F-35B的发动机集成了Rolls Royce公司的升力系统，使该机能实现短距起飞/垂直降落（STOVL）。

项目背景

早在20世纪80年代初期，美国军方已开始论证新一代战斗机计划。后来，根据方针的调整，美国分别研制了“先进战术战斗机”（Advanced Tactical Fighter，ATF）和“联合攻击战斗机”（Joint Strike Fighter，JSF）。经过多年的努力，ATF计划的成果“猛禽”在20世纪90年代已露真容，而JSF计划也有了实质性进展。

在JSF项目中，美国国防部一直致力于寻求一种全寿命周期耗费低廉合理、并且能够同时满足三个不同军种使用要求的设计方案。因此，这款全新战斗机的设计必须包含常规起降型（CTOL）、舰载型（CV）和短距起飞/垂直降落型（STOVL）等三种不同型号，而且所有功能的实现都必须首先满足价格的要求。1993年，美国国防部进行JSF项目论证，在国会的支持下，项目进展顺利且迅速。同年12月，根据美国国防部的要求，波音公司（Boeing）和洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin Space Systems Company，LMT）分别组织了一个竞争团队参与JSF项目的竞争。波音公司设计了大三角翼、一对倾斜式尾翼而无水平尾翼的X-32，洛马公司则采用常规布局的X-35。两个项目进行了大约3年的对比试飞。

波音X-32战斗机

波音X-32战斗机

洛马公司F-35A

洛马公司F-35B

按照以往惯例，JSF动力系统的争夺大戏仍由美国两大航空发动机巨头GE和PW“领衔主演”。考虑到JSF项目配套动力的要求之高已达到了现今航空发动机工业的金字塔尖，为了分摊研发成本，两大巨头都分别组成团队参与竞争，GE联合的对象是当今航空发动机三巨头之一——英国的罗罗公司(Rolls Royce)，具体事宜由罗罗公司兼并的原美国艾里逊公司负责。这个团队在YF120的基础上研制了F136发动机。

PW公司则联合了Rolls Royce、Volvo Aero等公司研制了F135发动机。PW作为主合同商公司负责F135主发动机的研制和系统集成。分合同商Rolls Royce公司负责轴驱动的升力风扇、三轴承偏转喷管和滚转喷管的研制。挪威的Volvo Aero Corporation(VAN)、Ducommun Aero Structure(DAS)公司、Unison工业公司和丹麦IFADA/S公司也参与了F135发动机的研制。

GE公司参加JSF项目竞争的F136发动机

2001年10月26日，JSF项目的竞标结果揭晓，洛马公司的X-35项目胜出，成为新一代海空军和海军陆战队的通用多用途战斗机，并改称为F-35联合攻击战斗机。F-35战斗机共分为3个型号系列：常规起降型F-35A、垂直起降型F-35B和舰载机型F-35C。同时军方宣布胜出的动力系统为PW的设计方案，并授予F135编号。

F-35B

发展历史

1997年：普惠公司正式启动F135发动机项目，作为JSF项目的动力系统，目标是为F-35的三个型号（A/B/C 型）提供通用核心机，同时满足短距起飞/垂直降落（STOVL）、常规起降（CTOL）和舰载起降（CV）等不同需求。

F-35B

2001年：10月，F-35项目选定普惠F135发动机作为唯一动力方案（此前曾与GE/Rolls Royce的YF136竞争），合同金额超50亿美元。

2002年：普惠完成F135核心机设计，基于F119发动机（F-22的动力）的技术升级，采用更大的风扇和更高的压气机效率。

F119-PW-100发动机

2003年：首台F135原型机开始台架测试，验证高压压气机、燃烧室和涡轮等关键部件性能。

2005年：11月底，PW公司完成对F135的总装。

F135-PW-100发动机

2006年：F135-PW-100完成首次全加力测试，加力推力突破18吨（约176kN）。F135-PW-600完成升力系统集成测试，包括与Rolls Royce合作的升力风扇、三轴承旋转喷管（3BSN）和滚转控制喷管的联动验证。

2006年：12月，F-35A首飞，搭载F135-PW-100发动机，验证常规起降性能。

F-35A

2007年：截至年底，F135推进系统完成了3600h的方案验证试验，8500h的系统验证试验，垂直起飞系统完成了4300h试验和19次飞行试验。

测试中的F135发动机

2008年：6月，F-35B原型机完成首次短距起飞/垂直降落（STOVL）试飞，F135-PW-600的升力系统首次公开亮相。11月25日，F135发动机成功完成超声速飞行，飞行最高速度达到1.05马赫。

