Kể từ khi bắt đầu thời đại máy bay phản lực, một trong những yếu tố chính quyết định đến hiệu suất bay của máy bay chiến đấu là thông số kỹ thuật của động cơ. Mặc dù đã có nhiều ý tưởng thiết kế để tăng hiệu suất của động cơ bao gồm khả năng dễ bảo trì, thời gian giữa các lần đại tu cần thiết, trọng lượng của động cơ và hiệu quả sử dụng nhiên liệu, nhưng đặc điểm duy nhất luôn khiến các chuyên gia đặc biệt quan tâm vẫn là lực đẩy mà nó có thể tạo ra.
Động cơ mạnh là yếu tố quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất bay của máy bay. Lực đẩy mạnh sẽ giúp máy bay có thể hoạt động trên nhưng đường băng ngắn, đây là lợi thế chính trong thời chiến khi các sân bay bị bắn phá. Động cơ mạnh hơn cũng sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn để cung cấp cho các hệ thống trên máy bay, bao gồm radar, hệ thống tác chiến điện tử và trong tương lai có thể là các vũ khí năng lượng định hướng như laser.
Những động cơ phản lực mạnh nhất thế giới trong nhiều thập kỷ qua đều do Mỹ và Liên Xô tạo ra. Khi Liên Xô tan rã vào năm 1991, nước Nga hậu Xô Viết dần đánh mất lợi thế trong lĩnh vực này trước đối thủ Mỹ, cùng với đó là sự trỗi dậy mạnh mẽ của Trung Quốc. Ngoài ba cường quốc này, máy bay chiến đấu đến từ các quốc gia khác như Pháp, Anh, Đức luôn bị đánh giá thấp hơn. Dưới đây là năm thiết kế động cơ mạnh nhất từng được trang bị trên máy bay chiến đấu.
D-30F-6M trang bị trên MiG-31M: Lực đẩy 195 kN
D-30F-6 được phát triển cho máy bay đánh chặn MiG-31M, chuyến bay đầu tiên của động cơ này được tiến hành vào năm 1985 và sau đó được trang bị trên MiG-31 từ đầu những năm 1990, đây cũng là máy bay đánh chặn chính của Lực lượng Phòng không Liên Xô khi đó.
Chiếc MiG-31 Foxhound nguyên bản được đưa vào sử dụng từ năm 1981 và cho đến nay nó vẫn là máy bay chiến đấu nặng nhất thế giới với trọng lượng khoảng 41.000kg. MiG-31 có thể mang được loại radar lớn nhất từng được thiết kế để trang bị trên máy bay chiến đấu, đó là N007.
MiG-31 hiện đang là chiến đấu cơ có tốc độ bay nhanh nhất, đạt gần Mach 2.5, đồng thời khả năng hoạt động liên tục ở độ cao trên 20.000 mét của MiG-31 cũng là số 1 thế giới. Cho đến nay, D-30F-6 của MiG-31 vẫn được đánh giá là loại động cơ mạnh nhất từng được trang bị trên máy bay chiến đấu.
Phiên bản cải tiến D-30F-6M tiết kiệm nhiên liệu hơn và mạnh hơn 28% so với phiên bản ban đầu, nó tạo ra lực đẩy lên tới 195kN, vượt xa bất kỳ loại động cơ máy bay nào trên thế giới hiện nay.
Điều này cho phép MiG-31M bay nhanh hơn và cao hơn, mang theo radar lớn hơn và nhiều tên lửa, bao gồm sáu tên lửa R-37 cỡ lớn và nhiều tên lửa cỡ nhỏ hơn. Sự suy thoái của nền kinh tế Nga sau khi Liên Xô tan rã đã làm gián đoạn việc sản xuất hàng loạt MiG-31M, mặc dù quá trình phát triển của nó đã hoàn tất. Với tình trạng thiếu kinh phí kéo dài cho đến những năm 2010, đã tiếp tục cản trở Không quân Nga nâng cấp cho cả những chiếc MiG-31 cũ.
F135 trang bị trên F-35: Lực đẩy 191 kN
Chiến đấu cơ thế hệ thứ năm F-35 được đưa vào sử dụng từ năm 2015, chiếc máy bay này được trang bị động cơ F135, loại động cơ được giới thiệu là có lực đẩy rất ấn tượng. Tuy nhiên, thực tế lại cho thấy rằng, F-35 chưa bao giờ được đánh giá cao bởi động cơ F135 của nó đã tỏ ra rất có vấn đề kể từ khi được đưa vào sử dụng. Điều này được thể hiện thông qua khả năng sẵn sàng chiến đấu thấp và mức độ bảo trì đặc biệt cao.
