玉柴柴油机-中国隐身战斗机歼-20的标配发动机，令全世界惊叹发动机产生离心力的部件

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说起航空发动机的发展，中美最大的差距在于研发模式。

我国航空发动机的发展是从飞机开始，然后是发动机。 发动机的研制往往是在飞机型号确定之后才开始的。 在美国，开发过程从发动机开始，然后是飞机。 在开发飞机时，已经有发动机可供选择。

可以说，美国的发展模式符合航空发动机的发展规律。 这是因为，研制航空发动机的技术难度远高于飞机，研制时间周期也远长于飞机。

两种不同的研发模式会产生完全不同的结果。 我国的发动机经常因为机种的停产而陷入困境，最终报废。 相比之下，美国模式要好得多。 即使停产一两款机型，对发动机研发的投入也不能停止。 久而久之，自然就会成为发动机动力。 。

值得庆幸的是，我国相关部门已经认识到了这一重要性。 他们原本把航空发动机视为飞机的重要配套部件，现在航空发动机的重要性已经和飞机一样重要，甚至更高。 为此，航空发动机系从航空系分离出来，设立了“航空发动机与燃气轮机”重大项目，并拨出巨额资金进行研究。 因此，我们有理由对我国航天发动机未来的发展更加乐观。

言归正传，话题回到本文的重点——WS-15发动机。

众所周知，WS-15又名“峨眉”，是我国隐形战机歼20的标配发动机。 官方媒体首次公开报道是在2017年船舶配件，当时央视《工匠之家》于当年5月25日晚播出。 据透露，我国歼20已装备国产发动机，节目最后还表示，从第三代成熟发动机“太行”系列到第五代“峨眉”发动机的跨越式发展让人惊叹整个世界。

央视甚至用了“惊艳全世界”的措辞，可见WS-15的性能确实不凡。

事实上，央视报道中提到的第五代“峨眉”发动机应该是第四代，即与美国普惠公司研制的F119、F135发动机同属第四代； 而之前的美国F110和俄罗斯的AL-31，以及我国的WS-10，都属于第三代。

对于我国WS-15与美国F119、F135发动机的性能，军事专家宋新智曾画过一张表格。

从上表数据来看，WS-15的加力推力和推重比与量产的F119和F135原型机处于同一水平等离子体发动机，但与改进后的F119仍有差距以及量产的F135。

F119的军用推力与加力推力的比值约为0.67，F135对应的比值在0.6-0.64之间，WS-15的比值在0.57-0.64之间。 看来装备WS-15的歼20战机的超强巡逻能力可能并不比F-22和F-35更好。 事实上，由于歼20身材修长，采用鸭翼布局，其气动特性包括较小的跨音速阻力和较高的超音速巡航升阻比。 根据歼20飞行员的反映，该​​战机的超音速飞行特性非常好等离子体发动机，很大程度上得益于歼20出色的气动外形设计。

从三款航空发动机的涵道比来看，F135的涵道比是F119和WS-15的两倍多。 这反映出F135的外导管流量更大，发动机直径更粗。 优点是比较省油，缺点是阻力较大船用物资，高空推力下降较多，不利于实现超音速巡航和高机动性。 从这一点来看，F-35更适合作为攻击机，不适合作为空优战斗机。

最后我们来看看涡轮机前的温度。 涡轮前的温度是航空发动机先进程度的重要指标。 在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下，涡轮前温度每升高100°K，推力增加15%。 可见，涡轮前的温度与发动机推力有很大关系。

F119飞机发动机涡轮前的温度达到了1977K，估计F135飞机发动机涡轮前的温度处于同一水平。 WS-15的涡轮前温度约为1850-1925K，接近美国两台第四代航天发动机的水平，但比它们低约50-100K。 这说明美国第四代航天发动机热效率更高，采用了更好的耐热材料，热力部件的散热处理也更先进。 虽然WS-15的涡轮前温度有了很大的提高，但仍远远落后于最先进的水平，这说明我们在耐热材料和散热方面还需要继续努力。耗散技术。

不过F119三跳也达到了17.4吨的最大推力。 一开始，它的测试推力只有14.5吨； 第二阶段放宽至15.6吨； 最终达到了17.4吨。 也就是说，不断提高涡轮前的最高温度，以达到增加推力的目的。 由于WS15开发较晚，采用了更为成熟的粉末涡轮盘和单晶叶片技术。 其中6.5万吨模块段装备位居全球第一。 因此，其涡轮盘和叶片可以长期承受更高的温度。 其第一批少量离线加力推力已经可以达到16.2吨，超过了第二批装机的F119发动机的水平。 现在第四批可能已经下线并装机试飞，已经达到了F119加长版约18吨的推力水平。 歼20批量列装后，必将达到巅峰！

也就是说，后续批次的WS15性能已经开始与美国F119相媲美。 而且，在新技术快速发展的今天，我们未来弯道超车是完全有可能的。 因此，最后提一下我国的一项新技术，即等离子体流量控制。 该技术被美国航空航天学会列为十大航空尖端技术之一。

中国科学院院士李英红介绍，我国在等离子体流量控制领域取得了巨大进展。 对于飞机发动机来说，等离子流控制可以防止最关键的喘振，从而可以防止发动机在空中失速。 事实上，等离子流控制早已被一些航空强国开发应用，但主要问题是只能工作在低速下，不能工作在高速流场中。 由于它对流场造成的扰动太小，所以在低速时有效。 在高速时，由于动量较大，激励扰动被淹没，无法干扰流场。

为此，我国设立了专项项目来解决等离子体流控制如何在高速流场中发挥作用。 最后，开发了一种在高速流场下产生有效激励的放电方法。 其基本原理是脉冲放电，在短时间内产生强烈的扰动，局部产生强烈的冲击波，即冲击波激励。 但由于是脉冲式的，平均功耗不是很大，从而控制等离子体流从低速到低速。 达到了高速。 通过流量控制来控制流场不仅可以扩大发动机的稳定性裕度，还可以提高飞机的气动性能。

当然，到目前为止，飞机和发动机中的等离子流控制还处于实验室阶段，距离实际使用还很远。 不过，我们有理由相信，我国一定会在这一领域取得更大的突破。

与传统航空发动机技术相比，在等离子流控制领域，我国与世界航空强国几乎同时起步。 没有差距，我们仍然有领先的优势。

我国未来的航空发动机值得期待！

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