测试中的F135发动机

2010年：F135-PW-200（F-35C 舰载型）随F-35C 完成首次航母适配测试。发动机通过美国军方初步设计评审（PDR）和关键设计评审（CDR），进入量产准备阶段。

测试中的F135发动机

2011年：F135发动机正式定型，普惠获得首批量产合同，开始向洛克希德・马丁交付发动机。

2012年：首台量产型F135-PW-100交付，装备首架量产型F-35A战斗机。

F135-PW-100发动机

2015年：F135发动机累计运行时间突破10万h，暴露部分早期可靠性问题（如涡轮叶片裂纹、燃油系统故障），普惠启动 “持续改进计划”（CPI）。

2017年：推出F135 Block1升级版本，通过材料优化和控制系统升级，提升可靠性和维护性，使用寿命延长至8000h以上。

F135发动机正在进行全状态试车

2020年：F135发动机累计生产超1800台，累计飞行时间超100万h。普惠启动“增强性能发动机”（EPE）计划，目标是将加力推力提升至20吨级（约196kN），并降低油耗10%-15%，计划2024年前后测试原型机。

2023年：F-35B完成首次“热加油”测试（发动机不停车状态下加油），验证F135-PW-600在极端条件下的可靠性。

F135-PW-100发动机

主要型号

F-35的发动机有三个型号：F135-PW-100、F135-PW-600、F135-PW-400，分别对应装备F-35A、F-35B、F-35C，使用军种为空军、海军陆战队、海军。

F135发动机性能参数

数据来源：《普惠F135发动机故障概览》，航空动力期刊，2019年第4期

F135-PW-100，基于F119-PW-100的核心机和主要结构，采用与F119-PW-100发动机基本相同的核心机。为提高推力，增加了发动机的空气流量和涵道比，提高了发动机的工作温度。在保持原风扇的高级压比、高效率、大喘振裕度和轻质量的同时，将风扇的截面面积增加了10～20%。6级压气机与F119-PW-100发动机的基本相同。

F135-PW-100发动机

F135-PW-400，结构与F135-PW-100型发动机接近，但包含了更多抗盐雾腐蚀的材料。

F135-PW-600，短距起飞/垂直降落型，加装了Rolls Royce公司的升力系统。升力系统主要包括由F135发动机低压轴驱动的前置升力风扇、安装在主发动机侧面的滚转控制喷管以及机尾的旋转喷管3个部件。

陈列在美国航空航天博物馆中的F135-PW-600发动机点击添加图片描述（最多60个字）编辑

F135-PW-600发动机结构

F135-PW-600发动机

总体结构

F135-PW-600发动机是普惠公司为由美国主导的多国参与的联合攻击战斗机(Joint Strike Fighter，JSF)而研制的具有全新结构的发动机。该发动机主要由主发动机、升力风扇、传动离合、滚转喷管和三轴承旋转喷管等单元体组成。

F135-PW-600发动机总体结构

对F-35B飞机而言，垂直起降功能所需的垂直升力主要由机身前端的升力风扇、机身尾部的三轴承旋转喷管和机翼两侧的滚转控制喷管共同提供，各部件与主发动机之间由管道或传动机构连接后，相互作用形成一个完整的升力系统。

F-35B的心脏—F135-PW-600发动机

工作原理

F135-PW-600发动机主要有平飞和垂落两种工作状态。当处于平飞状态时，传动离合单元体中的离合器处于脱开/解锁状态，主发动机的功率不传递给升力风扇，即升力风扇不工作；滚转喷管出口关闭，不排气；三轴承旋转喷管成水平状态；整个推进系统变成类似普通涡扇发动机的工作状态。

F135-PW-600平飞状态工作原理

当处于短距起飞/垂直降落状态时，传动离合单元体中的离合器处于啮合/锁紧状态，主发动机的功率传递给升力风扇，升力风扇向下排气；滚转喷管出口打开，向下排气；三轴承旋转喷管弯转到垂直状态，向下排气；整个推进系统产生向下的推力，满足短距起飞/垂直降落要求。

