外媒《中时新闻网》在近日发表文章对中国空军歼-20的发动机进行了介绍，称歼-20已经在去年换装国产涡扇-10C发动机，成功实现全面国产化。不过涡扇-10C发动机并非是歼-20配套的发动机，因此在接下来，歼-20将为换装涡扇-15做准备。并对歼-20将在何时换装涡扇-15发动机进行了推测。
歼20现在使用的发动机是哪一款？
歼20现在使用的国产的涡扇-10C发动机，是国产涡扇-10发动机的最新改进型号。涡扇-10是典型的第四代战斗机发动机，采用了“3级风扇+9级压气机+1级高压涡轮+1级低压涡轮”的设计，总压比在25~26，涵道比0.78，加力推力在120-140千牛之间，大约相当于美制F110-GE129/132发动机的水平，由于这两款美制发动机是在1991年开始交付的，网上认为中国的战斗机发动机水平落后美国30年的说法便来自于此。不过这种说法听听就可以了，因为美国空军最先的四代半战机F-15EX使用的其实就是F110-GE-129发动机，与涡扇-10B推力大致相当。所以不要认为涡扇10就很落后，经过长达30多年的研制和持续改良，涡扇-10已经从堪用迈入到好用的行列，寿命也达到4000小时以上，虽然依然比美国同类型发动机寿命短，但是可靠性出色，价格还足够便宜，满足我军需求已经足够，还不会受制于人。目前已经基本取代了俄制发动机，大量使用在歼-11B/BS、歼-10C、歼-16/16D、歼-15系列、歼-20，甚至是尚在研制中的歼-11D上。
太行发动机（涡扇10）
歼-20在去年已经换装了涡扇-10里推力最大的涡扇10C，涡扇-10C发动机改进了加力燃烧室，最大加推超过14吨，达到了F110-GE132的水准（最大加推142千牛），略逊色于最大加推151千牛的F110-GE134发动机。可大幅提升歼-20的加速性能和爬升性能。
歼20的第一次换发
并且近期有图片显示，歼-20正在测试推力矢量版的涡扇-10C发动机，参考2018年珠海航展上歼-10BTVC的出色表现，采用推力矢量发动机的歼-20的近距格斗性能将能够与苏-35S媲美。
疑似正在测试推力矢量发动机的歼20
只不过涡扇-10总归只是一款为四代机研制的发动机，并不是歼-20的最佳搭档，只是过渡使用而已。歼-20未来的目标是换装涡扇-15发动机，作为一款为五代机研制的大推力先进发动机，涡扇-15将使歼-20的超音速巡航能力追赶上甚至超越F-22A，达到真正的“完全技术状态”。
涡扇15发动机的CG
涡扇15是一款什么样的发动机？
作为歼-20的配套发动机，涡扇-15的设计定位自然是要最大程度发挥出歼-20的设计指标性能。按照官方的说法，歼-20是我国自主研制的一款全天候、中远程、重型超音速隐形战斗机，具有优异的制空作战能力和良好的对地/海精确打击能力。得益于出色的隐身性能，主流预警机对歼-20的探测距离不超过120公里，歼-20可以在非常近的距离上对预警机等高价值目标发动攻击，而实现上述战术的关键便是超音速机动性能。事实上，与F-22A一样，歼-20具备非常出色的超音速机动性。歼-20飞行员在接受采访时曾公开表示，“一进入超音速就是它的天下”。
这也意味着涡扇-15不会是F-135那样的“投机取巧”的发动机。F-135虽然采用了F-119同款的核心机，但是由于美军在制定F-35战斗机指标时明确放弃了超音速性能，因此F-135发动机采用了五代机发动机里罕见的大涵道比设计，涵道比达到了0.57，是F-119发动机的1.9倍，是涡扇15的2.28倍。这导致F-135发动机的直径大幅增加，“风车阻力”非常大，超音速性能反大幅度退步，空有一个推力惊人的虚名。如果我们把四代机发动机比作“老破小”的话，那么F-135发动机就只能算是“清水房”，只有涡扇-15和F-119才是“精品房”。所以涡扇15必然是一款与美制F-119-PW-100发动机一样，涵道比不大于0.3，且具备出色超音速性能的大推力小涵道比发动机。涡扇-15的技术水准并不低。
F135发动机其实并不是一款合格的五代机动力
涡扇-15的研发历程
起初，涡扇-15是由606所、624所、614所、410厂、430厂和113厂等单位联合研制的，并在2006年5月首次台架运转试车成功。验证机交付则是在2011年，与歼20原型机试飞几乎同一时间。但是在后续研制过程中，由于是第一次研制如此先进的航空发动机，缺乏相关技术储备的涡扇-15开始问题频出。也因此涡扇-15的研制也是几经调整，首先是涡扇-15的研制改由606所抓总，避免了多家共研存在的推诿和扯皮，提升了效率。
然后就是更换了核心机。在第一任总师江和甫退休后，由程荣辉接任第二任总师。程荣辉总师在接手项目后，力排众议，直接推翻了涡扇-15原来的“核心机方案”，采用了基于太行发动机核心机放大而来的新核心机（放大1.4倍，总压比增加到30以上），换算流量从30kg/s提升到了35kg/s，加力推力达到20吨级。
