涡扇15已首飞，推力达18.5吨！美国F119发动机即将跌下神坛

11月27日，为期三天的“2022中国航空产业大会暨南昌飞行大会”完美落幕。我国著名航空发动机泰斗刘大响院士在会上作了关于《航空发动机和大飞机发展新机遇，江西航空产业发展的思考和建议》的报告。最近，现场视频被公布。刘大响院士称歼20要用的发动机是第四代涡扇发动机涡扇15，目前还没有装备，但已经首飞。

那么，涡扇15首飞到底是指装上飞行台首飞，还是指装上歼20首飞？

别着急，我们先来看看新型发动机的研制流程就懂了。

查阅我国GJB243A-2004《航空燃气涡轮动力装置飞行试验要求》得知，军用航空发动机的研发测试流程包括项目论证、方案设计、工程研制、设计定型、生产定型、批量生产、使用保障这七个阶段。研制过程中也需要做大量试验，先是部件试验，然后是整机试验。其中，部件试验主要包括进气道试验、压气机试验、燃烧室试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等；整机试验包括整机地面试验、高空模拟台试验、环境试验和吞咽试验、飞行实验台试验，共4个阶段。

整机地面试验一般在专用的发动机地面试车台上进行，包括露天试车台和室内试车台两类，其中露天试车台又包括高架试车台和平面试车台。发动机地面室内试车台由试车间、操纵间、测力台架和试车台系统等组成。试车间包括进气系统、排气系统和固定发动机的台架。对于喷气发动机，涡轮风扇发动机，台架还包括测力系统；对于涡轮轴和涡轮螺旋桨发动机则包括测扭系统。试车间内要求气流速度不大于10米/秒，以免影响推力的测量精度；进排气部分还要力求做到表面光滑，气流流过时流动损失尽量少。

高空模拟台试验就是在地面人工“制造”高空飞行条件，模拟飞行状态，例如飞行高度、飞行马赫数，以及飞行姿态，像攻角、侧滑角，使安装在地面上的发动机如同工作在高空一样，从而验证和考核发动机的高空飞行特性。

发动机环境和吞咽试验主要目的是要考核发动机在恶劣环境条件下的适应能力，例如高低温起动和加速试验、环境结冰试验、腐蚀敏感性试验，此外还有吞鸟试验、外物损伤试验、吞冰试验、吞沙试验、吞入大气中液态水试验、吞入火药气体试验等。

飞行实验台试验的目的是为了突破地面模拟试验的局限性，尽可能复制发动机实际工作环境。新研制的发动机尽管经过了大量的部件试验、台架整机试验和高空模拟台试验，但为了安全起见，在装原型飞机试验之前，特別是对一些危险试验项目，仍需要在飞行试验台上进行不同飞行高度、速度、飞行姿态和不同大气条件下的飞行试验。

如果还想详细了解军用航空发动机的研制过程，可以自行查阅《航空发动机试验过程详解：访我国著名航空发动机专家刘大响院士》。

按照GJB243A-2004《航空燃气涡轮动力装置飞行试验要求》规定，在装上新型战机首飞之前，新型发动机必须先通过高空模拟台和飞行试验台试验。

上次刘大响院士提到涡扇15的时候是2018年7月份，当时他说涡扇15已经完成了高空模拟台测试，大概3～5年就能定型量产。按照以往经验，完成高空台测试就说明发动机稳定性足够高了，继续进行后续测试一般不会有啥大问题。环境试验和吞咽试验相对简单，不需要太长时间。因此，4年多的时间完成环境试验和吞咽试验、飞行实验台试验两个阶段测试是绰绰有余的。

不出意外的话，涡扇15已经走完“整机测试”4个阶段，开始设计定型试飞，即装上标配飞机歼20开展设计定型试飞！

此前有网友称，原版涡扇15代号"峨眉"，被推倒重做后新的代号是"珠峰"。新版WS15"珠峰"于2017年开始科研试飞，装机试飞院的运20，2021年下半年装机歼﹣20，进入设计定型阶段，2025年计划推出两型推重比10生产定型。这时间上比原来预计的时间晚了2年，或许跟新冠疫情带来的冲击有关，国产长江1000大涵道涡扇发动机、国产大型客机C919就受到疫情影响，导致进度延后。