F135-PW-600短垂状态工作原理

关键结构—升力风扇

升力风扇是升力系统的核心部件之一，主要由进气机匣、两级对转风扇、面积可调的盒式喷管等结构组成。该风扇直径和高度均为1270mm，由两级反向旋转的风扇组成。每级风扇都是整体叶盘结构，上级风扇有24片空心钛叶片，下级则是28片实心叶片。在悬停时，升力风扇能够产生高达9072kg的垂直升力。

F-35B的升力风扇

F-35B升力风扇结构

F-35B的升力风扇由Rolls Royce公司生产

两级对转风扇通过一个由一个主动锥齿轮和两个从动锥齿轮组成的锥齿轮组实现，对转结构的使用有效地减小了转子的陀螺力矩。同时，在结构设计上，两级风扇间取消了静子叶片结构，使得升力风扇减重明显，径向高度大为降低。盒式叶栅喷管为面积可调矢量喷管，由三个动作筒控制，可实现向前偏转13°，向后偏转30°的调节范围，且具有结构重量轻的优点。

面积可调的盒式喷管

关键结构—三轴承旋转喷管

三轴承旋转喷管主要由旋转筒体、大尺寸轴承、同步机构、液压马达和控制系统等组成。依靠三段筒体按一定规律的旋转运动实现上下95°、左右10°的偏转调节范围，且三段筒体在旋转过程中，其轴线始终处于相同的平面内。在飞机水平飞行时，三轴承旋转喷管还能起到加力燃烧室的作用。三轴承旋转喷管的设计难点和关键是其大尺寸薄壁轴承，该轴承既要承担径向力、轴向力又要承担轴向的扭矩，同时由于喷管为高温部件，还要经受高温燃气的冲击与辐射，使得轴承成为三轴承旋转喷管实现旋转功能的核心关键。

三轴承旋转喷管由Rolls Royce公司生产

关键结构—滚转喷管

滚转喷管为控制短垂飞机在低速飞行和悬停时滚转力矩的关键部件，起到姿态调节的作用。滚转喷管位于主发动机外涵机匣的左右两侧，主要由圆转方筒体、二元转接段、二元收敛喷管和控制系统等部分组成。

滚转喷管

滚转喷管产生的升力来自主发动机外涵内的气流。喷管出口为双扇门式，采用两个动作筒分别控制两扇门的开闭及角度，形成喷口、排出气体、流量及速度等可通过调整喷口的大小来调节，此种方案的优点是结构简单、重量轻、易于控制。具体来讲，每侧翼根处的滚转控制喷管利用发动机压气机的引气，可提供16.7kN的推力；在控制杆端的喷管差动地打开和关闭，实现滚转控制；通过偏转喷管偏航实现偏航控制；通过升力风扇和发动机推力分离器实现俯仰控制。

F135-PW-600发动机

关键结构—传动离合

传动离合单元体由传动轴和离合器两个子单元组成。传动轴将主发动机近一半的功率（约20MW）传递给升力风扇，因此，在设计中对其刚度和强度要求都非常高，同时由于传动轴较长，接近2m，为了补偿安装过程中引起的偏斜和位移，采用柔性联轴器。在离合器分离状态，及短垂飞机处于平飞状态，驱动轴仍需做高速旋转，其振动问题也是设计中需要重点考虑的一个方面。

离合器采用多片式摩擦离合器。设计目标式3～7s内啮合，啮合次数大于1500次。啮合的过程为：在较低转速（约5000r/min）时开始啮合升力风扇；当升力风扇与主发动机相当时，启动机械锁死装置，在无滑移状态下将主发动机功率传递给升力风扇。离合器在工作中面临的主要问题是：啮合、脱离过程中会产生大量的热，热烧蚀是主要故障之一；反复的啮合、脱离，冲击载荷会影响离合器的使用寿命。

F135-PW-600发动机

系统结构及选材

（F135-PW-100）

由于F135发动机是美国高度机密的军事装备，因此官方公布的技术细节很少。根据简氏航空发动机（Jane’s Aero Engines）数据库资料介绍，F135-PW-100型发动机的结构设计特点如下。