涡扇-15采用了“3级风扇+6级高压气机+1级高压涡轮+1级低压涡轮”的布局，重点攻关了“数字控制、飞发一体、推力矢量、隐身、高可靠性”等五大技术。其中飞发一体强调在160度以上的高介质温度下燃油系统附件能够可靠工作，超音速工作条件下可将燃油作为飞机散热介质，对飞机和发动机完成一体化热管理。不过为了提高热端寿命（达到战机和发动机同寿命的目标），涡扇15适当降低了最大推力（从20吨级降低为18吨级）。
在进度方面，涡扇-15在2018~2019年进入EMD（工程和制造）阶段末尾。刘大响院士在2018年的一次讲座中也曾经透露涡扇-15将在4~5年内设计定型，也就是说最快将在今年，最慢将在明年定型。而另一方面，承接了涡扇-15发动机部分合金铸件的企业“德凯”在去年发布的一份公告显示，涡扇-15在2020年便已经开始了小批量试生产，并将以5台/年，最低不少于3台/年的速度一直生产到2026年。这意味着歼-20应该在去年已经开始测试涡扇-15发动机，当然这会是一个比较漫长的过程，根据进度大概需要6~8年左右的时间，然后才会正式列装。可能有小伙伴会觉得这个时间太长，其实不然！要知道美国F-119-PW-100发动机的试飞耗时是8年，涡扇-15的速度并不慢。
当换装涡扇15后，歼20会有什么变化呢？
涡扇-15的参数没有公开，不过参考美制F-119-PW-200发动机以及我国的工业水平，推测涡扇-15的性能参数大致为长度5.05米，最大直径1.02米，涵道比为0.25，总增压比为30.5，军用推力为105.2千牛，最大加力推力为181.3千牛，发动机质量为1633.7kg。对比F-22A使用的F-119-PW-200发动机，涡扇15的涵道比更小（后者为0.3），重量要更重一些，推力也更大。
歼-20的重量数据暂未披露，不过歼-20的尺寸数据与F-22A相当，前者要更长和更高一些，但是宽度没有F-22A宽。得益于更高的复合材料占比和3D打印技术的运用，我们假设歼-20的重量与F-22A相当，也就是正常起飞重量在25.77吨左右（52%内油），最大起飞重量在37.6吨左右。由于涡扇-15的最大加推要超过F-119-PW-200，因此完整版歼-20的最大推重比是要超过F-22A的。再加上更加细长的机身和更加出色的气动布局，意味着完整版歼-20的超巡速度是要超过F-22A的，也许能够达到1.8马赫，同时最大飞行速度也将得到提高。而这一切都意味着完整版歼-20的加速性能、爬升性能、超音速稳盘和瞬盘性能也将得到提升，超音速机动性将再次得到增强。
根据“超视距空战理论”，在拥有同级别的隐身能力和感知能力的前提下，超音速机动性越强的一方，其发射的中距导弹的“有效射程”和“不可逃逸区”越大，同时对方发射的中距导弹的“有效射程”和“不可逃逸区”也就越小。因此“超音速机动性强”的一方便能够在对方导弹的有效射程之外实现先敌开火。这其实也解释了为什么在之前美军内部的红旗演习中，4架F-22A能够轻松击败数量数倍于己的F-35A和E/A-18G电子战机的组合，根本原因就是F-22A拥有远强于F-35A和E/A-18G的超音速机动性能。
而拥有比F-22A还强的超音速机动性的完整版歼-20，在未来与F-22A或F-35的超视距空战中，自然也就能够获得更高的战损比。前不久央视7套的《军事制高点》节目援引美国专家的观点，认为歼-20与F-35的战损比能够达到1:4甚至是1:6。
另一方面的变化就是歼-20的耗油增加，航程和作战半径将下降。这也是没办法的事情，小涵道比发动机的耗油接近同推力的涡喷发动机。因此歼-20换装涡扇-15发动机后航程和作战半径恐怕要缩水30%左右。不过歼-20在设计之初便考虑到了这个问题，因此本身就拥有五代机里最大的内油航程，换发后的航程和作战半径即使缩小，也依然能够满足日常战备需要的，更何况歼-20还支持空中加油。
歼20空中加油想象图
歼20动力系统的最终归属——变循环发动机
虽然涡扇-15的性能非常出色，但是对于歼-20来说，其动力系统的真正归宿并不是涡扇-15，而是变循环发动机。作为五代机和六代机的终极动力，变循环发动机指的是通过改变航空发动机部件的几何形状、尺寸或位置来改变热力循环的发动机。其原理是改变航空发动机的增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比等参数，让发动机在各种飞行和工作状态下都具备良好的性能。
变循环发动机在战斗机爬升、加速和超音速飞行时通过减小涵道比实现推力的增加；在起飞和亚音速飞行时，则通过增加涵道比实现耗油率和噪音的降低。简单来讲，变循环发动机可以根据需要在涡喷和涡扇之间自动切换，实现了“亚音速阶段”和“超音速阶段”发动机性能的兼顾。除此之外，根据相关实验显示，变循环发动机还能够使战斗机的航程和滞空时间大幅增加。其中亚音速航程和滞空时间增加30%和70%，超音速航程和续航时间增加40%和80%。
美国XA-100变循环发动机
可以说，变循环发动机简直就是为五代机量身定制一般，有了它，像F-35“肥电”这样的伪五代机就再也不会出现了。目前我国变循环发动机的相关消息不多，但至少有一点可以肯定，那就是相关领域的研究我们并不比美国晚，取得成绩也不比美国少。也希望歼20能够早日用上属于自己的变循环发动机。
