中國渦扇15航發核心材料被美壟斷：中國所有儲量總計不到3百噸

近日，第5架塗有新低可視度迷彩的殲-20戰機圖片在網路上曝光，但照片顯示這架飛機依舊像前幾架殲-20一樣繼續使用著俄羅斯的發動機。眾所周知，為殲-20配套的渦扇15矢量發動機在2006年就已經實現了試車成功，那為何到現在還不能安裝到殲-20上呢，且聽筆者給大家分析分析。渦扇15是一款中國貴州黎陽航空發動機公司設計生產的渦輪風扇航空發動機，代號「峨嵋」。研製之初就是為了給空軍的新一代戰鬥機殲-20，以及四代半的J-10B配套使用的是一款中國貴州黎陽航空發動機公司設計生產的渦輪風扇航空發動機，代號「峨嵋」。目前處於設計階段，預計將會裝備在中國人民解放軍空軍的第五代噴氣式戰鬥機J-20，以及四代半的J-10B上。

渦扇-15的起源最早可追溯至上世紀90年代中旬，當時中國從俄羅斯的「聯盟」航空發動機生產聯合體獲得了原用於雅克-141的R-79B-300發動機的全套設計圖紙及技術資料，尤其是該款發動機核心機的生產設備及製造工藝資料以及矢量噴管技術。中國航空科研機構很快研製出YWH-30-27核心機，以及以YWH-30-27為核心機的技術驗證發動機型號「長江-2000」，而「長江-2000」正是渦扇-15的早期版本。

由於技術難度大，新一代戰機所用航空發動機的研究和發展周期都比機型研製長5～8年。我們可以參照美國F-22戰鬥機所使用的F119型發動機的研製歷程來參考一下渦扇15發動機何時能安裝到殲-20上。1983年5月美國空軍發布徵求建議書後，普?惠公司在已有的兩個方案設計的基礎上開始PW5000(後編號為XF119)的詳細設計。1986年10月，首台XF119試車。在4年中，頭兩台發動機共試驗1603小時,其中模擬高空試驗125.5小時。1988年初，安裝二元矢量噴管的發動機開始試驗。1989年1月，首台YF119飛行試驗發動機完成初始地面試驗，到1990年8月，完成飛行批准試驗。

1990年秋天，兩架YF-22裝載YF119進行飛行試驗，實現馬赫數1.43的不加力超聲速巡航。1992年6月，F119完成關鍵設計評審；1992年12月，開始地面試驗；1996年9月，交付飛行試驗用發動機；1997年9月，首次試飛；1999年10月，完成空軍鑒定；2001年8月，批准投入小批生產；2002年7月，批准初步使用（此時試驗時數已超過4000h）；2003年3月，空軍批准後勤保障系統；2003年8月，第一支駕駛員訓練部隊運作；2005年12月，第一支F-22/F119作戰部隊具備初步作戰能力。截止2005年初，該型發動機的累計試驗時數超過7500h。

據外媒報道我國的渦扇十五已經進行到實機安裝飛行試驗階段，我們可以在去年9月網路上爆出的照片上看到，殲-20的2101號機明顯安裝著兩種不同的發動機，對比美國F119研發進程，現在的渦扇15大概相當於其1996~1997年的狀態，預計渦扇15將在2019-2020年投入小批量生產，之後再經過3-4年的部隊實裝測試，最終在2023-2024年間具備初始作戰能力。渦扇15在研製中運用了許多先進技術、先進材料，使得渦扇-15的性能可以接近西方最先進的水平，但一些軍事學著認為，渦扇15發動機最大的問題可能是錸金屬製備和儲存問題。

軍事專家告訴記者，新一代的先進發動機在高溫區域工作的渦輪葉片，由於需要承受高溫高壓的環境，所以對於可以提高合金葉片強度的錸金屬極度依賴，可以說，沒有錸金屬，想在發動機上提高性能首先在材料領域就要吃虧，中國恰恰在這方面落後很大，據了解，根據昆明貴金屬研究所在2013年發表的論文《錸的回收技術研究進展》，我國目前錸的保有儲量僅有237噸，近年來有所增加也不超過300噸，而世界錸金屬主要儲備在美國和日本，生產、開採和製備主要在俄羅斯和美國，而錸金屬直接影響了發動機的使用壽命和渦前溫度。比如：曾有宣傳稱國產動機的渦前溫度高達1474℃，說明渦扇15在推重比和最大推力上已經可以超過俄羅斯同類發動機。渦扇15的進氣口、風扇葉片採用鈦錸合金結構部件，材料的強度、耐高溫性能相當好，這都是錸金屬的功勞之一。

渦扇15的尾噴管還採用了全程可調收斂、擴張式三維矢量噴管，俯仰方向可作±25°偏轉。從+25°到-25°的行程中只需1.5秒鐘。發動機控制系統採用雙余度全許可權數字電子控制系統控制，按風扇轉速和核心機壓比調節發動機工作，有故障隔離功能。可以明確的是中國殲-20戰機渦扇15後，整體作戰性能必將會得到顯著提升，鴨式布局和大推力矢量發動機配合將會使殲-20成為機動性能最好的隱身戰機，外加殲-20獨特的格鬥導彈艙設計會使它在近距離格鬥方面遠遠強於F-22，但能不能批量生產渦扇15發動機實際上是在考驗中國航空發動機核心材料技術和材料儲備能力。