F135-PW-100发动机结构

F135-PW-100发动机剖面图

F135-PW-100发动机结构单元

进气口，直径为1.168m，包含21个静子导叶，导叶后缘与机匣铰接并兼作低压轴的前支点。

风扇，3级风扇采用超中等展弦比、前掠叶片、线性摩擦焊的整体叶盘和失谐技术，在保持原风扇的高级压比、高效率、大喘振裕度和轻质量的同时‚将风扇的截面面积增加了10％～20％，以驱动轴驱动的升力风扇系统。每级风扇都包括一个单片式整体叶片转子，由实心钛合金盘体和钛叶片焊接而成，与F119的每级风扇相比具有更高的质量流量和压缩比。此外，F135-PW-100每级风扇的稳定性、抗撞击能力得到了加强，并且重量更轻。风扇外壳由有机基复合材料（OMC）制成，第一级风扇由中空的OMC材料制成，通过线性摩擦焊工艺焊接在盘体上；第二、三级风扇是由侧翼铣削钛合金制成，使用相同技术焊接而成。线性摩擦焊是利用两个工件以一定的频率和振幅往复运动而产生的热量进行焊接的方法，接合面受热熔化后在压力下使工件结为整体。

F135-PW-100发动机

高压压气机，共6级，全部转/静子均为整体结构。前两级转子为考虑损伤容限设计的钛合金结构，后4级转子为高强度镍基合金。前两级静子为可调叶片，后几级静子为铸造镍基合金。高压压气机空气流量为129.6kg/s。

燃烧室，由F119发动机的燃烧室改进而来。燃烧室外机匣长度和直径均为0.762m，可以承受温度为920K、压强为4150kPa的高温气体压力。燃烧室直径为0.51m，长度为0.23m。浮壁式燃烧室通过衬片引入冲击制冷以及薄膜冷却。内壁还铺有浮壁陶瓷涂层镍基铸件材料，这种材料表层有成千上万的小孔，可以在固定的位置上下浮动。F135燃烧室在F119发动机三维高紊流度、高旋流结构的浮动壁燃烧室的基础上，采用了高燃油空气比燃烧室技术，在提供小的分布因子和所要求的径向剖面的同时，满足了效率目标。

F135-PW-100发动机

高压涡轮，采用新型翼型涂层冷却的单级联结构，同样是基于F119，但是冷却流量增加了一倍。高压涡轮通过关闭后定子转角来增强射流冲击冷却，具有极好的外部空气密封性能。高压涡轮的直径约为0.914米，在来流温度超过1920K时，涡轮转子的转速可以达到15000r/min，同时产生大约47725kW功率的动力。涡轮转子叶片采用板上切向喷射(Tangential On-Board Injection，TOBI)冷却，使压力损失最小化，并且涡轮转子每个叶片都是一个具有多个冷却通道的复杂铸件。F135-PW-100高压涡轮转子叶片采用精密铸造工艺，材料为第二代单晶镍基高温合金（牌号可能为CMSX-4），且叶片表面涂上了最新的热障材料。该工艺已在改进的F119发动机上得到验证，在提高耐久性的同时，能够明显提高工作温度（约为110℃）。叶片冷却机制可分为外部冷却机制和内部冷却机制：内部冷却机制是叶片前缘的冲击冷却和叶片内部通道的强制对流；外部冷却机制主要采用气膜冷却和尾缘喷射。

低压涡轮，两级设计的结构，可以比F119的单级LPT提供更多的输出功率，与HPT旋转的方向相反。工作温度约1360K。

加力燃烧室，普惠公司至今仍未透露F135-PW-100加力燃烧室的具体细节，但是可以了解到的是F135-PW-100采用了多区燃油喷射技术把燃油喷向加力燃烧室点火器后方。燃油喷嘴可以单区喷射燃油，所以可以调节加力燃烧室的加力幅度。在飞行员的控制下，多区燃油喷射技术可以提供一个平稳的推力变化过程。与F119发动机相同，F135-PW-100的加力燃烧室也采用了隐身设计，这两种发动机把多区燃油喷嘴隐藏在弯曲的静态导向叶片中，从而取消了传统的喷油杆和火焰稳定器。

测试中的F135-PW-100发动机

尾喷管，收敛-扩散式，包含15个液压驱动铰链襟翼，控制推进射流，射流气体压力可达621kPa，温度可达2200K。液压执行机构可以在面积和外形上进行变化，当大量射流来临时，液压执行机构可协助旁路气流减小面积以得到加力的效果。

