西方研先進渦扇發動機 中國應抓機遇密切跟蹤

航空發動機是飛機的“心臟”，直接影響着飛機的使用性能、可靠性、經濟性、生存力。自從20世紀40年代初誕生以來，燃氣渦輪發動機，特別是後來出現的渦扇發動機就一直是航空飛行器的主要動力裝置，並取得了飛速的發展。處於飛機技術最前沿的戰鬥機的速度已由亞聲速提高到超聲速，又由超聲速發展到超聲速巡航，同時機動性和敏捷性也顯著提高。為了滿足戰鬥機的超聲速巡航能力、良好生存性/隱身性、高機動性與敏捷性和低全壽命期費用等要求，戰鬥機發動機主要追求高性能（高推重比等）、高可靠性、低信號特徵、低油耗等。而民用航空發動機主要追求高可靠性、低油耗、低排放、低噪聲等。軍用運輸機和轟炸機的動力發展需求與民用航空發動機的相近，但同時考慮低可探測性等具有軍事用途特徵的需求。

美國、英國、法國、俄羅斯和德國等航空工業發達國家都高度重視軍民用航空發動機型號研製和先進航空發動機技術的預先研究工作，成功研製了眾多航空發動機並在軍民用航空領域得到廣泛應用，同時持續實施一系列先進發動機研究計劃，開發和驗證先進航空發動機技術，為未來軍民用航空渦扇發動機研製提供了堅實技術基礎，並引領世界先進航空發動機技術發展方向。

在軍用航空發動機領域，20世紀90年代以來，美國、英國、法國和俄羅斯等航空發動機技術先進的國家已經或正在研製F119、YF120、F135、F136、EJ200、M88、AL41F等第4代軍用小涵道比渦扇發動機。與此同時，這些國家也在實施綜合高性能渦輪發動機技術（IHPTET）、通用的經濟可承受的先進渦輪發動機（VAATE）、先進的軍用核心發動機（ACME）、先進的軍用發動機技術（AMET）等多項發動機技術研究計劃，開發和驗證彎掠空心/複合材料的風扇、金屬基複合材料整體葉環的高壓壓氣機、陶瓷基複合材料低排放燃燒室、單級且對轉的高壓和低壓渦輪、先進加力燃燒室、推力矢量噴管、智能的發動機電子控制系統等部件和技術，為改進推重比10級的第4代小涵道比渦扇發動機和全新研製推重比15級的第5代小涵道比渦扇發動機提供技術基礎。

目前，F119、M88、EJ200等發動機已經或正在利用IHPTET、VAATE、ACME、AMET等計劃開發和驗證的先進氣動設計、複合材料整體葉環、推力矢量噴管等技術改型研製全方位推力矢量噴管型和推力增大型發動機。預計這些改進型發動機的推重比將達到12～15以上。同時，西方各國也在籌備採用開發和驗證的計算流體力學、結構分析、材料、傳熱、冷卻以及控制等技術，預研推重比更高、性能更先進的“第5代”小涵道比加力式渦扇發動機。雖然“第5代”發動機目前尚未正式列為型號進行研製，但是可以預計未來戰鬥機發動機的推重比、增壓比和渦輪進口温度會更高，部件會更可靠、更耐久和更緊湊，可維護性、經濟可承受性及低可探測性會更好，甚至會出現多電/全電發動機、智能發動機、新型變循環發動機、全複合材料發動機等新穎的發動機。

在民用航空發動機領域，自20世紀80～90年代起，美國、英國、法國、德國等航空發動機技術先進的國家研製和改進了GE90、PW4084、Trent800、CFM56、V2500、BR715等大涵道比渦扇發動機，並正在研製GP7200、GENX、Trent1000、PW8000等新一代大涵道比渦扇發動機。與此同時，這些國家也在實施超高效發動機技術（UEET）計劃、TECH56技術計劃、經濟且環保的節能發動機（5E）計劃、經濟且環保的高效發動機（E3E）計劃和VITAL計劃等多項發動機研究計劃，開發和驗證結構緊湊的核心機、先進的降低排放與降低噪聲技術、新穎結構、輕質高温材料和智能控制技術，為性能高、經濟性好、環保性好、可靠性高的未來大涵道比渦扇發動機提供技術基礎。預計近些年，一些技術創新的、綠色的、經濟可承受的、智能控制的大涵道比發動機以至超大涵道比渦扇發動機將開始研製，甚至可能投入使用。

世界航空工業發達國家在軍民用航空發動機型號研製和先進航空發動機技術的預先研究工作上高度重視，規劃清晰，計劃明確，成功研製了眾多先進航空發動機並得到廣泛應用。特別是通過實施一系列先進發動機研究計劃，開發和驗證先進航空發動機技術，引領先進航空發動機技術發展方向。國內發動機行業應充分抓住歷史機遇，密切跟蹤掌握先進軍民用航空渦扇發動機的技術發展趨勢，大力開展研究工作，並積極實施技術創新和管理創新，實現技術創新對型號研製的推動與型號研製對技術需求的有機迭代，促進航空發動機技術的創新、跨越式發展。

（作者系中航工業動力所副總師）