歼-20和运-20换新发动机，意义有多大？隐身战略轰炸机还会远吗？

《军武次位面》作者：血刃

据央视近日报道，国产大型运输机运-20已完成了涡扇-20发动机的换装工作，这意味着该机已完成了服役后最重要的技术完善大关，更标志着该机的量产不再会因发动机受制于人而进度受阻。可以想象，运-20的性能升级和快车道量产，将可能早日推动解放军战略远程运输的发展进程。

无独有偶，去年第13届中国航展上的歼-20也在换发升级后完美地展现了其超机动性，其水平几乎可以与现役机动性最强的美军F-22相媲美。歼-20问世后，不断有海内外防务专家将其和F-22直接对比，其中不少人认为F-22的发动机更好，因此略有优势。然而换装后的歼-20，却很可能彻底实现反超并一举成为世界最强的战斗机！

军用航空发动机是战斗机的心脏，更被视为军事工业技术皇冠上的明珠，纵观今天世界各国，能独立研发军用航发并使其性能逐渐接近世界顶端的国家可谓少之又少。而中国的代表性战机相继完成优秀航发国产化，就意味着多年来最大的最大短板被补齐，自然可以由此填补此前多种空战武器的空白。

航空技术是求不来的，失败让中国航发的攻关者痛定思痛

对国产航发之路的艰难程度，全国政协委员兼中国航空制造技术研究院院长李志强有着深刻的直接体验。李志强表示：航空发动机这种心脏级尖端技术，是要不来也求不来的。如果总是依靠引进，国产军用航空器就会一直受制于人，一旦国际环境有变，中国空军的发展就会面临无法想象的损失。

▲李志强院长对昔日的挫折和失败记忆犹新

此外，外国发动机的性能和设计思路，往往无法完全和国内自主型号完全吻合，这就需要同样耗费大量人力物力的改进和磨合。试想，如果一个空军大国在战机心脏技术上完全仰仗于人，那么表面规模再大也依旧是泥足巨人。如今，印度空军的规模同样不可小觑，但任何权威的防务专家都不会将其视为真正有底蕴的空军大国。

自上世纪90年代开始，李志强及其带领的科研团队就开始研究航发制造技术。据他回忆，当时中国在此方面和发达国家相比几乎望尘莫及，因此在最初阶段，中国只能亦步亦趋地被动模仿跟进。更糟糕的是，由于技术壁垒，中国几乎无法得到真正的外援，因此一些关键的细节技术和工艺，只能依靠自己摸索。

▲小小的叶片，决定着偌大战机的安危

航空发动机本质上属于高温高速环境下运转的机械部件，其动力来源于叶片，而叶片不但对外形精度要求极高，而且对材料耐疲劳性也有极为严苛的要求。多年来，让李志强最难忘的一件事就是失败，他回忆：科研团队曾整整花了六年时间研发制造高性能叶片，然而首次测试中，设想中可以支撑数十小时的新叶片却在一分钟内因断裂而失败！

多少个日夜努力的成就瞬间付诸东流，无疑对李志强等人是沉重的打击。然而他们很快就从失败中重整旗鼓，李志强等人认为，团队里所有人的能力并不是问题，而失败的根源就在于某个技术决策出了问题。解决问题，再次测试。这句口号自此时刻激励着他们，因为他们知道，这是国家的需求，也是他们的动力。

▲尽管遭遇了重大失败，但科研团队并未因此气馁

有经验的航发研究者都知道，这项领域的技术之复杂，往往需要一个甚至多个研究者用一生时间去摸索和吃透。客观而言，中国航发不但起步时间较晚，而且技术积累基础明显较为薄弱，特殊年代冲击带来的损失更是不言而喻。最主要的是，中国航发在最初存在思维认识错误的问题，以至于直接影响了其定位。

在不少人看来，军用航空器包含发动机，因此发动机技术研发应该隶属于这个总体系下的。然而一种先进可靠的航空发动机，涉及到的领域很广，任何一个环节出现滞后，都会对整体进度带来很大影响。中外经验显示，只有将航空发动机视为单独需要重点发展的体系，才能针对性提升自己在相应领域的发展，总体的技术攻关战才会取得突破。

▲歼-20的核心材料技术，就在该实验室逐渐成型

如今，李志强和他的团队每天都要面对世界最高端的高新材料技术以及加工工艺，其中一个大型实验室主要负责钛合金热成型以及超塑成形技术，这些技术在航发制造和研发中至关重要。即便很小的构件，也会在这里经受数以千次的测试，而歼-20的很多技术就在此地十多年的反复实践中得以成熟，并随即转移到特定企业，以协助其发动机各部件的生产。

▲未来的隐身轰炸机和下一代战斗机技术很可能也在这里逐渐成型

在歼-20技术的十多年攻关中，该实验室专门针对其所需要的材料，特殊结构的制造工艺以及专门的制造装备展开全部工作，时至今日，这里拥有了全套设计到制造再到测试和实际试飞的能力。因此，设计师们的伟大设想就可以全部得以实现，可以肯定的是，该实验室还会为下一代全新战机的研发做出巨大贡献。