F135-PW-100尾喷管

F135的尾喷管由15片重叠的内外鱼鳞片组成，外片正好遮盖住内片之间的缝隙。内侧鱼鳞片较薄，具有金属光泽的外观，两侧直边，末端为倒V形。在喷管完全张开时，内侧鱼鳞片之间会形成矩形间隙。被普惠称为“尾羽”的外侧鱼鳞片较厚，覆盖有多面形陶瓷材料，V形末端与内侧鱼鳞片重部重叠形成喷管的锯齿状后缘。喷管与机身结合部分也被机身的4块锯齿蒙皮包覆一圈，并与喷管间形成冷却空气缝隙通道。为了抑制红外特征，F135的尾喷管使用了多种冷却方法，其一是后缘锯齿除了能降低雷达特征外，还能产生喷流涡，加速与冷空气的掺混。两组鱼鳞片的内侧表面具有小孔，与F119一样能通过发动机旁通气流进行冷却。

F135锯齿尾喷管专利图

相比较F119优异却昂贵的矩形隐形喷口，F135首次将传统的喷雾器和火焰持有器改为了涂有陶瓷雷达吸波材料的曲面叶片和后置燃料喷射器，在保证飞行能力的基础上阻断了涡轮处的雷达散射，提高后向隐形性能，轴对称喷嘴由十五个部分设计成带有重叠锯齿状尾缘的嵌板，进一步降低了尾流的红外特征，其实际效果丝毫不逊于F22战斗机所使用的F119发动机的楔形喷口，且成本更低廉、维护也更加便捷。

F135-PW-100尾喷管

故障历史

F135发动机自开展试验测试以来，就相继曝出了一系列问题，甚至受到了美国政府问责办公室(GAO)的严厉指责。由于F135的高度机密，美国军方及普惠公司对F135发动机研发过程信息的披露少之又少，本文通过公开的新闻报道，对F135的故障情况进行梳理。

F135-PW-100发动机

2004年6月，短距起飞/垂直降落型F135发动机试验中发现第二级涡轮导向叶片发生了较为严重的腐蚀，普惠公司更换了涂层材料。

2006年5月，F135发动机试验中实测温度比设计值高出90℃，给飞机热管理系统带来了问题，普惠公司通过采用优化涵道比、利用气流冷却、改进密封等措施解决了发动机过热问题。

2007年6月，F135-PW-600型发动机在佛罗里达州进行升力风扇失速测试时发动机发生损坏（见下图）。原因是当流道关闭的面积为正常使用状态的300%时发生了非常严重的失速，升力风扇传动轴断裂脱落并打伤了发动机叶片。JSF推进系统负责人伯恩斯称这次试验的条件远超过了发动机实际飞行中可能遇到的情况，并不代表发动机设计存在问题。

F-35B升力风扇排气口

2007年8月，F135发动机暂停了地面测试，原因是试验中发现一片涡轮叶片损坏。JSF项目负责人表示第三级涡轮叶片在使用环境、材料、制造工艺等多种原因下发生了高周疲劳破坏。

2007年12月，F-35C机载发电机供应商汉胜公司发现其发电机功率只能满足机载电力需求的65%。为了增加发电机功率，普惠公司需要重新设计F135的传动附件，但是此举会带来发动机推力损失。

2008年2月4日，短距起飞/垂直降落型F135发动机第六号飞行测试发动机发生了第二起第三级涡轮叶片高周疲劳破坏。普惠认为事故是由于第三级涡轮静子导向叶片的尾流诱发转子叶片振动发生破坏，短距起飞/垂直降落型发动机的低压涡轮需要额外驱动升力风扇，因此其工作条件更严苛，叶片更容易破坏，而常规起降型F135发动机涡轮叶片则没有发生过高周疲劳断裂事故。

2008年2月，一台F135发动机在进行地面超声速试车时被发现有火花从喷管冒出，停车后发现该发动机的风扇出现掉块，如下图所示，掉块打伤了第一级和第二级高压压气机，但没有伤及燃烧室和涡轮。普惠称事故发动机已经累计2455循环，相当于经历了8年的服役期。

