五代戰機的心臟：淺談中美俄現役航空發動機

裝載F135發動機的F-35戰鬥機

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飛機的誕生，實現了人類翱翔天空的夢想，時至今日，飛機已經成為了人類社會的重要組成部分。在民用方面，飛機已經成為了人們重要的交通工具，不到一天的時間就可以抵達相隔整個大洋的另一個國家，滿足旅客以及貨物快速抵達目的地的需求。在軍事方面，空軍早已成為國家軍事力量的基本組成之一，真正有實力的大國一定有一支強悍的空軍。而對於飛機來說，最重要的部件就是航空發動機了，它就相當於是飛機的心臟，同時也是人類科技的最高成果之一。

渦噴發動機原理圖

經過近百年的發展，飛機的發動機已經從最開始的活塞式發動機發展到現在的噴氣式發動機，噴氣式發動機現在已經是飛機發動機的主流，戰鬥機不必多說，絕大部分大型客機也都是使用的噴氣式發動機。噴氣式發動機主要可以分為渦噴發動機和渦扇發動機，兩者在結構上最主要的區別是渦扇發動機相當於在渦噴發動機的基礎上再加了一個涵道風扇。渦扇發動機主要的優點就是比渦噴發動機效率更高，更省油，同時還能達到和渦噴發動機幾乎相同的性能，所以現在世界上最頂尖戰鬥機使用的發動機都是渦扇發動機，大型的運輸機以及客機也是一樣。

渦扇發動機原理圖，其相比於渦噴發動機多了一個涵道風扇

相比於大型飛機的渦扇發動機，戰鬥機使用的渦扇發動機的研發難度是最高的，尤其是重型戰機使用的大推力的渦扇發動機，既要能為戰機提供足夠的推力，尺寸又要受到嚴格的限制，所以對工藝技術水平有很高的要求。目前世界上能自行研發製造大推力航空發動機的也就是五常的美、中、英、法、俄，這裡我們就選其中最主要的美國、俄羅斯和我們中國的發動機來進行一下對比介紹。

F135發動機，製作相當精良

首先就是美國了，美國作為現在世界上唯一的超級大國，科技實力水平自然是領先世界，其研發的五代機F-22、F-35具有超強的作戰能力，現在如火如荼的F-35裝備的發動機是F135渦扇發動機。F135發動機加力時的最大推力可以達到18噸，18噸的推力是一個什麼概念呢，一輛汽車的輪上推力大概在1噸左右，而如果將這18噸推力作用在一個80 kg重的人身上，利用牛頓第二定律進行簡單的計算，加速度a=推力F/質量m，則這個人的加速度可以達到2250 m/s2，也就是說在不考慮阻力的情況下，這個人只需要1秒就可以加速到6.6倍音速。航空發動機能為戰機提供這麼強大推力，難怪戰機能夠突破音速飛行。而美國不愧是美國，在F135的基礎上還推出了增推型，使其最大推力可以達到23噸，相比於之前的F135推力提升了約25 %，這樣看來美國的航空發動機技術是當之無愧的世界第一。

試車中的F135發動機

然後再來看俄羅斯，最為前蘇聯衣缽最主要的繼承者，俄羅斯繼承了蘇聯時期絕大部分的航空發動機技術，雖然相比於美國的產品，俄羅斯的發動機稍顯粗獷一些，但這並不影響其發揮性能，不得不說雖然俄羅斯近年來發展不怎麼樣，但是在發動機技術上還是獨有一套的。對於我們來說，比較熟悉的應該就是俄羅斯蘇-27系列戰鬥機使用的AL-31F發動機了，在我國發動機技術尚不成熟的階段，也曾進口該型號發動機裝備我軍的殲-11等戰鬥機。AL-31F發動機的中間推力約7.6噸，加力推力約12.2噸，和美國的F135發動機相比存在明顯的差距，而且AL-31發動機的推重比也比較低，按照國際一般方法計算其推重比僅為7.14，而之前介紹的F135發動機量產型推重比可以達到11.7。而為了提升蘇-35S等新銳戰機的性能，並且用於裝備俄羅斯的五代機蘇-57，俄羅斯研發了新的AL-41發動機，據稱其推力可以達到18噸，推重比可達到11，這樣的性能相比於AF-31F就有了明顯的提升，達到和F135相似的水平。

俄羅斯AL-31F發動機，主要裝備於蘇-27系列戰機，我國也曾進口

最後再來說說我國的航空發動機，相比於美俄，我國的航空工業起步較晚，在很長一段時間中，航空發動機都是制約我國戰機發展的命門要害，正是由於造不出性能可靠的航空發動機，我國的很多戰機都必須裝備從俄羅斯進口的「外國心」。老是這樣受制於人肯定不符合我軍的發展理念，經過幾十年的艱苦探索，我國終於在航空發動機領域取得了一定的突破，目前WS-10「太行」發動機已經廣泛裝備於我軍的殲-10、殲-11以及殲-15戰機上，WS-10發動機中間推力7.3噸，最大推力12.5噸，推重比7.5，整體性能和俄羅斯的AL-31F發動機相似。除了WS-10，為了讓我國自主研發的五代機殲-20能有強勁的心臟，我國還研發了WS-15「峨眉」發動機，雖然目前WS-15還沒有完全完成研製，不過有資料顯示其中間推力可達10噸，最大推力也可達18噸，推重比為10，雖然依然趕不上F135的增推型，不過已經達到普通的F135相近的水平。等WS-15正式研製完成並裝備在殲-20上之後，相信殲-20的性能又可以更上一層樓。

我國研發的WS-10「太行」發動機，目前廣泛裝備於殲-10、殲-11和殲-15戰機

其實對於航空發動機來講，戰鬥機使用的小涵道比渦扇發動機並非推力最大的存在，只是因為其必須要安裝在體積有限的戰鬥機上，所以性能會受到尺寸的限制。相比於之下，大型飛機使用的大涵道比渦扇發動機可以達到的推力更大，通用電氣航空發動機公司研製的GE90-115B超大推力渦扇發動機是目前世界上推力最大的航空發動機，其在地面台架試驗中達到過56.9噸的驚人推力。

目前世界上推力最大的航空發動機GE90-115B，其最大推力可達56.9噸

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