美国航发新突破，将装备六代机！中国的涡扇15什么时候才能搞定？

根据美国Aviacionline网站报道，通用电气公司（简称GE）于最近在俄亥俄州的埃文代尔完成了其新一代自适应变循环航空发动机的高空台测试工作。据通用电气公司的说法，测试非常成功，达成了预期目的。

接下来，这台代号为XA-100的变循环发动机将视情进入正样研制阶段，如果一切顺利的话，该型发动机将作为美国空军的“航发过渡计划”目标机型，装备美军的NGAD型第五代（美标第六代）战斗机，同时也可以作为F-35系列战斗机最新批次、也是所谓的“目标批次”Block4批次将要配备的“目标”航空发动机。

XA-100概况

那么，对于美国航发工业搞的这个XA-100先进航空发动机验证机，它到底是个什么东西、性能上到底有啥亮点，咱们对它的性能、它的研发路径到底应该如何认识，又将给美国空军未来的战术飞机作战性能带来怎样的提升呢？

XA-100到底是个什么东西？

我们先说第一个问题好了：咱们都知道，典型的第三代、第四代大推力军用涡轮风扇发动机采用的都是双涵道结构，包括作为内涵道的发动机核心机和作为外涵道的发动机低压段，基于这种设计的第三代、第四代航空发动机其涵道比是固定的，相应的在诸如特定速段、特定高度、特定工况下的性能也是比较固定的。比如在大多数军迷认知里的“涡扇发动机高空飞行时费油、涡喷发动机低空飞行时费油”，或者“大涵道比发动机加速性不好，小涵道比发动机燃油经济性不好”的特定印象，某种意义上来说其实也正是来源于此。

相比之下，以XA-100型航发验证机为代表的“自适应、变循环”航空发动机，恰恰是打破了这种涡轮风扇发动机的固有印象。以典型的变循环发动机的定义来说吧，变循环发动机的设计点与可用活动部件均远远超过既有的航空发动机，能通过部分发动机部件的运动，改变发动机的涵道比等关键技术数据，以在不同工况下确保发动机的性能达到最佳状态。

而以XA-100型先进航发验证机这么一个具体型号来说，目前能够披露的信息证明，该型航空发动机具备“三涵道”总体设计：首先仍然是发动机核心机所在的内涵道，而原本匹配低压段的外涵道在XA-100上则被称为“中涵道”，此外在发动机中涵道的外侧又另外匹配了一个外涵道，其发动机内外涵道的总体设计极其复杂，可能各涵道之间可以使用旁通活门相连。

在战机不同的飞行状态下，这台变循环发动机可以使用发动机电调模块对涵道间的活门、斜板、导流片等进行调节，从而精确控制发动机的进气气流、燃烧室燃烧与尾喷管喷流，对内、中、外涵道的流量进行控制，从而改变发动机的涵道比，其电控模块对发动机不同状态、不同工况的控制具备高度的精密度和可靠性，这是XA-100型变循环发动机技术验证机被称为“自适应发动机”的原因。

XA-100亮眼的性能

相比传统的F-119-PW100或F-135-PW100型发动机，XA-100型变循环发动机技术验证机在性能上的亮点是显而易见的：

首先是也正是它的“变循环”，目前根据公开消息能够确认的XA-100工作模式起码有三种，第一是适用于亚音速速段的大涵道比涡轮风扇发动机模式，第二是适用于超音速速段的小涵道比涡喷发动机模式，第三是适用于超音速速段与超音速巡航的小涵道比亚燃冲压发动机模式。而这种对于发动机不同使用状态的“自适应控制”，为发动机与配备发动机的整机带来了巨大的性能收益。

首先显而易见的是发动机推力的提高与耗油率的极大降低，据称XA-100型发动机技术验证机的台架推力相比第四代航空发动机提高了足足10%，同时耗油率（总体评价）降低了25%，在配备了此类航空发动机之后，估计F-35系列战斗机和NGAD型战斗机将比配备第四代航空发动机的情况下提高35%左右的航程，对特定目标的反应速度也提高了一倍以上，这已经可以被称作是“下一代航空发动机”了。

除此之外，XA-100型发动机技术验证机的先进设计，还将进一步提升配套战机的隐身、尤其是红外隐身性能：根据目前披露出的XA-100的设计细节，该型发动机在发动机尾喷管射流上进行了特殊设计，温度较低的外涵道冷气流将对温度较高的内涵道热喷流形成“包络”，从而降低发动机尾部喷管的热辐射，提升战机的红外隐身效果；同时，根据美国《航空周刊》先前的报道，XA-100型发动机还是在研制阶段就第一次贯彻了“热管理”、“热循环”总体设计理念的先进航空发动机，对提升发动机整体的热能转换效率，实现发动机更好的热力学负荷分配有大量的、堪称“黑科技”的独门绝技。