发生掉块的F135发动机风扇

2009年9月，每日防务网站披露，一台F135发动机在测试中发生损坏，普惠公司表示将会对F135第一级风扇叶片尖端作进一步改进。

2011财年，美国国防部的一份年度总结报告中提到了F135-PW-600测试中暴露的一些问题，其中包括升力风扇的传动轴在遇到热变形、公差、机动载荷挠曲下配合存在问题，且第一次重新设计的传动轴没有通过试验测试，需要第二次重新设计；升力风扇的离合器在工作中存在过热问题；滚转控制喷管出口处温度过高，影响了作动筒的正常工作，需增加隔热装置。

2013年1月，恩格林空军基地(Eglin AFB)一架测试用F-35B的推力矢量喷口控制液压管道失效，导致全部F-35B飞机停飞。事故调查表明问题由管道供应商派克汉尼芬公司的制造缺陷导致。

2013年2月，爱德华空军基地(Edwards Air Force Base)一台F135发动机涡轮叶片发现了约15mm长裂纹，但是普惠公司表示该事故可能由于孤立制造缺陷或者长期过热环境使用导致，不涉及设计问题。但是此次故障一度引发了全部F-35飞机的停飞。

2013年12月，一台测试用F135在使用时间达到设计寿命的77%时发生了第一级空心风扇叶盘破裂。普惠公司打算将第一级风扇叶盘改为抗裂性能更好的实心叶盘结构，但会增加约2.7kg的质量。

2014年6月，一架F-35B空中发生了险情并紧急降落。事故怀疑由F135的一个油门阀缺陷引起。普惠对所有F135进行了筛查，发现数台发动机均存在隐患。

2014年6月23日，恩格林空军基地一架F-35A起飞时突然起火造成飞机严重损毁。事故调查委员会（AIB）的调查表明该事故由F135发动机整体叶盘第三级风扇叶片碰磨所致。F135发动机风扇转子和静子之间采用板式封严(plate seal)，转子轴颈凸出的肋板与附有泡沫耐磨条带的静子凹槽互相配合形成封严，如下图所示。这种封严结构在正常使用状态不会出现碰摩或者仅产生非常有限的碰摩，据称起火事故是由于3个星期前该飞机在一次机动飞行中转静子碰摩引起的。该机动动作包括了持续2s的偏航、滚转与大过载组合，引起了转静子碰摩导致材料温度达到了1038℃（1900°F），超过了材料538℃（1000°F）的许用温度，使转子叶片出现了微裂纹。

位于第二级风扇和第三级风扇之间的板式封严位置，该封严过度摩擦导致了发动机故障

AIB的事故报告中公布了断裂的发展过程，如下图所示。疲劳裂纹始于封严肋板边缘并沿径向向内侧扩展，裂纹侵入鼓筒，裂纹同时沿鼓筒向前后扩展，使轴颈失去了环箍强度，导致封严肋板处以及轴颈处均发生轴向断裂破坏。

F135发动机转子断裂发展次序

2018年9月28日，一架F-35B型战斗机在美国南卡罗来纳州进行训练飞行时坠毁，飞行员成功逃生。10月11日，美国国防部宣布，所有F-35战机暂时停飞以进行检查。美国政府问责办公室在2019年5月的一份报告中将这一事故的原因归为发动机燃油管制造缺陷，导致其在飞行中断裂，发动机推力丧失。

2020年3月，一台F-35的发动机在交付前测试中因振动问题发生故障。第二天，普惠公司、F-35联合项目办公室和相关军方的专家展开了为期四个月的调查，决定对发动机增加额外的预验收程序，以测试和筛选发动机，并在必要时采取行动缓解振动问题。

2022年12月15日，一架F-35B战斗机在美国得克萨斯州一个海军基地降落时发生意外，战斗机当时正在尝试垂直降落，但在接触地面后出现轻微反弹，随后机头触地。事故原因为发动机振动问题导致其燃油管断裂。该发动机此前已通过2020年故障后实施的测试、筛选和缓解程序，但此次事件表明出现了新的问题。事故发生后，新F135发动机的交付和新造F-35的交付都暂停，随后军方和普惠公司在2月制定了一个短期修复方案，允许发动机交付和战斗机交付恢复，但这并非永久解决方案。

2022年，美国国防部官员表示，F-35战斗机项目面临发动机短缺问题。一方面，位于俄克拉荷马州廷克空军基地的F135发动机维护中心无法按计划完成维护；另一方面，维护人员在“少数”F135 发动机的动力模块中发现“转子叶片涂层过早损坏”，带来更多工作量，造成积压。这导致大约5%-6% 的F-35机队可能没有足够的发动机可供使用。