换发对歼-20和运-20有何意义？

歼-20自问世后，就一直有国内外爱好者认定其最大短板必然是发动机，甚至有军迷认为歼-20的布局都围绕着“心脏”短板而定型的。早年间的歼-20配备两台无矢量喷口早期型太行发动机，推重比约为0.95；重量和歼-20可能相差不大的F-22则配备两台著名的普惠公司产F-119-PW-100二元矢量喷口发动机，其推重比几乎超过1.1。

▲早期量产的歼-20

F-119发动机的单台军用推力可达26100磅，实验室测试时更是创造了35000磅的纪录。普惠公司在2008年就曾表示，新技术可将其极限提升到40000磅！且该发动机极限寿命达1.1万小时以上，10-15年大修一次即可。该发动机还有可上下摆动20度的二元矢量喷口，由此保证F-22可做到满行程拉杆水平360度机动！

▲F-22战斗机使用的发动机水平之高，一度彻底凌驾中俄等国

在如此充沛动力下，F-22可以在不开加力的状态下实现至少半小时的1.6马赫以上超音速巡航，其稳定/瞬间盘旋能力也超过目前世界上多数其他战机，甚至有10种由此衍生的机动战术是其他战机几乎无法完成的！如果歼-20没有换装更新的发动机，就会在超音速巡航和超音速高过载机动性方面明显不及对手。

▲F-22的机动性之高，甚至可以独创很多全新机动战术

所幸的是，歼-20试飞前几年，专门为其订做的新型太行发动机就已立项，并在近年基本成型甚至逐渐列装到部分歼-20上。该发动机很可能同样采用二元矢量喷口，虽然隐身性能略逊，但动力损耗和能量控制上甚至超过了F-119。同时，该发动机的最大推力也得以和对方持平。此外，研发团队还将在此基础上推出改进型发动机，其寿命也将大幅提升。

▲如果换装最新型的太行发动机，歼-20就将全方位超过F-22

目前，运-20与俄罗斯的伊尔-76、美国的C-17并列世界三种大型军用运输机，与歼-20一样，早年间的运-20同样存在发动机性能不完善的短板，这也直接影响了其最大载重量、速度以及极限航程。而解放军近年来的重要转型方向就是跨区远程海空投送，因此运-20的这一问题不解决，就会明显影响空中机动的效率。

▲早年间的运-20明显因动力限制而影响了最大载重量

目前，涡扇-20发动机已开始成为运-20的新发动机。它的单台推力比原先运-20使用的俄式D30KP2大4吨左右，尺寸也要明显更大。同时，涡扇-20还采用了全权限数字式发动机控制系统。这种换发首先从发动机地面试车开始，随后将单台机安置在早年引入的伊尔-76上，接着将单台机安装在运-20上。通过测试后，运-20将对称安装两台，最后才全部换装。

▲运-20的起落架轮胎曾暗示某些细节

在一次十二五科技创新成就展上，运-20的主起落架轮胎实物旁的注释文字旁敲侧击地证明，其最大载重量可超60吨，与该机总设计师唐长红接受采访时的回答吻合。毫无疑问，这也是涡扇-20发动机换装带来的进步所致。而2020年某期《军事科技》更是直接报道：运-20可以同时运载两辆15式轻型坦克，最大航程则可达7800千米！

▲目前，运-20已经可以达到总设计师最初的期望性能水平

尽管C-17的最大起飞重量和载重量理论数字更大，但采用外置机翼和直通式货舱的运-20却拥有运输灵活性的优势，甚至可以运载重量超过40吨的中短程弹道导弹发射车，或可以让两辆15式轻型坦克以首尾排列方式进入货舱。因此，换装了发动机的运-20即可运输更多更重的货物，更快抵达更远的边境区域进行作战。

中国要想成为真正的军用航空大国，还需要发展哪些飞机？

今年大年初四，为中国航空工业贡献了70多年的两院院士顾诵芬迎来了92岁生日，而顾老向航空工业广大员工寄语的一段话，也引发了广泛深思。顾老认为中国虽然完成了一系列性能处于世界先进水平的军用航空器，但中国要想成为真正的航空军事强国，就需要继续发展，并且时刻往上看，这也说明中国未来依旧要填补其他空白项目。

▲中国还缺少安-124级别体量的超大型运输机

目前，中国依旧缺乏美国C-5或俄罗斯安-124这样的超大型运输机。在今年年初的哈萨克斯坦动乱中，一架安-124甚至一次容纳了7台战车。未来伞兵突击作战，必然要依靠对应的伞兵战车，而能够容纳多辆此类战车并快速完成其输送的超大型运输机，必然也是中国航空业下一个重要发展目标，这必然会需要更大功率也更可靠的航空发动机。

▲隐身舰载战斗机也需要快速完善和量产（截图来自观察者网）

中国海军舰载机依旧存在短板，例如隐身舰载战斗机和固定翼预警机。后者可让舰队最大范围避免侦测空白，进而避免战场迷雾；而前者成熟批量服役，即可弥补目前中国海军舰载战斗机数量和质量的不足，考虑F-35B/C的增产，因此中国海军航空兵面临的压力可想而知，这自然也需要一种性能可靠的中等推力发动机迅速列装鹘鹰系列。

