大国不可能永远都做不好航空发动机！涡扇15今天终于能用了

作為我國自行研制的最先進戰斗機， 殲20的入列服役使空軍進入了隱身時代， 裝備技術達到了世界頂尖級別的水平。 不過， 殲20至今仍然存在一個令人比較遺憾的地方， 就是發動機的功率還不夠大， 難以進行超音速巡航。 而且推力不夠大還導致殲20在設計上不得不用氣動設計來進行彌補， 這使得殲20的可動控制面很多， 無疑加大了技術復雜度。 此外， 殲20的隱身性能也因此受到一定影響， 稍遜于F-22隱身戰斗機， 這也就是為什么我國在有錢有技術的情況下， 殲20戰斗機的生產還是跟不上來， 批生產數量很少的原因，

因為我們還在等適用的發動機， 特別是渦扇-10C和渦扇-15這兩款發動機的測試還沒有完成的情況下， 貿然批生產是不適當的， 必須確立高性能發動機這個基礎。

為了給殲20提供推力更強勁的發動機， 我國航發研制單位這些年一直在努力進行攻關， 攻克了先進大推力渦扇發動機的一個有一個難關。 近日， 又有好消息傳來。 據中科院寧波工業技術研究院（籌）官網報道， 中科院寧波材料技術與工程研究所儀器裝備研制項目“航空發動機渦輪葉片復雜異型孔加工系統”7月19日成功獲得技術驗收。 報道稱， 這個項目是中科院寧波材料技術與工程研究所所屬二級所——先進制造所激光與智能能量場制造工程團隊承擔的。

經過6年多時間的持續攻關， 成功研制出“航空發動機渦輪葉片復雜異形孔加工系統”及全套加工工藝。 經專家組的鑒定， 相關技術指標均達到或優于實施方案規定。 該項目得到了寧波大艾激光科技有限公司的大力協助， 依托該公司， 此項技術已經全面進入產業化階段。

國家激光與智能能量場制造工程團隊研制的新型航發加工系統。

很多人都知道， 決定航發性能的一大關鍵技術指標是渦輪前工作溫度。 因為航發屬于熱機， 工作原理其實就是將熱能轉化為動能， 所以航發的工作溫度越高， 轉化而成的動能就越大， 推力也就越大。 不過， 高溫燃氣還要推動高壓渦輪帶動壓氣機， 不斷為發動機補充空氣， 所以高溫燃氣的溫度不能超過高壓渦輪的最大承受能力，

這個溫度就被稱為渦輪前溫度。 據資料顯示， 在其它參數不變的條件下， 渦輪前燃氣溫度每提高50K， 發動機的推力就可增加7～8%。

驗收現場

所以一直以來， 世界各國的航發都在不斷提高渦輪前溫度。 像俄羅斯蘇-27戰斗機的AL-31F發動機渦輪前溫度是1665K， 而F-22戰斗機的F119-PW-100發動機渦輪前溫度則達到了1977K。 在推力上， AL-31F靜推力為76千牛、最大加力推力為123千牛， 而F119-PW-100的靜推力為117千牛、最大加力推力則達到了156千牛。 正因為推力強勁， 所以F-22才具備了出色的超音速巡航能力。

渦輪前溫度的提升， 取決于高溫材料、熱障涂層和氣膜冷卻技術的全面進步， 其中先進氣膜冷卻技術對溫度提升的貢獻約占三分之二。

上世紀80年代中期， 美方在世界上率先使用了復雜異型孔氣膜冷卻技術， 渦輪葉片等熱端部件的等效冷卻效率從0.3提高到了0.5以上， 并且仍在繼續提高。 而我國則由于自主加工母機的空缺和加工工藝的落后， 長期未能突破復雜異型孔加工技術， 先進冷卻結構設計無法驗證， 葉片冷卻效率到現在與西方國家存在較大代差， 這也是導致我國航發可靠性和總體性能落后的重要原因。

“渦輪葉片復雜異型孔加工系統”主要為航發及燃氣輪機、渦輪葉片、燃燒室、火焰筒等重要熱端部件的復雜異型孔精密低損傷加工提供了國產母機和成套工藝方法。 可以想見， 為殲20專門研發的渦扇15發動機在采用復雜異型孔氣膜冷卻技術之后，

推力將顯著提高。 如此一來， 殲20的最后一塊短板將徹底補齊。