航空发动机是一个高度复杂的系统工程，很多问题无法通过事先分析或仿真预料得到，只有在试验以及使用中不断暴露问题并逐步完善产品。即使是经验丰富的普惠公司，在成熟的F119核心机基础上开发一款新产品也难免经历很多挫折。以现在的角度来衡量，F135仍是一款成功的发动机。

最新进展

2022年5月5日，Optomec公司宣布获得了美国空军授予的一份价值150万美元的合同，用于研发一种金属增材制造系统和工艺，以修复F-35战斗机的F135发动机压气机的超大钛合金整体叶盘（IBR）。F135发动机的轻质钛合金叶盘在正常使用中经常磨损或损坏，而采用全新制造的零部件进行一对一替换的成本超过50万美元，而采用金属增材制造工艺将节省80%以上的成本，从而为美国空军每年节省数千万美元的维修费用，缩短关键零部件的供应链。

2022年6月14日，普惠公司宣布获得一份总金额不超过43.85亿美元合同，为第15和16生产批次的F-35战斗机采购推进系统，包括：152台F135-PW-100（美国空军108台，海军29台，海军陆战队15台）；26台F135-PW-600（海军陆战队）；为美国之外的参研国和对外军售客户提供与F135-PW-100和F135-PW-600发动机相关的长交付周期组件、零件和材料。此外，该合同还涉及提供备用发动机、电源模块和其他硬件，并为第4批次短距起飞垂直降落型F-35提供1台研制试验用发动机开展飞行试验。

F-35生产线

2022年8月31日，普惠公司宣布已经向美国国防部交付了第1000台生产型F135发动机。自2009年交付第一台生产型F135发动机以来，普惠公司累计投资超过5亿美元，用于改进工艺和降低成本，以提升F135的产能并将单台发动机的平均成本降低了50%以上。

第1000台生产型F135发动机交付

2022年12月23日，普惠公司配装F-35战斗机的F135发动机核心机升级（ECU）计划在2023财年综合拨款法案中获得7500万美元的额外资金，表明美国国会对该型发动机现代化的支持。普惠公司的ECU是唯一适应各型F-35战斗机的推进系统现代化选项。升级后的发动机将于2028年投入使用，通过避免飞机机体的重大改动和充分利用现有的保障措施，可以节省近400亿美元的全生命周期成本。2022年12月2日，普惠公司获得价值1.15亿美元的F135发动机增强工程合同，也称作ECU，为F-35 Block 4的能力提供更快、更具成本效益、更低风险的途径。

F135发动机核心机升级方案宣传图

2022年12月30日，F-35联合项目办公室（JPO）与洛克希德-马丁公司就生产和交付价值300亿美元的398架F-35达成协议，其中包括美国、国际合作伙伴和海外军事销售（FMS）飞机。该协议涉及第15批的145架飞机，第16批的127架，以及第17批的126架的意向合同，包括向比利时、芬兰和波兰的首次交付。截至目前，有17个国家参与F-35计划，已培训了1870余名飞行员和13500名维修保障人员，894架F-35累计飞行时间已超过602000h。

2024年4月26日，石川岛播磨重工（IHI）开始向普惠公司交付F135发动机的一级整体叶盘，发动机将配装日本航空自卫队的F-35战斗机。传统叶盘通常将叶片机械安装在叶盘外圈，而整体叶盘则通过特殊连接技术将叶片和叶盘集成在一起，以提高精度并减轻质量。整体叶盘由福岛县相马航空发动机厂制造，这是该厂首次面向全球市场批量生产。高附加值的整体叶盘采用了最新的连接技术，除普惠公司外，只有IHI具备这种制造能力，此次交付是IHI提升生产能力工作中的一个里程碑，以确保其整体叶盘在全球市场上占据大的份额。

2024年7月15日，普惠公司宣布已经通过了F135发动机核心机升级（ECU）项目的初步设计审查（PDR）。ECU项目将提高F135发动机的耐用性和性能，使全球所有3种型号的F-35战斗机完全具备第4批次（Block 4）及更高版本的能力。普惠公司和F-35联合项目办公室在PDR期间，评估了ECU项目的设计变更和推进技术应用（两者都是恢复发动机全部寿命和提供更高性能以支持下一代武器和传感器所必需的），并确认了ECU项目的设计按计划进行并超出预期。普惠公司认为升级后的F135发动机有望在2029年前投入使用。

