中國大飛機發動機前景如何？改進後可達到和美國同一檔次

CFM-56發動機是由美國通用電氣公司（GE）和法國國營航空發動機研究製造公司（SNECMA）共同組建的合資公司——CFM國際公司（CMFI），在通用電氣F101核心機的基礎上研製的大涵道比渦輪風扇發動機，從第一個型號CFM-2於1979年11月取得適航證後，到2005年已經發展了CFM-3、-5A、-5B、-5C、-7共計6個系列近30款發動機，推力覆蓋71~151kN ，成為超過20種各型民用、軍用飛機的發動機，是大涵道比渦扇發動機的典範。

CFM56最早的型號是-2系列，是為DC-8客機配套研製；-3系列是為第二代波音737飛機配套研製；-5系列是為空客系列客機配套研製的，其中5A系列裝備A320系列飛機，同-2型相比，採用了新設計的36片葉片的風扇和4級低壓渦輪，耗油率降低了13~15%，可靠性提高了30~40%；5B系列裝備給A318/319/320/321系列飛機，採用了先進的雙環腔燃燒室，發動機的排放物降低約35%；5C系列裝備A340系列飛機，與-5A系列相比，風扇直徑加大101.6毫米，增壓級增加1級，低壓渦輪為5級，採用了長管道混排噴管和第二代FADEC控制系統；-7系列是為第三代波音737飛機配套研製的，原編號為CFM56-3XS，因此可視為-3系列的進一步改進型，在-3系列的基礎上採用直徑為1.55m的24片寬弦風扇葉片、新的增壓級和雙環腔燃燒室，雜訊和污染顯著降低，維護成本降低約15%。

由於其自身優異的性能，CFM56系列發動機在美軍和北約軍隊中的到了廣泛應用，美國空軍E-3預警機和KC-135R加油機均使用CFM56發動機，美國海軍P8A反潛巡邏機（基於波音737-800研製）則採用最新改進型CFM56-7B27A發動機。

目前渦扇20（以下按照中國航發命名標準簡稱為FWS-20）發動機尚處於裝機試飛中，發動機的技術狀態和性能參數還處於保密狀態，本文只能根據已公開的報道和各類資料做一定的推測。在研發CJ-1000A發動機前，商發曾在各類博覽會上展出過一款名為SF-A的大涵道比渦扇發動機，據說SF-A即是FWS-20發動機，從公開展出的模型看，SF-A發動機的風扇葉片直徑為1.7~1.8米，32片帶中間凸肩設計的大展弦比葉片，這與第三代大涵道比渦扇發動機開始採用的三維寬弦葉片有著本質區別，與CFM56-3和CFM56-5A/B/C等4個系列的發動機設計較為類似。

參考上述發動機的技術狀態和性能參數，可以推測出FWS-20發動機的涵道比應該在6.0左右，總壓比約為30，渦輪前溫度約為1200K，最大推力約為120~130kN，由上述分析可以看出FWS-20發動機仍然是一種國際上典型的第二代大涵道比渦扇發動機，技術水平和性能參數接近CFM56-5A/C系列發動機，好於D30KP2發動機。4台FWS-20發動機即可滿足運-20級別的軍用運輸機和KC-135級別的大型特種機平台的動力需求，2台FWS-20發動機即可滿足P-8反潛機這一級別的中性特種機平台的動力需求，因此FWS-20發動機服役後可以一舉改善我軍大飛機動力的「心臟病」。

現階段的FWS-20發動機雖然可以滿足基本的性能要求，但畢竟只相當於國際上上世紀80年代的技術水平，與接近第四代的CJ-1000A系列發動機差距明顯，因此利用CJ-1000A的最新技術成果對FWS-20發動機進一步提高和改善仍然是十分必要的，參考CFM56-7系列發動機的改進發展，我們不妨對FWS-20發動機的未來改進型號做一定的暢想。

受波音737飛機機翼高度較低的制約，CFM56-7的風扇直徑僅僅比CFM56-3系列增加了25毫米，涵道比無法進一步增大，因此雖然採用了一系列先進的技術和結構，CFM56-7系列的性能無法得到充分的提高。

FWS-20發動機的裝機對象沒有波音737機翼高度過低的制約，因此在進一步改進過程中可以充分改善性能。1、用在CJ-1000A上成功應用的三維寬弦彎掠式葉片替換現在的帶凸肩大展弦比風扇葉片，減少葉片數量，降低風扇的整體質量，風扇直徑可以進一步擴大為1.8~2.0米，涵道比可以增加至8~10，以進一步降低油耗。2、使用三維氣動重新設計壓氣機葉片或增加壓氣機級數的方式改進壓氣機設計提高總壓比。3、換用高性能低排放燃燒室、使用三維氣動設計渦輪葉片葉型，並應用新材料製造渦輪葉片和輪盤，以提高渦輪前溫度。

通過上述方法改進後的FWS-20發動機，可以獲得更高的性能或者在性能不變的情況下大幅改善噪音、可靠性與壽命，綜合性能甚至可以超過CFM56-7的最新改進型號，從而使得中國軍用大涵道比渦扇發動機提升到與美軍同一檔次。

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