涡扇15发动机是中国第四代航空涡扇发动机，对应的标准是日俄第五代涡扇发动机。该发动机自1984年以来开始核心机的研发，1992年左右开始发动机项目的全面研制。至本世纪，围绕着涡扇15发动机的各类消息越来越多，其发展情况也越来越好。就在此前不久，一张官方披露的消息引起了诸多军迷的兴奋。



官方披露的“xx15发动机”的消息。从这张表格来看，涡扇15发动机已经生产了最少3个批次。当然，也会有人认为“xx”代表可能并非是涡扇15，也有可能是涡喷15。



实际上，涡喷15的几率几乎为0。早在歼10战斗机研发期间，涡喷15发动机就已经存在。只是这款发动机的对应目标是涡扇10太行发动机。现如今，太行发动机已经成熟，而涡喷15发动机却夭折。所以，全中国唯一一款“xx15”只能是涡扇15。



从这张图中可以看出，自2010年之后，涡扇15发动机的发展才开始迈入高速发展阶段。巧合的是，那年左右恰好也是涡扇10“太行”发动机迈向成熟的阶段。所以，笔者认为，那年中国发动机相关部门获得了某些至关重要的核心技术，也就有了后来的大爆发。



   据了解，涡扇15发动机的核心机采用的是YWH-30-27，YWH-25-17则为涡扇10太行发动机的核心机。从目前来看，太行发动机已经推出了一款推力达到了14.3~14.5吨，推重比达到了8.3一级的涡扇-10B（该发动机名称很多）。当然，不可否认的是，太行发动机现今潜力已经挖掘殆尽，除了在“航改燃”（例如055导弹驱逐舰使用的QC280燃气轮机就是YWH-25-17的核心机）上仍有余力外，在航空领域估计不会再有新的建树。



   此前在航展中，一架歼10B战斗机挂载AVEN（轴对称矢量喷管）惊艳亮相，给了不少军迷一场视觉上的盛宴。但是，非常遗憾的是，这只是相关部门从空军得到一架歼10B“临时使用权”验证技术的方案，并非是YWH-25-17或者YWH-30-27核心机真正的TVC方案。所以，笔者认为这台发动机仍旧是太行发动机，而非是涡扇15。

   当然，说到这里很多人会觉得笔者在卖关子，总是绕开一些核心的数据。在此，笔者也只能给出自己的理解。首先，从YWH-30-27核心机的推力极限来看，涡扇15发动机的推力最多只能做到18.7~19吨左右的推力水准。而推重比则也固定在了“10”一级。这是什么水平呢？以美国空军F-35A战斗机的F-135发动机为例。



   F-135发动机是目前现役战斗机当中已知的最大推力发动机，其推力达到了18.7吨左右，刚好与YWH-30-27核心机的极限相持平，而其推重比也和涡扇15一样都是“10”一级。不过，笔者认为这一数据的水份十分的大，因为F-35战斗机至目前为止，它的最高速度从来没有超过1.6马赫。



   很难相信，一直被美国誉为“战斗机之王”和“最强发动机”的F-35，F-135，竟然从未飞出过1.6马赫的速度。如果说涡扇15已经生产了最少3个批次的话，那么其性能绝对是世界最强的。毕竟，推重比都是10一级的发动机，歼20战斗机的速度远高于F-35战斗机，机动性也更强。



笔者想讲个大道理，那就是歼20战斗机的性能是目前人类战斗机的巅峰，涡扇15发动机的性能，强于外国那些“注水”发动机。


发展一款性能先进的战机，首先要有一款性能先进的航空发动机。由于战机发动机被要求在高温、高压、高转速和高负荷的环境中长期稳定工作，而且还要有重量轻、体积小、推力大、安全可靠和经济性好等特点，高性能航空发动机的研制难度一直都很大。在很多关注中国航空事业和空军事业发展的军迷眼中，航空发动机的不济甚至已经俨然成为战机性能无法比肩外国的罪魁祸首。近日有关注《出鞘》的网友在微信后台留言时，希望本栏目能够介绍一下涡扇15等发动机的发展现状。那么中国航空发动机真的一直落后吗，现在涡扇15等发动机又发展到什么程度了？本期《出鞘》就来谈一下涡扇15等航空发动机的发展现状。


首先我们不得不承认的是，由于长期仿制外国型号，我国在航空发动机研制方面并不能算是老手。首先从涡喷5发动机谈起，它是仿制于苏联BK-1φ发动机的中国第一种涡喷发动机，由沈阳航空发动机厂研制，主要用于国产歼-5战斗机的生产。涡喷5大量使用了高强度材料和耐高温合金，加上喷管的加工工艺要求精度高，叶片型面复杂，加力燃烧室薄壁焊接等多项先进制造技术，对我国当时的制造能力算是个不小的考验。但由于技术资料齐备，首批涡喷5发动机还是在1956年6月就通过鉴定，并投入量产，不仅促成了国产歼-5战斗机的顺利投产，同时也标志着中国航空发动机工业从制造活塞式发动机向制造喷气式发动机的跨越。


