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发动机是飞机动力装置的主要组成部分。它的主要功用是提供飞机运动所需的动力一—“推力”或“拉力”，用以克服飞机的惯性和空气阻力。传统的涡轮喷气发动机是将空气吸入，经低压压气机和高压压气压缩后在燃烧室与燃料混合燃烧产生化学反应，体积急剧膨胀后的气体在前方压力的限制下通过涡轮叶片喷出，产生推力，并且带动涡轮叶片旋转，进而通过机械连接将动力传给前方的压气机，再次吸入空气，如此循环往复的连续工作。涡轮风扇发动机克服了涡轮喷气发动机耗油量大的弱点，但是在加力燃烧时一样消耗大量的燃油。

VF-1的核能发动机（Thermonuclear Tubine Engine）则是航空史上的一次革命。一方面利用了核融合产生的能量转化为电能，另一方面则利用核反应产生的热能加热空气产生推力，于此来代替化学燃料，使VF-1够近乎无限制的在大气圈内飞行。

新中州重工/P&W/Royce FF-2001型核能发动机从外形上看属于涡轮风扇发动机，但比传统的发动机多了一个模块——前部压气机。前压气机靠电机转动，用于在B和G形态下增加主发动机的进气量和进气压力，和主发动机之间没有机械连接，靠主发动机的电力驱动。为了提高效率，电机使用了超导技术。发动机的革命就在于采用了OTM技术的核电池（装在内涵道的燃烧室前），由屏蔽装置保护，用热离子换能技术产生电力。热离子换能是利用热离子二极管来完成。它是将热离子二极管的发射极（阴极）紧靠着反应堆中的燃料元件。当核裂变产生的热量将发射极加热到1500～2000℃的高温时，发射极中的自由电子就得到足够的能量而飞出。这时二极管的收集极（阳极）就将电子收集起来，结果在阳极和阴极之间形成通路，产生了电流，驱动电机转动。另一方面核裂变产生的热量又将发动机吸入的空气加热，使其膨胀，产生推力。因为排出的气体为加热的空气，根本就没有火焰，这就减少了敌人目视发现VF-1的可能性。发动机保留了加力燃烧，通过直接将燃料喷射到排气管火焰可以获得额外的推力。主发动机长4米左右（包括尾喷口在内），由于有效的利用了核能，推力达到了110-230千牛（F-22的F-119发动机推力为156千牛），使18.5吨（标准起飞重量）的VF-1推重比达到1.2以上，不用开加力就可以轻易达到2倍音速左右，高度10000米时达到M2.71+（开加力时），高度30000米时为M3.73（开加力时）。这种前压气机加后主发动机的布局经受了实战的考验，因此一直延续到其后续机VF-11以及VF-19上。

在FF-2001发动机上采用各种技术用以提高可靠性和维护性。由于是“全电”发动机，所以采用了多余度控制和计算机全自动控制系统（FADEC），并有终端可以连接到维修车上。全电发动机的另一个好处是可以去掉传统发动机上的辅助驱动装置（AMAD），减轻了重量，且方便了维修人员。而且采用了模块化设计、没有涡轮叶片的FF-2001发动机可以方便的更换不同的部件，包括可以在战地更换低压压气机甚至高压压气机叶片,只有核电池维护比较困难。发动机所有的零件和电缆都安装在底部，维修人员可以直接站着或蹲着进行工作。为了保护后机身，燃烧室采用了含碳合金，还使用了含钴量较高的抗氧化材料制造的隔热护板使燃烧室具有更好的耐久性。二维矢量喷管可以使发动机的推力上下偏转20度左右，也使用了OTM的装甲技术，具有很好的可靠性和耐久性（为此可以放心的去掉水平尾翼，减轻了重量）。高而可靠的润滑系统使发动机具有良好的适应性，使得VF-1可以在像沙漠一样的高温环境（如以Battroid模式在地面作战），或者在太空中的低温环境中正常持续的工作。在与杰特拉帝军的战斗中，FF-2001发动机表现出良好的工作状态，并且极少出现停车事故，这与它的高可靠性是离不开的。

一般情况下，驾驶VF-1时并不使用那少的可怜的燃油，因为它的超音速巡航能力已经很强。但在特殊情况下使用燃油可以使其达到3倍音速以上（当然，只是在短时间内）。在没有空气的宇宙中使用时亦要用到燃油，此时发动机压气机停止工作，只需将燃油送入燃烧室即可推动前进。燃油控制系统全自动处理，飞行员可以不必处理繁琐的燃油使用情况。

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