中國發動機技術再獲重大突破：這次一口氣縮短20年差距

總所周知，航空渦扇發動機主要是由核心機和低壓部分構成，核心機包括高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪，低壓部分包括風扇/低壓壓氣機、低壓渦輪。現代化的航空渦扇發動機設計最大的技術難點在於核心機的研製上，目前一種主流的發動機研發方式是在相同的核心機基礎上，加裝不同的低壓部分，加裝的通常做法是，在高壓壓氣機與風扇之間裝有低壓壓氣機，在高壓渦輪之外的出氣口裝有低壓渦輪，用來發展不同類型、不同推力量級的整機。例如我國運-20運輸機的國產配套動力——渦扇-20A大涵道比渦扇發動機，就是利用我國已基本接近成熟，大批生產的大推力小涵道比渦扇發動機——渦扇10的核心機，去掉加力燃燒室後，再加上全新研製的大涵道比風扇和低壓壓氣機研製發展而來。

據我國渦輪院的規劃，中國燃氣渦輪研究院2000年左右提出一個設想，發展了五個系列核心機，在系列核心機的基礎上派生髮展出一系列的發動機，這條路是國外走的很成熟的了，就是在核心機的基礎上派生髮展或者系列發展出不同推力等級的發動機。有5公斤流量、10公斤流量、20公斤流量、25公斤流量、30公斤流量的五個核心機，在這個基礎上發展出來的發動機就可以從200公斤一直覆蓋到2萬公斤。但是，對於已有的較大流量的核心機而言，在其基礎上只能衍生推力量級較高的發動機。若要發展中小推力量級的發動機，按上述規劃，就需要重新研製核心機。比如殲20戰鬥機的動力——渦扇15發動機的核心機就不能縮小發展成為殲-31的動力，而必須重新研製一種10噸左右推力的渦扇發動機——渦扇19。

如果由於種種原因中等推力的發動機研製資金和技術力量不能和大推力發動機一樣，同時得到保證，無疑會極大的延長其研製周期，提高研製成本 。由於技術薄弱，資金不足，以及各個生產研製廠所的技術力量參差不齊，雖然渦扇-10的技術含量目前公認要高於渦扇-13E和渦扇-17，但我國瀋陽動力所和黎明公司研製生產的12到14噸推力的渦扇-10系列大推力發動機，早已大批裝備部隊，而貴州黎陽和成都渦輪院研製生產的8到9噸中等推力的，渦扇-13和4噸推力的渦扇-17「岷山」發動機，到現在都遲遲難產，以至於梟龍戰鬥機和L-15獵鷹高級教練機都不得不依靠俄羅斯的RD-93發動機，和烏克蘭的AI-222-25F發動機。而早已決定換裝渦扇發動機的高教9教練機到現在還用著國外早已淘汰的渦噴發動機。這是一個很好的反面教材。

那麼，能否利用我國重點發展的大推力渦扇發動機成熟技術，來發展中小推力渦扇發動機呢？據公開資料報道，我國瀋陽動力所正在研發這一技術，通過燃油在核心機的燃燒室中燃燒驅動高壓渦輪轉子轉動，高壓渦輪轉子轉動帶動高壓壓氣機轉子轉動的同時通過減速齒輪箱帶動風扇轉子轉動，實現發動機運轉。 在研製中小推力級的發動機時只需使用現有較大推力的核心機，通過減速齒輪箱減速，使較大推力的核心機能夠做成較小推力級發動機，具有研製周期短、成本低等優點。與之類似的是美國普惠公司的PW-9000發動機，它既可以發展成為無人轟炸機用發動機，也可以為第六代戰鬥機提供動力。如123千牛推力級的PW-9000發動機可作為F-15和F-16戰鬥機的F-100系列發動機換髮的考慮對象，油耗可降低18% 。

110千牛推力級別型號能夠用於美國空軍重啟的B-21轟炸機計划動力；較小的44.5千牛級別型號能夠提供給美國海軍，用於無人艦載偵察攻擊機（UCLASS）動力。此外，美國海軍對F-35艦載機並不滿意，正在研製代替F/A-18E/F「超級大黃蜂」戰機的飛機 。該型飛機配備的動力恰恰在PW9000發動機的推力覆蓋範圍之內（89至134千牛）。軍事專家陳忠告訴記者，這個技術的核心是大功率齒輪傳動。據我國2018年度國家科技獎勵技術發明候選名單公示內容披露，「新型傳動面齒輪設計製造關鍵技術及成套裝備」項目提名2018年度國家科學技術發明二等獎，是世界上第二個掌握高速重載高精度面齒輪傳動的國家。 這標誌著大功率齒輪傳動技術我國也逐漸成熟。如果國內中小推力渦扇研製生產遇到了很大困難的話，瀋陽動力所這項技術也是一個很好的應急備選方案，可以最大縮短20年左右的技術差距。

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