大推力軍用渦扇發動機，地球上只有三國能造：美國、俄羅斯和中國_風聞

作者|  科羅廖夫

來源|  科羅廖夫的軍事客廳

實際上，由於在所有級別的航發領域全面發展，中國已經是世界航空發動機強國了，我們只是在少數的一定領域與最先進國家有差距。而其他的航發最先進國家，也只是一兩個單項領域領先。其實中國現在就能製造國際一流的航空發動機，例如國產渦扇-10和改進型渦扇-10B發動機。很多公眾都不知道，中國是繼美國和俄羅斯之後，世界第三個擁有自主知識產權的先進大推力小涵道比軍用渦輪風扇發動機的國家。

涵道比在討論發動機的時候，這個名詞可能被經常聽到，而所謂的涵道比，也被稱為旁通比，所反映的正是渦扇發動機外涵道和內涵道空氣流量的比值。

通常來説，如今的渦扇發動機內部的燃燒室，是通過流入的空氣和燃料混合後，燃燒做功並對外輸出的，而空氣是從內涵道流入，相對應的外涵道空氣並不進入發動機，而是和燃燒後剩餘的燃氣混合後派出，換句話説，外涵道就相當於一個大風扇，幫助排放廢氣。

由於內涵道進速快，温度高，但混合了温度低流速慢的外涵道空氣後，噴嘴對外噴氣變得緩慢，降低了平均流速和温度，這樣能為飛機帶來更加低的噪音和更好的推進效率。所以説，充分利用內涵道和外涵道的比值，能夠使得渦扇發動機在同等耗油量的情況下，得到相比原先更高的推進動力。

所以依據涵道比高低，渦扇發動機一般分為高涵道比發動機和低涵道比發動機。先説高涵道比的發動機，外涵道一般較短是它的特性，所以大部分推進動力都來自於外涵道空氣所帶來的風扇加速。另外需要注意的是，高涵道比發動機的內涵道尾氣並不直接匯入外涵道，和冷氣流混合，反而是從噴嘴單獨排出，這麼做的好處就是能夠在亞音速飛行階段取得最佳的能效，所以最常使用這種發動機構造的便是亞音速飛行的客機，其次是運輸機和戰略轟炸機。

當然，更多的軍機為了追求速度快，以尋求超音速飛行，就需要換裝低涵道比的發動機了。低涵道比發動機所提供的絕大部分動力來自於內涵道噴出的灼熱高速尾氣，通常情況下低涵道比發動機會配合使用混合噴嘴，內涵道的空氣和外涵道充分混合後再行排出。混合噴嘴可以變形、調整姿勢，以獲得不同方向和不同大小的推力，矢量發動機便應運而生。另外，低涵道比發動機的尾氣經過外涵道氣流降温之後，能夠顯著降低發動機的紅外特徵，增加隱蔽性。

還有的低涵道比發動機加裝了額外的加力燃燒室，可以獲得更大的推力。具體的原理是加力燃燒室能夠向發動機噴出的氣流中注射燃料，在温度極高的氣流中燃料能夠瞬間燃燒，膨脹產生的氣流能夠為戰機提供額外推力。一般來講，噴氣發動機的渦輪前温度越高，發動機的推力就越大，但是由於渦輪工作環境的原因，它既要承受極高的温度又要承受巨大的推力，因此，由於渦輪的材料的限制，一般渦輪前温度只能達到1400度，但是這樣依然不能滿足軍用發動機推力的需求，於是就在渦輪後再加裝加力燃燒室（也被稱為後燃室）重新燃燒來增加推力。

後燃器內沒有旋轉部件，所以温度可以達到1800度左右，可以讓發動機推力再瞬間提高1.5倍。由於燃料效率太低，所以很少有民用飛機採用加力燃燒室。採用後燃器的民用飛機只有協和號及圖-144超音速客機；唯一可以在開啓時達到最佳燃料效率的是SR-71“黑鳥”偵查機，但其攜帶的燃料也只能夠加力燃燒室使用數分鐘。

在最頂尖的小涵道比軍用大推力渦扇發動機領域，中國與美國還有20年的差距。2006年，美國推重比10的F135發動機開始裝機測試。這一年，中國推重比8的太行渦扇10發動機正式定型。與太行性能相仿的美國F110發動機於1985年定型，這説明中國和美國的推重比8的先進大推力航空發動機的差距為20年。

小涵道比軍用大推力渦扇發動機，也是其他民用大涵道比渦扇航發的基礎。我們以太行發動機為基礎，自行研製了軍民兩用的渦扇-20大涵道比渦扇發動機，未來將配裝於運-20戰略運輸機。還在研製以C-919民用飛機為裝機對象的長江-1000A發動機，並計劃在國內生產具有世界超一流水平的LEAP-X發動機。中國已經在研下一代推力200~400千牛的多款先進大涵道比發動機。這些都表明，中國大涵道比發動機的井噴時代即將來臨。

有人説航發特別高大上，是工業皇冠上的鑽石，沒錯，是鑽石，當我們不會造的時候，航空發動機就是皇冠鑽石。等中國人會造了，這玩意就是大白菜，鑽石不就是高壓鍋壓出來的木炭麼？怎麼就高不可攀了呢？

科羅廖夫的軍事客廳