美国六代机NGAD想象图

根据美国空军研究实验室（AFRL）推进下一代航空发动机研发的既定计划，目测XA-100型航发（其实PW还有一个类似的XA-101航发项目，但是暂无消息）在完成了高空台测试后，将很快转入正样研制阶段。在此基础上开发美国空军下一代战斗机（NGAD）使用的航空发动机，同时基于XA-100开发的航发也可以被用于F-35战斗机后续批次的升级工作。而在自适应变循环发动机强大的性能加持下，目测美国空军新一代战斗机的全速段飞行性能、尤其是超音速速段飞行性能，红外隐身性能等将比现有的F-22A型和F-35系列战斗机再上一层楼，这无疑也将成为中国空军最大的威胁。

中国如何才能赶超？

说完了美国通用电气研制的XA-100型先进航发验证机，相信大家目前最为关心的话题是：咱们自己的FWS-15型涡扇发动机到底啥时候才能搞定啊？咱们自己有没有类似于XA-100这样的先进航发研究项目啊？

中国没有对标产品？

这个，大伊万觉得，从技术差距上来说，咱们对和美国航发工业的差距还是应当有明确的认知，毕竟大家都知道嘛，以咱们目前最先进的FWS-10型航空发动机最新改进型，估计也就能跟上世纪九十年代美国搞出来的F-110-GE129掰掰手腕子。

至于FWS-15，包括传得沸沸扬扬的另外一个中等推力第四代航空发动机研发项目，目前已经非常长时间没有任何实锤或公开消息出现了，咱们只能等待。而这两款发动机即使出现，从航发类型上说也只不过是达到了接近上世纪九十年代后期、美国搞F-119-PW100或者F-414两型发动机时的水平。作为在F-119-PW100基础上深度发展、重新设计出来的F-135系列发动机，咱们目前更是没有任何一款航空发动机能够对标。

至于类似于XA-100型先进航空发动机整机验证机的自适应变循环航空发动机技术验证机，起码在咱们的公开消息里是难寻踪迹的，也许我们已经就手头现有的第三代航空发动机做了一些简单的预研和技术验证工作，但做出类似于XA-100的、完成度如此之高的、可以上高空台走完设计全程的先进航空发动机技术验证整机，似乎距离尚远。

美国领先且倾尽全力投入

不过，从美国航发工业研发XA-100型航发的研发工程经验来看，XA-100型航空发动机也不是一蹴而就、从半空中出现的，它是通用电气公司连续五十年航发基础工业研发投入的结晶，更是美国空军研究实验室牵头抓总、不惜一切代价全力推进的结果。

从通用电气公司在变循环航空发动机的研发经验上，GE的第一个变循环航空发动机项目早在1970年代就已经开始，在长达50年的时间里已经进行了五次设计迭代，包括第一代的VABI技术、第二代的CDFS技术、第三代在美军ATEGG项目旗帜下展开的F-120发动机整机（与F-119竞争F-22A动力）、第四代的COPE技术和第五代的ADVENT技术。

单单是在第五代ADVENT技术上的研发投入就高达10亿美元，而且还不一定能保证投入就一定有回报，毕竟隔壁还有一个普拉特惠特尼的XA-101项目正在虎视眈眈、时刻准备和GE就下一代变循环发动机项目展开你死我活的竞争。正是这种在航发投入上不计成本乃至不求回报、绝不急功近利拿出成品、而是稳扎稳打从基础研究开始做起的精神，确保了XA-100最终一鸣惊人。

从这个意义上来说，似乎对于航空发动机的研制与批产来看，咱们也确实需要拿出一点儿“板凳要坐十年冷”的精神。通过一系列先进燃气轮机、先进材料技术验证机项目，把基础研究给打稳、打实，把手里头的“武器库”给扎稳夯实。而非单纯搞“项目驱动”，走“遇到问题解决问题、再遇到问题再解决问题”的老路，才是新一代航空发动机研发工作的最优路线。总之，作为中国军迷，我们应当一如既往地支持中国的航空发动机事业，也希冀中国的航发工业能早日拿出足以比肩美国、俄罗斯、欧洲新一代航空发动机的先进航发。