F135发动机生产线

2024年9月9日，普惠公司获得一份价值4.053亿美元的F135发动机改进合同，同意其通过采购零部件来生产并交付F135发动机，该合同将使全球F-35战斗机拥有者受益。全球紧张局势升级，增加了各国对先进战斗机的需求，据预测，2024-2029年，全球战斗机市场的复合年均增长率（CAGR）将达到3.7%。对战斗机需求的增长会带动对配套动力的需求。F-35战斗机作为当前主战装备，各国对其动力装置F135发动机的需求不言而喻。目前，普惠公司对F135发动机进行了核心机升级，使其成为唯一一型能够满足F-35战斗机下一代武器系统、传感器功率和热管理能力需求的发动机。

2024年9月30日，普惠公司宣布已获得美国国防部授予的1份高达13亿美元的合同，用于继续进行F135发动机核心机升级（ECU）项目，这将提高发动机的耐用性。ECU项目还计划为第四批次（Block 4）F-35战斗机提供电力和冷却能力，并为全球所有3种型号的F-35战斗机提供更多功能。最新的合同资金将用于设计、分析、台架试车、发动机测试准备、开发硬件、空气系统集成、适航性评估和产品规划等，以进一步促进ECU系统成熟。

F-35生产线

2025年3月3日，普惠公司宣布其F135涡扇发动机已为F-35“闪电”II战斗机累计提供超过100万h的飞行支持，创下第五代战斗机动力系统的安全运行新纪录。该发动机自2006年F-35战斗机首飞以来持续保障全球多国战斗机的战备状态，凭借先进隐身技术和高可靠性成为现代空战体系的核心装备。数据显示，该发动机故障率较前代降低了一个数量级，其分布式全球维护网络覆盖20个盟国的36个基地及12艘舰船，保障了“敏捷作战部署”概念的高效实施。面对未来威胁升级，普惠公司正推进F135发动机核心机升级（ECU）计划，通过整合先进技术研发成果，在保持现有机型兼容性的基础上显著提升推力性能。

参考文献

[1] 杨国才,伍玥.JSF战机动力装置研制新特点浅析[J].燃气涡轮试验与研究, 2003,16(4):4.

[2] 梁春华,徐庆泽.美国提高第4代战斗机发动机保障性的措施与关键技术[J].航空发动机, 2014, 040(002):81-86.

[3] 梁春华.F135发动机的研制和发展[J].航空发动机, 2004(1):1.

[4] 田大可,朱大明,袁长龙.F135-PW-600发动机关键结构及技术发展思路展望[C].第七届中国航空学会青年科技论坛. 中国航空学会.2016.

[5] 张宝诚.航空发动机的现状和发展[J].沈阳航空工业学院学报, 2008.

[6] 李瑞军,袁长龙.基于某型发动机发展STOVL动力性能方案研究[J].沈阳航空航天大学学报, 2014, 31(5):5.

[7] 梁春华.F135-PW-100发动机[J].航空发动机, 2004(4):1.

[8] 刘俊国,庄银传,张海涛,等.F135发动机的经济性分析[J].国际航空, 2023(3):64-67.

[9] 肖磊.PW公司F135发动机的研制进展[J].航空发动机, 2011(01):2.

[10] 姜楠,杨磊,杨大军.F135-PW-600发动机升力系统与整机匹配性能研究[J].燃气涡轮试验与研究, 2017, 30(4):5.

[11] 王水,刘兵.F-35发动机性能究竟如何?西北工业大学动力与能源学院陈玉春教授专访[J].舰船知识, 2012(6):54-57.

[12] 刘金龙,冯建文,欧阳志高. 普惠F135发动机故障概览[J].航空动力,2019,4:51-54.

[13] 吴雄.短距起飞/垂直降落飞机动力装置特点及关键技术分析[J].航空发动机,2019, 45(2):91-96.

[14] 沈勋,吴雄,宋汉强,等.短距起飞/垂直降落飞机升力系统研究进展[J]. 航空发动机,2024, 50(5):13-22.

[15] 李瑞军,袁长龙.基于某型发动机发展STOVL动力性能方案研究[J]. 沈阳航空航天大学学报,2014,31(5):29-33.

声明：本文图片来源于网络，仅供交流分享