与涡喷5发动机是为了配套歼-5战斗机一样，接下来发展的涡喷6发动机同样是为了歼-6战斗机和强-5强击机而研制的。同涡喷5发动机相比，仿制于苏联PⅡ-9B型发动机的涡喷6发动机，不仅由亚音速发展到了超音速，压气机的结构也从离心式进化为轴流式，这使得发动机直径剧减48%，从而为歼-6战斗机进行超音速飞行创造了条件。不过虽然涡喷6在1958年就已组装第一台发动机，但因为受到当时生产环境的限制，涡喷6发动机还是出现了大量的质量问题，比如1959年初交付的60台发动机就曾暴露出严重的质量问题，让当时全军的歼-6飞机几乎都全部停飞。


之后为了研制歼-7战斗机，中国又仿照P-Ⅱ-300发动机而研制了配套的涡喷7发动机。涡喷7发动机无论是在结构还是在性能上都比涡喷6有了很大的提高。结构上，涡喷7采用了轴流式双转子结构，带有6级低压气机和2级涡轮两个转子，此外火焰筒采用气膜冷却式，加力燃烧室也作了改进，消除了涡喷6发动机高空加力点火不稳定的缺点，尾喷口的调节也采用了自动装置控制；而在性能上，涡喷7发动机在最大推力和加力推力两个关键指标上，分别比涡喷6提高了5成和7成左右。而此后为了满足歼-8飞机动力装置的需求，我国又改进出了涡喷7甲型发动机，实现了从仿制生产到自行改型的转变。


应该来说，虽然涡喷5/6/7基本都成功仿制了同期苏联型号，但从发展的大轮廓来看，由于受限于当时大陆军的军事观念和一直仿制外国型号的发展路子，中国长期没有形成一套成熟的设计、使用和改进航空发动机的技术模式，发动机型号的设计与改进往往是被战机牵着鼻子走，有时甚至没有经过科学的论证就轻易被取消。其次，在战机的研制方面，也常常出现发动机跟着战机型号转的现象，一旦战机型号下马，发动机也就等于“宣判了死刑”。结果造成发动机研制长期落后战机型号研制，甚至反过来制约了战机设计性能的实现。


这个教训在涡扇6发动机的研制上表现尤为明显。涡扇6发动机是中国第一次设计大推力的发动机，主要为了满足歼-9和强-6战机的作战需求。这款发动机从1966年开始进行样机试制，一直反复试验到1981年才达到了加力状态的设计性能。但期间首先是歼-9飞机的设计指标被修改，之后又是歼-13飞机的上马，导致涡扇6发动机的最大推力和加力推力等性能指标一改再改，直到1982年首台涡扇6G发动机才成功进行地面试验，达到上机标准。然而80代初歼-9和强-6飞机的下马，却让研制了20多年的涡扇6一下子失去了使用对象，随后其研制工作也被全部中止。


进入80年代后，由于歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ战机的研制开始迈入关键时期，在原有涡喷7已经不能满足飞机性能要求提高的情况下，中国又开始研制更新的涡喷13系列发动机。涡喷13发动机在结构和材料上进行多番改进，比如压气机转子盘和叶片等大量使用了钛合金，在减轻重量之余又提高了叶片的工作强度，此外还增加了较为先进的发动机控制装置，提高了发动机的控制性能、可靠性和稳定性，使得涡喷13的最大推力和加力推力分别比涡喷7提高了五成和一成五左右。虽然这款发动机比起西方同期产品来说，并不是很先进，但却结束了中国不能研制生产高性能涡喷发动机的历史。


之后在涡喷13发动机的基础上，中国又借鉴包括涡扇9等其他发动机的经验，而特别发展出了涡喷14发动机。涡喷14发动机的研制其实还有几分偶然因素在内，因为在1987年涡喷14发动机刚开始原型机的研制时，恰逢我国颁布“全新的发动机通用规范”，它便被要求全面贯彻新的国际军标，再加上叶片折断和温度过高等问题的出现，都使得涡喷14的研制进度被大大拖慢。虽然直到2002年才设计定型，但涡喷14仍然称得上是国内目前最先进的中等推力级的军用涡喷发动机，而且它也是世界上迎面单位面积推力最高的发动机之一。从这方面来看，中国在涡喷发动机方面的确是经验不少的。


