誰懂啊，美國XA100變循環(huán)發(fā)動機卡殼多年，咱家的變模態(tài)發(fā)動機卻突然宣布推力暴漲47%，讓六代機航程有望突破1萬公里。而且它和XA100根本不是一個技術(shù)路子，為啥美國搞個可變涵道這么難，中國卻能彎道超車，變模態(tài)和變循環(huán)發(fā)動機究竟有何不同？

現(xiàn)在開始我們今天的主題：中國變模態(tài)發(fā)動機。

不斷追趕

都說中國的航空發(fā)動機技術(shù)落后美俄，咱家一直也都是以美國為標桿進行追趕，但如今一路升級打怪，最后卻發(fā)現(xiàn)自己都要成為那個大BOSS了。從1956年中國第一臺渦噴5發(fā)動機仿制成功，才開啟航空動力自主之路，到1984年渦扇6發(fā)動機完成高空臺測試，為大推力渦扇發(fā)動機積累了關(guān)鍵經(jīng)驗。

之后直到2011年，渦扇15核心機點火成功，才最終標志著國產(chǎn)先進小涵道比發(fā)動機取得了突破，咱家也一直都是追隨者。不過根據(jù)《推進技術(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)動機，直接讓咱家在先進航空發(fā)動機技術(shù)上實現(xiàn)了超越。

全新模式

相比之下美國心心念念的變循環(huán)發(fā)動機XA100，從2012年立項開始，到2024年仍停留在原型機測試階段，進度嚴重滯后。

不過要說咱家實現(xiàn)超越的變模態(tài)發(fā)動機，原理其實也并不復(fù)雜，核心就是“級間涵道燃燒變模態(tài)”技術(shù)，簡單說就是在渦輪級間增加可切換的燃燒與涵道流路。根據(jù)《航空動力學(xué)報》的相關(guān)技術(shù)論文分析，它可以在亞音速巡航時走“省油模式”，打開級間涵道降低渦輪前溫度，油耗比渦扇15降低30%。

超音速沖刺時則切換成“暴力模式”，通過關(guān)閉涵道，啟動級間補燃，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)計的思路完全不同，相當(dāng)于是給發(fā)動機裝了雙模式智能切換開關(guān)。

另辟蹊徑

關(guān)鍵是它和美國研制的XA100變循環(huán)發(fā)動機還真不是一條路，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)噴管來動態(tài)改變涵道比，追求的是全工況最優(yōu)狀態(tài)。

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

因而中國變模態(tài)發(fā)動機另辟蹊徑，放棄復(fù)雜的可變幾何結(jié)構(gòu)，用級間流路切換來實現(xiàn)模態(tài)轉(zhuǎn)換，這樣不僅結(jié)構(gòu)更簡單，可靠性也更高，能在100小時長試中實現(xiàn)無故障，而這也正是XA100一直卡殼的地方。

同時這款發(fā)動機的成功，更證明了解決航空發(fā)動機的熱效率問題，不僅只有“可變涵道”這一條路，而且也不再需要對涵道比那么糾結(jié)。

實現(xiàn)領(lǐng)跑

盡管一直以來渦扇發(fā)動機中的小涵道比適合超音速戰(zhàn)機，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和運輸機，能省油但超音速性能也相應(yīng)變差。美國就是想靠XA100實現(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)雜問題越多的死循環(huán)。

根據(jù)環(huán)球網(wǎng)軍事2024年的報道，XA100更是因為控制系統(tǒng)兼容問題，被美國空軍暫停部分測試。相比之下咱家的變模態(tài)發(fā)動機根本不糾結(jié)涵道比，通過模態(tài)切換，完美兼顧兩種需求。

而如此硬核的性能，才是未來六代機的標配。變模態(tài)發(fā)動機不僅能夠配合機身升阻比優(yōu)化，讓六代機航程輕松突破1萬公里。

而且在亞音速巡航時油耗比渦扇15降低37.5%，如果安裝在殲20上，不僅能讓戰(zhàn)機以持續(xù)2.5馬赫以上的速度突防，在速度上秒殺F22，一般作戰(zhàn)場景下的航程距離還會進一步拉大。

它甚至不僅能讓六代機航程破萬，還能適配無人攻擊機和遠程轟炸機等平臺，目前該發(fā)動機已進入工程樣機階段，預(yù)計2030年前可以裝機試飛。而美國的XA100至少要到2035年才能定型，這次中國也在航空動力領(lǐng)域首次實現(xiàn)了領(lǐng)跑。