北京航空材料研究院的相关项目负责人张勇曾经在2023年3月的演讲报告中，宣布涡扇-15型航空发动机已经下达了聘书，也就是订单。
这说明涡扇-15从2023年3月开始，就要进入量产阶段，这款研发多年的航发也终于修成正果。
涡扇-15官宣量产
那么我国的这款最新的航发，对比美国方面的航发，差距几何？
中美航发差距几何？
涡扇-15是一款大推力涡扇发动机，在大推力航发领域，涡扇-15已经追上了美国，达到了世界一流水平。
目前在大推力军用航发领域，中国的代表是涡扇-15，美国的代表是F-22型战机用的F-119-PW-100型涡扇发动机，以及F-35战机用的F135系列航发。
F-119型航发
这三款航发在推力上，是F135大于中国的涡扇-15，涡扇-15大于F-119。
美国F135型航发在开加力燃烧后，最大推力为4万磅左右，也就是18.2吨上下。
并且F-135型航发还有后续升级计划，这款航发在完成升级之后，最大推力能达到4.3万磅左右，也就是19.5吨。
我国涡扇-15的最大推力也是4万磅左右，也就是最大18吨上下。
至于美国的F-119型航发，其最大推力为3.5万磅左右，约等于16吨上下。
乍一看好像美国F135型航发在改造后达到19.5吨的最大推力有碾压般的差距，但实际上F135型航发的技术水平，和我国涡扇-15差不多。
F135型航发
航发不能只看最大推力，还要看推重比和涵道比等数据。
因为同样体量的航发，只要提升涵道比，就能提升最大推力，但这也会牺牲推重比以及爆发性等能力。
我国涡扇-15型航发的涵道比为0.382，F135型航发的涵道比是0.57，而F-22战机使用的F119型航发，涵道比为0.3左右。
能看出涡扇-15和F-119型航发的涵道比非常接近，F-135就要比涡扇-15高0.2左右了。
发动机的涵道比越大，其油料燃烧效率更高，能让航发推力更大且更省油。
涵道比对航发进气的影响
但相应的，航发的爆发性会更低。
因为更大的涵道比会增加发动机的横截面积，导致航发在飞行时受到的阻力增加。
这会导致战机在高速飞行时反而油耗更高，且战机在速度上无法提升得更高。
当使用涡扇-15的歼-20战机和使用F135的F-35战机在亚音速区间飞行时，F-35的性能会更好。
但是当两款战机进入超音速区间，那么歼-20的爆发性就碾压F-35战机了。
F135型航发之所以要将涵道比提升到0.57的水平，核心原因是F-35战机只有一台发动机。
F-35只有一台发动机
在F-35型战机本身机体较重的情况下还只有一台发动机，F-35战机就只能选择用爆发性换推力，以用一台航发将“肥胖”的F-35战机推上天。
再加上随着超视距打击体系的发展，美国也认为F-35战机不需要那么快的速度，于是F135型航发选择了增加涵道比。
总体来看，涡扇-15型航发其实和F135处于同一水平线。
虽然美国在大约20年前就列装了F119型航发，但这20年时间里美国的航发水平其实并没有太明显的进步。
F-119型航发
航发的发展已经出现边际效益
说到底，传统的航发发展到现在，已经出现边际效益了。也就是大家投入的研发成本越来越高，但获得的收益却越来越小。
这是因为航发的发展和材料学的发展息息相关。
发动机要想获得更大的推力，需要让核心机旋转速度更快。
这样一来，核心机上的叶片需要承受更大的加速度，以及更高的温度。这就需要核心机叶片的材料有更高的韧性，以及更强的耐高温能力。
航发核心机
而材料学这门学科，几十年都没有获得成果是很常见的事情。
航空发动机发展到现在，各国已经在军用航发上实验过太多的材料了，但能用的材料大家都用了个遍，实在找不出更好的材料了。那么剩下的，就只能卷航发的结构。
但是航发的结构再怎么优化也是有极限的，这就像人类的营养水平再高，它也不能长到大象一样的体型，这是由基因（材料）决定的。
美国的航发技术20年没啥太大的进步，完全是因为材料和发动机结构都卷完了，剩下的只能卷航发的信息化和智能化。
比如说F135型航发相较于F-119型航发，装上了更多的传感器，可以实时的观察F135型航发的状态。
F135型航发
我国的涡扇-15型航发未来估计也会走上这个道路，在信息化和智能化上开始“卷”。
新型航发
在传统航发的研发已经出现边际效益的情况下，大家就需要研发“非传统航发”。
这类新型航发主要是变循环发动机以及震爆发动机。
所谓变循环发动机，是指可以通过物理改变核心机结构，从而改变航发涵道比的发动机。
正如我们上边说的，发动机涵道比越大越省油，越小爆发力越强。
变循环发动机可以改变航发涵道比，也就可以拥有两种航发的优势。
变循环发动机概念图
当下一代战机装上变循环发动机，我们说不定可以看到下一代战机在最快速度能达到2.5马赫的情况下，最大航程还能达到6000公里以上，甚至更远。
至于震爆发动机，是一种利用雾化燃油爆震燃烧来产生更强动力的发动机。
经常开油车的老司机都知道，油车有时候会出现发动机气缸震爆的情况。
对汽车来说这种现象对发动机有害，但对航空发动机来说，这种震爆现象是可以利用的。
震爆发动机概念图
雾化后的燃油如果出现震爆，那燃烧后的气体会在一瞬间体积提升数倍甚至数百倍。
这会产生更大的压力，从而给航发带来更强的动力。
如果下一代航发装上震爆发动机，我们说不定可以看到最快速度超过10马赫的战斗机。
信息来源：
【1】中国青年网·《战机将拥有 “智慧心脏”》
【2】环球网·《为六代机插上翅膀！美国研究的变循环发动机有多强？》
【3】Military Watch Magazine·《The F-35 Urgently Needs a New Engine: The Engine Core Upgrade Program’s Design Review Highlights Why》
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