中國WS15航發調整設計指標減少零件數量 5年內將定型

導讀：7月7日，工程院院士劉大響在一次公開講座中首次表示我國第四代軍用小涵道比航空發動機項目進展順利，將在未來3至五年內設計定型，媒體認為，這是有關我國第四代軍用小涵道比航空發動機項目進展第一次有比較明確的報道，劉大響院士是我國航空動力發展的「泰斗級人物」，它主持完成了我國發動機高空模擬試車台主體設備設計、模擬試驗技術研究和總體聯合調試，取得重大科研成果，特別是負責完成了我國新一代發動機動力、以及高性能推進系統工程預研和先進核心機技術研究等重要項目，是我國航空發動機進行先期預先研究策略和計劃（類似於美國IHPTET計劃）的主要推動者，他的發言極具分量，真實性毋庸置疑。

據了解，目前我國第四代軍用小涵道比航空發動機項目主要包括兩個型號項目，一個是大推力小涵道比渦扇發動機項目——渦扇-15，另一個是中等推力小涵道比渦扇發動機項目——渦扇-19，按照這兩個型號的發展進度，顯然這裡指的是前者。

航空發動機作為飛機的心臟，直接影響飛機的整體性能、可靠性及經濟性，是一個國家科技、工業和國防實力的重要標誌。第四代航空發動機在推重比上較上一代有了很大提升，從8級一次性直接提升到10級以上。典型的第四代航空發動機有美國的 F-119、F-120，F-135、俄羅斯的產品30，以及歐洲的EJ200等，其中F-119作為第四代戰鬥機F-22的動力裝備系統，是當今航空動力技術最具標誌性的成就。

然而，第四代發動機研製不是從石頭裡蹦出來的，是扎紮實實進行幾十年研究的成果，美國在第四代航空發動機領域的研究始於上世紀80年代末期，從上世紀80年代以來的航空發動機研製計劃可以看出，美國這一領域的研究呈現跳躍式發展態勢。1989至2005年的專利申請數量較少且差距較小，每年基本保持在個位數，這一時期美國為發展航空發動機技術制定了IHPTET計劃，開始了第四代航空發動機的密集研發階段。

這一時期專利較少的原因有兩個：一是航空發動機研發周期長，成果產出較慢；二是航空發動機的研發關係到一個國家的國防實力，最初的成果往往會進行國防保密處理，然而在隨後的2006年至2012年期間，F-119發動機的相關專利發生了井噴，這就是IHPTET計劃帶來的豐厚回報，那麼我國渦扇-15發動機可以確保在2025年上殲-20使用嗎？答案是肯定的，我們的技術儲備已經足夠，類似於IHPTET計劃的我國航空發動機預先研究計劃，實現了我國發動機技術的幾個比較大的飛躍。

第一是完成了低展弦比葉片設計及製造，低展弦比葉片即寬弦葉片，它與窄弦葉片相比， 增寬了弦長，使壓氣機的長度縮短，抗外物損傷能力、抗疲勞特性和失速裕度有所提高。渦扇-15發動機2016年進入工程樣機階段後，對設計指標進行了調整，使用新一代寬弦葉片，可使渦扇-15壓氣機零件數減少，降低生產和製造費用成本。

第二，是我國已經實現了空心複合材料葉片設計及製造，目前某型號渦扇-1XX發動機已經在2021號殲-20原型機上投入測試，這款發動機或已經開始使用空心複合材料葉片技術，採用上述複合材料和工藝的風扇葉片，不但明顯減輕了葉片本身的質量，還減輕了其包容環、盤以及整個轉子系統的質量，具有成本低、抗振（抗顫振）性能好、抗損傷能力強等特點，在解決渦扇-15整機振動問題上發揮了關鍵性作用。

第三，我國在第二代數字電子控制系統、整體葉環設計、多斜孔發散冷卻火焰筒結構、新一代板渦輪盤設計及製造技術、三維推力矢量噴口等一系列先導技術上獲得了全面性突破，在2016年解決了整機振動問題之後，渦扇-15型號原型機的設計指標還在原有基礎上進行了調整，提高了其整體性能要求，這些都是基於在基礎性技術上的集中突破進展上的。

毫無疑問，在世界上僅有的幾個大推力第四代軍用發動機項目上，我國目前的位置比較靠後，但航空發動機技術是一個積累性很強的實驗性科學，沒有大量的技術驗證不可能有較好的結果，俄羅斯的產品30從開始研製到現在裝機試飛走了接近30年時間，可謂苦難重重，所以，我國發展先進航空發動機同樣要經受各種波折，這很正常，需要坦然面對，在發動機研發的世界裡沒有一蹴而就，只有一步一個腳印的踏實前行。

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