振奮人心！殲20新國產發動機測試獲突破：七年內用上渦扇15

近日，國內某專業雜誌發表文章，披露了我國瀋陽動力所正在研製採用大小葉片技術的高負荷多級軸流壓氣機，根據相關公開資料推斷，很可能是採用大小葉片技術，推比達到9至10的渦扇-10發動機改進型號。據某新聞披露，航空工業動力所開展的某發動機高壓壓氣機試驗，由於設計壓比指標高，溫升比超過了試驗器設計的承受值，試驗時形成的排氣壓力和溫度都會對試驗器帶來巨大的考驗。為控制試驗件排氣溫度，只能在很低的進氣溫度條件下進行試驗。動力所自主改進設計的某壓氣機試驗結果表明，全轉速範圍內性能全面達到並超過設計指標，實現了壓氣機設計和試驗驗證技術的新突破，達到國內領先水平。

所謂大小葉片壓氣機，指是在氣流最容易發生分離的葉間通道後半部分，局部增加小葉片，避免了等體積大小常規葉片壓氣機來由於慣性作用造成的氣流分離，使得風扇壓縮效率下降。利用大小葉片技術能夠在保持高的氣動穩定性的同時，大幅度減少風扇和壓氣機級數，提高發動機的推重比或功重比。該技術由我國北京航空航天大學的陳懋章院士在國內首創，並成功的將其應用到直-8直升機的國產動力：渦軸-6發動機改進型號上，並打破了西方對我國進口加拿大PT-6渦軸發動機的軍用限制。

據公開資料稱，將渦軸-6的軸流壓氣機改成大小葉片壓氣機後，發動機因飛機做劇烈機動而空中停車的概率小了很多，進氣流量也有很大提高，和原來相比功率提高了20.7%，耗油率降低了3.9%。原渦軸-6發動機在大氣溫度高於15° C的情況下就不能做最大起飛重量（13噸）飛行，而採用該技術進行改進後渦軸-6發動機在大氣溫度40° C時，直-8直升機最大起飛重量超過13噸功率還有富餘，比任務要求的溫度足足高出5° C，圓滿完成了改進任務。

大小葉片技術在提高小流量風扇/低壓渦軸壓氣機性能方面取得了巨大成功，但在應用於高性能渦扇發動機的高壓壓氣機以提高負荷的努力卻遭遇困難，由於該技術在美國並沒有成功應用的報道，國內各發動機廠所對此應用都有很大疑慮。該論文是目前國內幾乎唯一一篇有關大小葉片用在渦扇發動機上的公開報道。據陳懋章院士披露，可用單級大小葉片風扇替換推重比8渦扇發動機的3至4級風扇，一般情況下，單級大小葉片風扇要比3級常規風扇軸向長度減小30%至50%，重量減輕30%至60%。如果在推重比為10的發動機上，採用3級大小葉片的核心壓氣機將比現在的6級高壓壓氣機軸向尺寸減少30%至40%，重量減輕30%至40%，零件數減少20%至30%。該壓氣機應用於發動機整機時，增壓比提高25%，長度縮短20%。

目前，將渦扇發動機推重比由8改進到10最成功的例子是美國GE公司的F-404家族。該發動機原型F404-GE-400於80年代初服役，用於美國海軍的F/A-18「大黃蜂」戰鬥機上，最大不加力推力5000千克，加力推力7265千克，推重比為7.24，經不斷改進後21世紀的F-414EDE發動機，最大不加力推力增加到6808千克，加力推力增加到11982千克，推重比達到驚人的9至10一級。

假設渦扇-10發動機成功應用大小葉片技術，可將原渦扇-10的三級風扇（低壓壓氣機）減為一級，大幅減輕發動機重量（風扇重量占渦扇發動機重量的25%），再將渦輪盤改為耐溫溫度更高的國產FGH-96粉末盤，渦輪葉片改為第三代單晶葉片DD-32，完全有可能將渦扇-10推重比由8提高到9至10一級，大幅提高發動機推力不加力推力。與渦扇-15相比，特點是研製難度明顯降低，雖性能稍差，但也能滿足超音速巡航的需要。當渦扇-15遇到重大挫折時可作為技術儲備的第二方案滿足部隊急需，當然從長期發展的眼光看，相信在5至7年內渦扇-15發動機作為殲20未來新的發展型戰機的主要動力，一定會實現批量裝備，但在此之前，發展一種殲-20早期批產型號的專用渦扇-10發動機

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