誰(shuí)懂啊，美國(guó)XA100變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)卡殼多年，咱家的變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)卻突然宣布推力暴漲47%，讓六代機(jī)航程有望突破1萬(wàn)公里。而且它和XA100根本不是一個(gè)技術(shù)路子，為啥美國(guó)搞個(gè)可變涵道這么難，中國(guó)卻能彎道超車(chē)，變模態(tài)和變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)究竟有何不同？

現(xiàn)在開(kāi)始我們今天的主題：中國(guó)變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)。

不斷追趕

都說(shuō)中國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)落后美俄，咱家一直也都是以美國(guó)為標(biāo)桿進(jìn)行追趕，但如今一路升級(jí)打怪，最后卻發(fā)現(xiàn)自己都要成為那個(gè)大BOSS了。從1956年中國(guó)第一臺(tái)渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)仿制成功，才開(kāi)啟航空動(dòng)力自主之路，到1984年渦扇6發(fā)動(dòng)機(jī)完成高空臺(tái)測(cè)試，為大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)積累了關(guān)鍵經(jīng)驗(yàn)。

之后直到2011年，渦扇15核心機(jī)點(diǎn)火成功，才最終標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)先進(jìn)小涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)取得了突破，咱家也一直都是追隨者。不過(guò)根據(jù)《推進(jìn)技術(shù)》期刊的介紹，中科院工程熱物理研究所公布的變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)，直接讓咱家在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了超越。

全新模式

相比之下美國(guó)心心念念的變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)XA100，從2012年立項(xiàng)開(kāi)始，到2024年仍停留在原型機(jī)測(cè)試階段，進(jìn)度嚴(yán)重滯后。

不過(guò)要說(shuō)咱家實(shí)現(xiàn)超越的變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)，原理其實(shí)也并不復(fù)雜，核心就是“級(jí)間涵道燃燒變模態(tài)”技術(shù)，簡(jiǎn)單說(shuō)就是在渦輪級(jí)間增加可切換的燃燒與涵道流路。根據(jù)《航空動(dòng)力學(xué)報(bào)》的相關(guān)技術(shù)論文分析，它可以在亞音速巡航時(shí)走“省油模式”，打開(kāi)級(jí)間涵道降低渦輪前溫度，油耗比渦扇15降低30%。

超音速?zèng)_刺時(shí)則切換成“暴力模式”，通過(guò)關(guān)閉涵道，啟動(dòng)級(jí)間補(bǔ)燃，使得推力瞬間暴漲47%。這和傳統(tǒng)渦噴靠加力，渦扇靠涵道比固定設(shè)計(jì)的思路完全不同，相當(dāng)于是給發(fā)動(dòng)機(jī)裝了雙模式智能切換開(kāi)關(guān)。

另辟蹊徑

關(guān)鍵是它和美國(guó)研制的XA100變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)還真不是一條路，XA100走的是“三流道可變涵道”路線，是靠復(fù)雜的可調(diào)導(dǎo)葉和可調(diào)噴管來(lái)動(dòng)態(tài)改變涵道比，追求的是全工況最優(yōu)狀態(tài)。

但是問(wèn)題也很致命，根據(jù)美國(guó)《航空周刊》的報(bào)道，它在2023年的測(cè)試中就暴露出三流道氣流匹配難和高溫部件壽命不足200小時(shí)的等問(wèn)題，而且整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度飆升，維護(hù)成本是F135的2.3倍。

因而中國(guó)變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)另辟蹊徑，放棄復(fù)雜的可變幾何結(jié)構(gòu)，用級(jí)間流路切換來(lái)實(shí)現(xiàn)模態(tài)轉(zhuǎn)換，這樣不僅結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，可靠性也更高，能在100小時(shí)長(zhǎng)試中實(shí)現(xiàn)無(wú)故障，而這也正是XA100一直卡殼的地方。

同時(shí)這款發(fā)動(dòng)機(jī)的成功，更證明了解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率問(wèn)題，不僅只有“可變涵道”這一條路，而且也不再需要對(duì)涵道比那么糾結(jié)。

實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑

盡管一直以來(lái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中的小涵道比適合超音速戰(zhàn)機(jī)，比如F22采用的F119，能超音速巡航但油耗更高。

而大涵道比只適合客機(jī)和運(yùn)輸機(jī)，能省油但超音速性能也相應(yīng)變差。美國(guó)就是想靠XA100實(shí)現(xiàn)“可變涵道”，既要超音速又要省油，結(jié)果卻陷入結(jié)構(gòu)越復(fù)雜問(wèn)題越多的死循環(huán)。

根據(jù)環(huán)球網(wǎng)軍事2024年的報(bào)道，XA100更是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)兼容問(wèn)題，被美國(guó)空軍暫停部分測(cè)試。相比之下咱家的變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)根本不糾結(jié)涵道比，通過(guò)模態(tài)切換，完美兼顧兩種需求。

而如此硬核的性能，才是未來(lái)六代機(jī)的標(biāo)配。變模態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)不僅能夠配合機(jī)身升阻比優(yōu)化，讓六代機(jī)航程輕松突破1萬(wàn)公里。

而且在亞音速巡航時(shí)油耗比渦扇15降低37.5%，如果安裝在殲20上，不僅能讓?xiě)?zhàn)機(jī)以持續(xù)2.5馬赫以上的速度突防，在速度上秒殺F22，一般作戰(zhàn)場(chǎng)景下的航程距離還會(huì)進(jìn)一步拉大。

它甚至不僅能讓六代機(jī)航程破萬(wàn)，還能適配無(wú)人攻擊機(jī)和遠(yuǎn)程轟炸機(jī)等平臺(tái)，目前該發(fā)動(dòng)機(jī)已進(jìn)入工程樣機(jī)階段，預(yù)計(jì)2030年前可以裝機(jī)試飛。而美國(guó)的XA100至少要到2035年才能定型，這次中國(guó)也在航空動(dòng)力領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)跑。