军用航发的巅峰，美制F110发动机
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2023年3月17日，土耳其自行研制的TF-X隐形战机进行了首次地面滑行测试，预计将于今年底完成首次试飞任务。土耳其TF-X战机项目于2016年8月5日正式启动，号称要打造一款“第五代重型隐身战机”，原计划在2026年进行首飞测试，而如今其实际进度则大大提前。TF-X战机的“心脏”便是大名鼎鼎的美制F110型发动机。这款发动机的性能如何？有哪些技术特点？为什么会在五代机的身上得到应用呢？
土耳其自行研制的T F-X隐形战机
研制历史
20世纪70年代，围绕美军第三代战机的动力系统竞标，美国的普惠公司和通用电气（GE）公司展开了一场“发动机大战”。此前，通用电气公司的J85和J79两大系列涡喷发动机占据着美军二代机中的绝对统治地位，成为美国空军与海军战机的核心动力系统，尤其是J79系列发动机的畅销让通用电气公司赚得“盆满钵满”。但也正是因此，通用电气公司一度过分执着于J79的潜力挖掘与后续发展工作，而忽视了及时将研制重心转移到更为先进的涡扇发动机之上。所以，当美国军方为新一代战机项目选择新型大推力军用涡扇发动机时，通用电气公司匆匆推出的MF295发动机，就不敌普惠公司在美国海军资助下研制的TF30发动机，在相关竞争中一度失去了先机。
尽管TF30在实际装备F-111战斗轰炸机之后问题不断，但占据先机的普惠公司的好运气似乎又回来了，不久后便在F-14和F-15战机动力系统的初期竞标中连续两次击败了通用电气公司。实际上，此时接连拿下多笔军方大单的普惠公司并不轻松。按照美国空军与海军所组成的“发动机选型联合管理委员会”的要求，普惠公司需要同时研制海军F-14战机的F401（替代之前有性能缺陷的TF30）和空军F-15战机使用的F100发动机，两者的核心机都源自于惠普公司的JTF22。
通用电气（GE）的J79涡喷发动机
就在普惠公司忙于F401和F100发动机项目攻关的时候，通用电气公司则“悄悄”拿下了美国空军B-1A战略轰炸机动力系统的订单。通用电气公司以代号GE9的核心机为基础，为B-1A研制了该公司的第一款加力式涡扇发动机F101。由于美国空军对B-1A实际形成战斗力的进度需求并不像F-15那般急迫，因此通用电气公司有了充分的时间使F101的性能变得更加成熟。截至1977年B-1A项目终止时，通用电气公司已经生产了46台F101-GE-100发动机的样机，总计完成超过12000小时的试验时间，其中包括400小时的空中试飞。
之后，B-1A虽然下马（后又升级为B-1B项目），但F101-GE-100还是利用相关空中飞行实验平台完成了1895小时的测试。F101-GE-100的出现堪称通用电气公司发展史中具有里程碑意义的事件。以此为起点，其又衍生出为B-1B配套研制的F101-GE-102和为B-2A配套研制的F118等多型发动机。其后，F101的核心机又发展出当今全球最为著名的两大涡扇发动机家族——民用的CFM56和军用的F110。
1979年，F101发动机的一个改型F101-X(后来改称F110-GE-400)被美国海军选中成为了F-14的新发动机。F110-GE-400是F110-GE-100的加长版。为了适应F-14的机体，F110-GE-400上的尾喷管在F110-GE-100基础上被延长了1.3米。F110-GE-400发动机在海平面高度开启加力时，推力可达10612千克，速度达到0.9马赫时，推力可提升至13673千克。这个推力水平比起最大推力为9490千克的TF30来说是一个显著的提升。搭载了F110-GE-400的F-14被命名为F-14B，F-14D战机也使用了同样型号的发动机。
1981年3月，美国空军F-16战机换装通用电气公司的F110发动机后，首飞成功。同年7月，美国海军F-14战机也正式加入到了“换发”的行列之中，换装F110发动机后的F-14战机，其飞行性能与此前装备TF30时相比有了质的飞跃。相较于F100发动机，F110不仅可靠性更高，且推力、加速性等主要技术性能均有大幅度提升。
