涡扇15装机被泼冷水：和美国30年前的技术差不多，真这么不堪吗？

在2022年11月的“中国航空产业大会暨南昌飞行大会”上，中国工程院院士刘大响公开宣布我国的涡扇-15型航发已经完成首飞。

如今3年过去了，这款航发再怎么也该装机进行小规模列装了。

刘大响院士

不过对于涡扇-15的装机，却有不少人泼冷水。

他们宣称涡扇-15在技术上仅相当于美国30年前的技术。难道涡扇-15真这么不堪吗？

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航发技术最近30年并没有太大进步

不少人认为涡扇-15仅相当于美国30年前的技术，是因为涡扇-15在推力、推重比等方面的性能指标上和美国的F119型航发接近，而F119型航发作为美国为F-22型战机准备的航发，用的是30年前的技术。

F119发动机

从这一点上来说，涡扇-15的确是“相当于美国30年前的技术”。

但是我们需要知道三件事。其一是美国在F119型航发的基础上，也并没有特别大的进步。其二是航发技术发展到现在，传统航发结构已经进入瓶颈期了。其三就是中国不是发展到涡扇-15就不发展了。

在第一件事上，美国的航发技术从30年前到今天，并没有一款在推力、推重比等技术指标上对比F119型航发有革命性提升的发动机。

比如说目前美国F-35战机上使用的F135型航发，就是在F119型航发的基础上改出来的。但是F135对比F119型航发，核心机的技术并没有什么提升。

F135发动机

很多人看到F135型航发的推力比F119型航发大，就认为前者的技术比后者先进。

实际上F135型航发推力大，仅仅是其提升了涵道比。

涡扇发动机的核心机里面有个空气通过的通道，这是“内涵道”。发动机的核心机和发动机外壳之间有间隙，这是发动机的“外涵道”。涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值，就是“涵道比”。

提升发动机的涵道比，就是让发动机核心机和外壳之间的间隙增大。降低涵道比，就是让核心机和外壳的间隙缩小。

当涵道比增大时，进入发动机核心机的风速更慢，那么燃烧室中的“油气混合物”燃烧就更完全，在烧同样燃料的情况下发动机推力更大。

涵道比会影响航发推力等性能指标

反之，涵道比降低，进入发动机核心机的风速更高，这可以给发动机带来更大的爆发力。

在了解了发动机涵道比对于发动机推力的影响后，我们就能知道F135型航发对比F119型航发推力更大并不是啥稀奇事，无非就是提升了涵道比。

这使得F135在推力更大的同时，爆发力也更低了。用F119型航发的F-22战机最大速度能达到2.2马赫，但F-35最大速度只能达到1.6马赫。

F135航发提升了推力但爆发力下降

所以F135型航发推力提升是有代价的，在发动机核心机的技术上，美国自F119型航发诞生以来，这30年来也并没有什么显著提升。

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传统航发结构发展进入了瓶颈期

在第二件事上，发动机核心机的技术要想获得革命性提升，需要的是材料学技术的进步。

航发核心机提升靠的是材料学进步

发动机要想核心机推力更大，就需要核心机的转速更快。核心机提升转速后，在温度上会更高。

所以现在发动机核心机的技术发展，主要难点在于找到能承受更高温度的材料，从而进一步提升发动机的转速，这样才能提升其推力、推重比等性能指标。

但是材料学的发展是很难的，只能一点一点去试材料。

最近10~20年，人类的材料学发展也进入瓶颈期了，航发核心机上用的材料对比30年前航发核心机上的材料，在韧性、抗高温能力等性能指标上提升并不大，所以也连带着航发技术的发展进入了瓶颈期。

航发材料最近几十年发展缓慢

现在中美发展涡扇-15、F135这类航发，主要是卷它的“智能化”。

中美的“先进航发”上追求的是在上面装更多传感器，从而提升战机对发动机的控制能力。或者说是信息化能力，比如说航发上装一些传感器，能自行监测航发的状态，从而极大简化其维护过程。

总而言之，美国30年前的F119型航发在诞生后，这30年来其核心机技术并没有大的发展，而其“智能化和信息化”的确是发展了。

航发现在卷的是智能化

而中国作为一个电子产业发达的国家，我们也不用担心涡扇-15的“智能化和信息化”追不上美国F135这类“新一代航发”的水平。

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中美都在研发新一代航发

在第三件事上，目前不管是中国的涡扇-15还是美国的F135型航发，都不是军用航发发展的终点。

中美航发发展还在继续

因为材料学限制导致航发技术发展进入瓶颈的现在，中美现在其实都在追求“新结构的航发”。

人类最早的战斗机上用到是活塞式发动机，一战和二战的主役战斗机，发动机都是活塞式的。

活塞发动机

到二战末期各国就研制出了“喷气式战斗机”，而当时的喷气式战斗机用的主要是涡喷发动机。

二战之后涡喷式发动机统治了天空几十年，直到上世纪80~90年代战斗机开始广泛采用涡扇式发动机。

涡喷发动机

由此可以看出，发动机的结构是在不断发展的，从活塞式到涡喷，再到现在的涡扇，发动机每隔几十年在结构上就会出现极大改变。

既然涡扇发动机的技术发展进入瓶颈期了，那么军事强国自然会追求全新结构的发动机。

目前中美都不约而同的将目光锁定在了“变循环发动机”这一领域。

在“变循环发动机”这一领域，美国曝光出来的进展要比中国快，其XA100变循环发动机已经进行了多轮地面测试。

XA100发动机地面测试

中国目前对于自己在“变循环发动机”领域的研究公开极少。不过大家也都知道中国对于军工技术发展的态度，那就是“保密保密再保密”。

在我国六代机——歼-36进行首飞之前，外界完全不知道中国的六代机研发进展到哪一步了，直到2024年的时候歼-36首飞。

歼-36试飞

目前可以确定的是，中国的确是对“变循环发动机”有研究。至于中美谁的研究进展快一点，那就只能再等几年看谁的东西先亮相了。

信息来源：

【1】看看新闻Knews·《航展回顾：航发，信心来自实力！》

【2】澎湃新闻·《【复材资讯】GE公司在XA100发动机中广泛使用陶瓷基复合材料》