▲武直-10体量的不足，直接影响了作战效率

中国主要的武装直升机武直-10在武备、防御等方面明显逊色于阿帕奇和卡-52系列；直-20让中国有了自己的高性能中型多用途直升机，但中国依旧缺乏米-26这样的重型运输直升机。归根结底，发动机功率不足限制了国产直升机的体量，进而影响了其整体性能，因此中国还需要尽快拿出一种寿命长、可靠性高且功率出色的涡桨发动机。

▲以轰-6改进型的水平来看，要突破对方中太平洋目标外侧防线显然很难

未来全新的国产战略轰炸机，必定会是国内军迷多年来最盼望的武器。以假想对手在中太平洋的基地为例，轰-6K/N要想突破这此地外侧多层立体防御网，难度很大。而B-21这样的全新隐身战略轰炸机已完成了试生产型，因此中国自然也需要发展自己的同类武器，以提升空基战略反击力量。

国产战略轰炸机要想成功问世，需要解决什么问题？

如同F-22树立隐身战斗机业界标杆一样，B-2也成为隐身轰炸机的重要参考点，该机最大的特点就是飞翼结构，这种设计思路可以追溯到二战前，但由于飞控稳定问题难以解决，因此直到上世纪80年代美国计算机技术取得突破性进展，人类才第一次可以稳定安全控制此类布局的飞行器，B-2也由此而生。

▲B-2的布局很可能也被未来他国的隐身战略轰炸机参考借鉴

相对传统布局战机，飞翼布局先天对多波段的雷达有更好的隐身能力，因此无需进行太复杂的布局修改，只需为其涂抹多层特殊材料制成的隐身涂料。但此类战略轰炸机的复杂性同样很大，例如小的零件优化都会以数月为时间单位，而且一个小叶片出现问题，飞控软件甚至座舱布局都要因此更改。

▲改进后的早期型太行发动机可能成为未来国产隐身战略轰炸机的心脏

隐身轰炸机的发动机需求和战斗机不同，因为战斗机追求最大推力，发动机尾部火焰燃烧越猛烈越好。但隐身轰炸机并不要求很高的速度以及复杂的机动性，但对发动机长时间使用的可靠性以及耗油量有更大要求，因此一般战斗机的发动机如果不加以升级，就会影响其最大航程，甚至可能还会因释放的红外信号太大而破坏轰炸机的红外隐身。

▲图-160模式的突防思路放在今天显然已经不适用了

图-160和B-2曾代表两种思路，前者追求高速大航程，而后者则主要依靠综合隐身能力尽量躲过对方的防空探测系统，进而发动隐蔽斩首打击甚至防区外打击。从目前假想敌的防空技术、地空/空空导弹打击效果来看，前者的优势显然愈发难以发挥，因此中国战略轰炸机必然会参考后者。

目前，中国已经发展了攻击-11、无侦-8、彩虹-7等飞翼布局的无人机，从它们的实用程度来看，中国显然基本搞定了相应飞控技术；歼-20广泛使用复合隐身材料，证明中国也可以为战略轰炸机提供所需的材料。至于隐身轰炸机所需的综合控制系统、雷达、内置弹舱、液晶显示器和数字化通讯系统，对中国而言也非难题。

▲俄罗斯希望发展类似布局的隐身战略轰炸机

中国没有大量海外基地，大型加油机数量也较少，需要面对的对方战略目标距离较为遥远。因此，中国隐身轰炸机就要尽可能降低结构重量、最大程度提升载弹量和载油量。由于中国近年来高强度材料技术取得很大成就，因此未来的战略轰炸机可能在明显轻于B-2的前提下维持类似的载弹量和载油量。

▲中国已经通过多种无人机，逐渐掌握了飞翼布局飞行器的控制技术

B-2的单台发动机推力不足9吨，可以判断未来国产隐身战略轰炸机的发动机推力自然无需太大，但必须保证远比战斗机发动机更高的寿命，毕竟隐身战略轰炸机可能要用数十年。有网友推测，早期型号太行发动机去掉加力燃烧室，采用全新耐高温抗腐蚀材料，就可能就会成为未来国产隐身轰炸机的“心脏”。

▲国产隐身战略轰炸机的到来也许不会太远了

中国武器的发展很追求技术成熟，避免盲目冒进。战略轰炸机作为国之重器和未来几乎半个世纪内的空基反击核心力量，自然毛躁不得。因此在该机问世前，中国必然要经过航空发动机乃至其他新技术绝对趋于完善的过程，甚至要在主力战斗机从数量、种类到质量都成熟后，激动人心的时刻才会到来。

▲航发攻关战，远没有结束

各类急需发展的军用航空器是通往航空大国的入场券，而它们各自的航空发动机，自然也是一座座需要攀登的高峰。所以，中国航空若想继续发展，就只有从点滴开始发展门类众多的高新产业和制造业，哪怕它们看上去微不足道。中国“智”造，依旧在路上。