但值得一提的是，美国军方并未打算让通用电气公司的F110发动机“独霸天下”，而是秉承“有福同享”的原则，在1984年2月之后，决定按照一定的比例同时采购普惠公司的F100发动机（具体型号为F100-PW-220）和通用电气公司的F110发动机（具体型号为F110-GE-100/400）。
试车台上的F110-GE-100发动机
性能特点
F110由三级风扇、九级高压压气机（大部分的叶片材质为钛合金）、一个环形燃烧室（采用镍合金，配备两套燃料注射系统与两套环装点火系统）、一级高压涡轮和两级低压涡轮（转子材料为钛合金）等主要零配件所组成。F-16 Block30/40战机安装的F110-GE-100（该型发动机为美军批量装备的最初型号）发动机，其最大加力推力为12700千克，其全长为4.63米，最大直径0.883米（进气口直径），发动机净重1780千克，整体推重比约为7.13。F110-GE-100的使用寿命较长， F100-PW-100的大修间隔时间仅为900小时，而F110-GE-100理论上能达到4000小时的大修间隔。
不久后，通用电气公司推出了升级版的F110-GE-129，将涡轮进气口温度提高，同时增大转速，改进内部材料并采用全新的FADEC“全权限数字电子控制系统”，又将大修间隔提高至4300小时。FADEC利用数字式电子控制系统的极限能力来完成系统所规定的全部任务，是高性能飞机发动机以及一体化控制必然采取的控制形式，包括燃油泵系统，主燃油、加力燃油计量装置，放气活门控制，变几何位置作动与叶尖间隙主动控制传感器，专用电源发电机以及电子控制器等完整的控制系统，其优点包括提高发动机的推力性能、降低燃油消耗量、提高可靠性、降低运行和维护成本、易于实现发动机状态监控和飞机控制的一体化（如“飞推火电”一体，即实现战机飞行-发动机状态-武器控制-电子设备运行的一体化控制）。
美国空军BLOCK30之后的F-16战斗机，都装备了F110-GE-100发动机
F110-GE-129的最大加力推力为13336千克，其被大量安装在F-16 Block 40/50和F-15E出口型战机（如F-15S、F-15SG、F-15SA和F-15K等型号）上，成为目前产量最大的F110发动机子型号。
F110发动机的又一个更先进的增推版本是F110-GE-132，目前是阿联酋空军的80架F-16E/F Block 60/70战机的主要动力系统。F110-GE-132采用了加力燃烧室火焰稳定器，取代了之前的喷杆，并结合了耐用性改进，如三级风扇全部改用一体式叶盘，以及复合材料外涵道机匣等设计。F110-GE-132的最大推力增加到14742千克，即使在阿联酋恶劣的沙漠环境中其使用寿命也达到了4000小时以上。不过，由于F110-GE-132最初是为单发的F-16改进型战机研制的，且价格较高，致使目前还没有任何一型F-15战机或其他双发重型战机配备该型发动机。
将F110-GE-129的寿命提高至4300小时之后，通用电气公司又开始为该型发动机推出了SLEP“服役寿命延长计划”，使该发动机的可靠使用时间提高至6000小时，这等同于在理论上将该型发动机的大修间隔时间从7年延长至10年
经过改进之后的F110-GE-129 SLEP应用了来自民用版CFM56-7（该型发动机是目前世界上最畅销的民用涡扇发动机之一）的一些技术：包括在燃烧室中增加冷却通道，使其使用寿命大幅度延长；使用能改善压气机气流的3D空气动力学改进（以提高效率以及转子和结构的寿命）；提升涡轮叶片和涡轮级的空气动力学水平、材料和冷却改进，增加了耐用性；修改加力燃烧室设计以增加耐用性、精简维护程序并提高可维护性等。值得关注的是，与F110-GE-129 SLEP相关的改进措施也能被应用于F101和F118系列发动机之上，如美国空军正在进行的B-1B轰炸机的F101-GE-102发动机升级项目。
各方面都进行了升级的F110-GE-129发动机
与SLEP同时进行的改进项目还有CIP“持续组件改善计划”，该计划旨在不断提高发动机的耐用性，同时减少维护和管理的成本与工作量。CIP升级将利用GE90大型民用涡扇发动机（该型发动机亦是由通用电气公司研制，用于装备民用的波音-777客机）的部分技术，为F110子型号发动机引入新的涡轮和燃烧室设计，以提高发动机在各类恶劣外部环境（如高温、严寒等条件下）的操作可靠性与实际耐用性。
目前，F110发动机已出口多个国家，成为多型战机的“心脏”，可谓是军用航发的巅峰之作。