Bên cạnh đó, những thay đổi đáng kể đối với thiết kế của F-35 trong quá trình phát triển, khiến chiếc máy bay này cần nguồn năng lượng lớn hơn để duy trì hoạt động, có nghĩa là F135 không còn đủ khả năng cung cấp năng lượng cho hệ thống điện tử và các thiết bị khác trên máy bay. Vấn đề này đã gây ra thiệt hại hàng chục tỷ đô la cho phi đội F-35 kể từ khi chiếc máy bay này được đưa vào khai thác và đòi hỏi phải có một động cơ mới thay thế.
AL-41F trang bị trên MiG 1.42: Lực đẩy 191 kN
Chương trình máy bay chiến đấu MiG 1.42 bắt đầu được phát triển vào năm 1979, nhằm tạo ra một máy bay chiến đấu chiếm ưu thế trên không tầm xa, có khả năng hoạt động sâu bên trong không phận đối phương. Do đó đòi hỏi phải có một loại động cơ mới đáp ứng được các yêu cầu của loại chiến đấu cơ tiên tiến này và động cơ AL-41F đã ra đời.
Động cơ AL-41F tạo ra lực đẩy lên tới 191kN và nó bắt đầu được sản xuất hàng loạt vào cuối những năm 1990 với khoảng chục chiếc được chế tạo. Tuy nhiên, chương trình MiG 1.42 đã phải chấm dứt, do không phù hợp với khả năng chi trả của Bộ Quốc phòng Nga thời hậu Xô Viết, điều này cũng khiến cho động cơ chưa bao giờ được đưa vào sử dụng thực tế.
AL-41F đã được thử nghiệm bay trong suốt những năm 1990, bao gồm cả ở tốc độ siêu âm, nó được gắn trên một số máy bay làm nền tảng thử nghiệm, bao gồm máy bay đánh chặn MiG-25 và máy bay ném bom Tu-16. Đã có sáu nguyên mẫu MiG 1.42 được sản xuất, nhưng chưa có chiếc nào được hoàn thiện.
Một biến thể của AL-41 được phát triển để trang bị cho chiến đấu cơ Su-27. Động cơ mới yếu hơn đáng kể so với AL-41 và được đặt tên là AL-41F-1S, có lực đẩy chỉ 137 kN, nghĩa là lực đẩy tối đa của nó thấp hơn 28% so với AL-41F ban đầu, tuy nhiên chi phí bảo dưỡng lại thấp hơn đáng kể.
WS-15 trang bị trên J-20B: Lực đẩy 183 kN
Động cơ WS-15 được Trung Quốc phát triển dành riêng cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm J-20, cụ thể là biến thể J-20B được ra mắt vào năm 2021 với kỳ vọng sẽ giúp chiến đấu cơ này trở thành máy bay có lực đẩy mạnh nhất thế giới.
Khi sử dụng động cơ WS-15 sẽ giúp cho tốc độ bay của J-20 đạt gần Mach 2 mà không cần sử dụng bộ đốt sau. Động cơ này được cho là đã bắt đầu bay thử nghiệm vào khoảng năm 2016 và thực hiện chuyến bay đầu tiên được tích hợp trên nguyên mẫu J-20B vào tháng 6/2023.
Quá trình sản xuất hàng loạt của WS-15 đã bắt đầu vào tháng 4/2023. Nguyên nhân chính dẫn đến sự chậm trễ trong việc phát triển động cơ, được cho là do gặp khó khăn trong việc hoàn thiện phương pháp sản xuất cho các cánh tuabin đơn tinh thể tiên tiến, mặc dù thời gian phát triển vẫn ngắn hơn đáng kể so với các động cơ tương tự được phát triển ở nước ngoài.
AL-51 trang bị trên Su-57M: Lực đẩy 177 kN
AL-51 trong giai đoạn phát triển được gọi là Saturn 30, theo tên của công ty UEC Saturn, đơn vị chịu trách nhiệm chính cho chương trình động cơ này. AL-51F được phát triển cho chương trình máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm Su-57 và dự kiến sẽ được đưa vào trang bị trên các mẫu Su-57 sản xuất hàng loạt vào cuối năm 2026.
Su-57 được ưu tiên thiết kế nhằm bảo đảm chi phí vận hành và nhu cầu bảo trì thấp, trong đó AL-51F là loại động cơ có chi phí bảo dưỡng vòng đời thấp hơn nhiều so với các biến thể AL-31 và AL-41F-1S hiện đang trang bị cho các máy bay chiến đấu khác của Nga.
Tuy nhiên AL-51F vẫn mạnh hơn đáng kể so với những động cơ mạnh nhất của phương Tây như F119 trên F-22, có lực đẩy tối đa thấp chỉ ở mức 156 kN. Khả năng điều hướng lực đẩy của động cơ tốt, hiệu suất sử dụng nhiên liệu cao và trọng lượng tương đối nhẹ của Su-57, được xem là những ưu điểm giúp chiếc máy bay chiến đấu này trở thành loại chiến đấu cơ cơ động nhất thế giới.