资深军迷都知道，歼20的官方代号就叫“威龙”，按照上图的意思就是歼20最终将换装一款叫“珠峰”的发动机，这明显就是指涡扇15。

网友的说法并非空穴来风，2021年下半年，一架装一台涡扇10改进型发动机和一台新型发动机的歼20正在试飞的照片被公布到网上。外界推测这架歼20装的那台新型发动机就是性能比涡扇10改进型先进一代的新版涡扇15。

这个消息也正好印证了上文的推测！显然，刘大响院士说的首飞指的就是装上歼20首飞！

和美国的F119-PW-100相比，涡扇15性能如何？

美国F119-PW-100以大推力、高可靠性、高推重比，一直被广大网友评为最强军用小涵道比涡扇发动机。然而，随着涡扇15的问世，这款发动机马上就要跌下神坛了。

前面也提到了，涡扇15有2个型号，早期型号叫“峨眉”，后来推倒重来的型号叫“珠峰”。这也解释了，为啥2012年就传闻已经造出原型机的涡扇15却至今仍未定型量产。

早期的研究论文提到我国标准第四代战机的发动机设计指标是150千牛，这个指标在当年看来似乎很高，但随着推力达144千牛的涡扇10B的问世，150千牛对歼20来说变得很鸡肋。因为在涡扇10B的基础上继续改进，推力做到150千牛以上是完全没问题的，而且速度更快。

资料显示，涡前温度每提升100℃，推力可提升15%以上。早期官方公布的涡扇10A的涡前温度为1747K，推力为132千牛，推重比7.5。如果将它的涡轮材料换成涡扇15使用的材料，将涡杆前温度提升100℃是没问题的，那么这种涡扇10改进型的推力就能提升到151.8千牛，正好与官方规划的涡扇10改进型推力151.9千牛高度吻合。

因此，我们也可以理解为，涡扇10改进型太优秀了，如果涡扇15不推倒重来，那就太鸡肋了。

那么新版涡扇15的推力指标能达到多少呢？

预计可达18.5吨，超越美国现役最先进型号F119-PW-100小涵道比涡扇发动机。

根据招商证券的调研数据，新版涡扇15的推力达到16186～18137daN，相当于16.5～18.5吨。

有人会说券商的调研不权威。然而，根据“2020军工榜暨军工风云人物及军民两用领军企业”榜单中关于涡扇15发动机总设计师程荣辉的介绍中提到，他研制的涡扇15的最大推力竟高达18.5吨！这正好与券商的调研数据吻合！

由此可见，新版涡扇15推力达18.5吨的说法是靠谱的！

那为啥还有16.5吨这个参数呢？

这是因为在发动机定型初期，成熟度较低，为降低故障率，一般会采取降推力的方式运行。涡扇10A就曾这么做过，原本设计指标达132千牛的涡扇10A在实际使用时，推力却降低至128千牛。18.5吨降低至16.5吨相当于降低推力11%左右，降低幅度并不大，却有利于加快涡扇15列装速度。

当年美国的F119-PW-100为了增大15%推力，原本1991年就已装机首飞的F119发动机延后至1997年才再次装上新版F119发动机首飞。

因此，如果着急使用，现阶段就可以给歼20换装涡扇15，只是推力暂时被限制在16.5吨。如果不着急使用，可以继续等待，直到涡扇15达到18.5吨推力稳定运行阶段，这个过程可能需要5年左右。也就是说，最差的情况下，以18.5吨推力稳定运行的涡扇15也能在2025年左右设计定型并量产。

由于F22的生产线早已关闭，没有改进型，因此歼20完全没必要换装推力大得多的涡扇15，现阶段涡扇10C就够用了。那么，慢慢搞涡扇15完全不是问题。

美国媒体曾公布F119最新改进型推力已经从156千牛提升到173.4千牛，然而这个指标仍然不如涡扇15的181.37千牛。一旦涡扇15定型量产，就将一举超越F119-PW-100。

当然，我们仍然不能骄傲自满，因为美国的XA-100、XA-101自适应变循环发动机均已完成地面测试，再过几年就会定型量产。不过我国自主研制的自适应变循环发动机也正在研制当中，起码不会落后美国太多。

总而言之，涡扇15的问世就标志着中美两国在军用小涵道比发动机领域的巨大差距被大大缩小，而下一代自适应变循环发动机的问世则可能标志着我国在军用小涵道比发动机领域追平美国的水平。