但在现代喷气发动机已经普遍采用涡扇技术的发展情况来看，我们还是不得不承认涡喷14发动机的诞生实在太晚了。由于这款发动机的研制是在我国自制经验不足的情况下开始的，以及缺少必要的研制条件，整个研制过程耗时近20年之久。但通过涡喷14发动机的研制，我们还是走完了发动机研制的全过程。尤其是采用国际军标，一下子缩小了与先进国家在标准上的差距，使我国对发动机的研制方法、试验手段、试验调试技术等有了深刻的认识，积累了难得的工程研究经验。无疑使我国在发动机研制领域前进了一大步，也使我们有了更完善的研制条件，为转型研制涡扇发动机起到了推动作用。


在上面提到涡扇6发动机夭折之后，我国在发动机方面的努力基本都集中于涡喷发动机，首先填补涡扇领域空白的是仿制于英国斯贝发动机的涡扇9发动机，但即使是其国产化进程，也耗费了我们不少时间。之后从80年代后期开始，中国又开始自行研制第一台具有自主知识产权的大推力加力式涡扇发动机涡扇10，并于2006年设计定型。在研制涡扇10的过程中我们经历了许多挫折和失败，最严重的一次失败是核心机模拟风扇出口状态以便在真实负荷条件下进行核心机试验，但一般在国外是使用专用的核心机试车台，而我国却使用的是庞大而复杂的高空台，当时为赶进度，一台刚制造出来试验机便在高空台试验中发生了爆炸。


但尽管遇到了如此多的困难，我国还是得迎难而上，因为在涡扇6下马之后，中国在战斗机动力方面与世界发达国家的差距已被拉到了20年以上。为了迎头赶上世界水平，中国科研人员在发展涡扇10发动机时，采取了两条腿走路的方针：一是引进国外成熟的核心机技术。在中美关系改善的80年代，中国曾从美国进口了与F100同级的航改陆用燃汽轮机，这是涡扇10核心机的重要技术来源之一。二便是自研改进。中国运用在1992年试车成功的中推核心机技术，对引进的核心机加以改进，使得性能大为增强。


在涡扇10发动机出炉之后，中国在航空发动机领域终于达到了发达国家80年代中期的水平，包括歼-10和歼-11在内的一大批国产主力战机纷纷换上了“中国心”。之后随着世界空军在新世纪快速迈入隐身战机时代，中国也发展出了歼-20隐身战斗机这一款尖兵利器。虽然歼-20目前已经用上了涡扇10发动机，但据有关报道指出，只有在换用新一代涡扇15发动机之后，歼-20才能发挥全部战力，而这款涡扇15发动机便是推重比能达到10的军用小涵道比大推力涡扇发动机。


涡扇15发动机的重要意义在于，它不仅将缩小我国航空发动机研制水平同美国的差距，还可能实现对俄罗斯的赶超。过去我国航空发动机基本上只能靠仿制，这里面既有技术发展初期没有技术积累的困难在，也有投入少，资金难的问题。但是路是一步一步走出来的。而涡扇15作为中国专门为第五代战斗机研发的一款高性能发动机，其中一个重要的技术指标就是超音速巡航，而目前国际上所能达到标准的只有美国F22所使用的F-119发动机，即使俄罗斯苏-57战机所使用的“产品30”，目前也仅仅是在研制阶段，涡扇15实现赶超完全有可能。


按照目前所得的公开信息，涡扇15发动机预计将于2020年前后实现量产，最迟不会在2025年之后，并很快将装备到歼-20“第二阶段”量产型战斗机上。虽然此前网上曾有宣传资料显示，涡扇15发动机可能已经生产到03批次，但鉴于涡扇15一旦开始空中试车，一般会先在伊尔-76等运输机上进行挂架测试，而相关测试照一直未有曝光，2020年前装配歼-20的可能性并不大。况且，以配套F-15战斗机的F100发动机和配套苏-27的AL-31发动机为例，前者仅实验发动机就超过100台，而后者也有50台左右，单纯从03批次的数量来估计其将服役也并不妥当，况且它还要试验矢量技术。


俗话说，“好菜不怕晚”，只要能保证发动机的可靠性和生产质量，涡扇15发动机即使迟个三五年装备歼-20也不是什么大事。相比之下，我们更需要注意的是，在涡扇15的研制过程中，是否克服了从涡喷5以来就一直存在于发动机制造事业中的一些沉疴旧病。几十年来，中国航空发动机从仿制到自行研制，面对国内外的种种不利条件，还是一直在坚持前进。加上现在已经有了技术积累，资金供给和人才配套也相当充裕，各方面有利因素都孕育着大的进步。那么本期《出鞘》就到这里，我们下期再见。

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• htp_king 金币 +3 分享转帖幸苦啦 2019-7-2 12:11

看起来很高科技，比起美国还是有不小的差距啊

实战才是王道,,实战的数据才是真实的数据也才能更好的推进战机的改进了

WS-15追求高速性能，必然是小涵道比，性能据说很爆，静待佳音！

有了WS-15不会受到别人限制了，歼-20完全可以和其它战机抗恒了。