#丁氏杂谈#

导读：

本文基本涵盖国际上主流的涡扇发动机，一览无余，看完本文，您对于发动机就基本了解，阅读时间预计很久……如果你关注中国航发，请仔细阅读。

要想发展先进的飞机，就必须要有适配的发动机。

发动机是百年工业集大成者，是工业革命的结晶，中国涡扇航发是后来者，一路奋力冲击，今朝究竟几何，下面我们一起分析。

在阅读之前先搞清楚几个名词：

涡扇发动机

：涡轮风扇发动机，又称“涡扇发动机”。是指由喷管喷射出的燃气与风扇排出的空气共同产生反作用推力的燃气涡轮发动机。由压气机、燃烧室、高压涡轮（驱动压气机）、低压涡轮（驱动风扇）和排气系统组成。其中前3部分称为“核心机”，由核心机流出的燃气中的可用能量，一部分用于带动低压涡轮以驱动风扇，一部分在喷管中用以加速喷出的燃气。

其实理解起来很简单，从发动机的几种类型可以理解：涡喷发动机就是没有外涵道，涡桨就是风扇在外面了（运-9），涡轴就是风扇直接变成了螺旋桨（直升机）。对于涡扇发动机来说，性能优势就是省油，而且风扇越大动力越大。

涵道比：

是不经过燃烧室的空气质量与通过燃烧室的空气质量的比值。

简单理解就是风扇越大涵道比越大，一般高于0.3就不能超音速巡航了，所以战斗机用的都是小涵道比涡扇航发（涡扇-15），运输机、轰炸机和民用大飞机用的就是大喊道比涡扇航发（涡扇-20、CJ1000A）。

推重比

：发动机推力与发动机重量之比，

目前国际上第四代涡扇发动机的推重比在10左右

。

加力：

就是在内函排气和外函排气中再喷入一定数量的燃油进行燃烧，以燃油的损失来换取短时间的大推力，开加力可以达到1一倍以上的推力，但燃油的消耗翻3倍以上，所以加力。

一般只有在战斗机和极少数要求超音速飞行的飞机上使用了加力，而且时间受载油量限制。

涡扇发动机示意图

下面我们以涵道比分类进行分析，低于1的称为小（低）涵道比，高于1的称为大（高）涵道比。小涵道比又分为小涵道比中推和大推。小涵道比涡扇发动机主要为小型飞机提供动力，如战斗机，大涵道比涡扇发动机主要为大飞机提供动力，如：大型运输机、民航飞机、战略轰炸机等

国际主流小涵道比中推涡扇发动机分析，涡扇-19性能如何

小涵道比中推发动机主要服务的是轻型和中型战斗机：台风、枭龙等

说到小涵道比中推涡扇发动机，首先大家想打的是号称中推之王的台风使用的发动机

EJ200，推重比10，单台推力约6吨，加力推力9吨以上，涵道比0.4，重900千克。被称为四代中推之王

，双发能让台风战机实现1.2马赫超音速巡航（国际上超音速巡航需达到1.5马赫以上）。

台风战机采用双发EJ200发动机，加力推力达到18吨，对于最大只有23.5吨起飞重量的台风战机来说，那真是动力澎湃，所以台风战机的机动性非常好，无论是与苏-27还是F-22相比，在近距离格斗上不落下风。

我们再来看一款经典的中型飞机F-16和F100发动机

对于F-16来说，大家非常熟悉了，也是最成功的一款四代机，目前仍然在生产，累计产量早就过近5000架，几十个国家和地区都有F-16战斗机的身影，即便是现在的二手机仍然是抢手货，目前F-16BLOCK 70以及智能升级版的F-16，就是实现无人驾驶。

F-16的最大起飞重量只有19.19吨，属于中型战机，起初采用的是普惠公司的F100-PW-100发动机，F100系列从最初的0.6的涵道比，发展到现在的0.4，推重比从7.8发展到现在的9.5，单台的推力可达8吨，开加力推力可达13吨以上。这么大的推力，推动只有19吨左右的F-16，难怪F-16的机动性如此优秀了。

因此F-16的成功，除去气动外形布局的设计外，最大的就是F100的功劳了。

F-16

除了上述两款经典的发动机外，还有阵风战斗机的M88-2发动机和超级大黄蜂的F414发动机

阵风诞生的原因大家都清楚了，法国退出了台风项目，自己搞了阵风，发动机是斯奈克玛公司与通用合作的产品，其实就是美式发动机。最新的M88-2发动机性能一般，推重比8.5，单台推力也只有5吨，加力推力8吨以上，但是对于只有21.5吨起飞重量的阵风来说也足够了。

阵风战斗机

F/A-18EF超级大黄蜂舰载机大家都比较熟悉了，其采用的就是双发F414发动机，由通用公司研制

，F414自重1152公斤，风扇直接0.889米，涵道比0.4 推重比 9， 单台推力6.25吨，开加力推力达到10吨。除了推重比略低外，已经与EJ200相差无几了。所以超级大黄蜂最大起飞重量达到29.9吨，双发最大推力达到了20吨，这使得超级大黄蜂舰载机服役几十年，仍然受到极大欢迎。

大黄蜂

看了国际上先机的几款经典第四代小涵道比中推发动机，我们再来看我们的小涵道比中推发动机：涡扇-13和涡扇-19。

说涡扇-13就得先说另一款经典小涵道比中推RD-93（RD-33），RD-93是俄罗斯的一款经典小涵道比中推发动机，属于第三代发动机，相对比较落后：

RD-93:：风扇直径1米，涵道比0.49，自重1217公斤，推重比6.8，单台推力5吨，加力推力8吨以上。

涡扇-13：风扇直径1.02米，涵道比0.57，自重1135公斤，推重比7.8，单台推力5-6吨，加力推力8.8吨以上。

从数据上来看，涡扇-13作为RD-93的国产版，性能基本没有提升，所以有了涡扇-13E，涡扇13系列是由贵发研制，涡扇-13E在性能上有了进一步提升，主要体现在推力上，单台推力在6，加力推力达到了9以上，也算是一个小小的提升。但是涡扇-13只是贵发经验积累，真正的目标是涡扇-19。

涡扇-19：风扇直径1米，涵道比0.5，推重比11，单台推力9吨，加力推力达到11吨以上，重1000公斤。这个版本的涡扇-19去年已经定型，现在研制的升级版的涡扇-19，涵道比降到0.4，开加力推力达到13吨以上。

总结：如果说涡扇-13是实现了小涵道比中推的从无到有，那么涡扇-19无论是涵道比还是推重比，以及最大推力，已经达到了世界上第四代中推的标准，接近EJ-200和F414发动机的水平。

也就是说，我们在小涵道比中推涡扇航发上最起码不落后了！涡扇-19的装机方向为枭龙-3和歼-31及其他轻型中型战机和无人机。

涡扇-19研发团队在2019年获得“五四青年团队”奖

歼-31采用双发涡扇-19

国际主流小涵道比大推力发动机分析，涡扇-15达到国际先机水平了吗

上面分析了小涵道比中推，下面跟着的就是小涵道比大推力发动机，小涵道比大推力发动机一般指的都是涵道比在0.3左右，能够让飞机实现超音速巡航。能够超音速飞行不难二代机截击机都能超音速飞行，比如我们的歼-8高空高速截击机。但是只有超音速巡航才是五代机的标准之一。

全球第一款五代机F-22和F119发动机

F119-PW-100是为

普惠

公司F-22A研制的双转子小涵道比加力涡扇发动机，采用可上下偏转的二维矢量喷管。推重比10~11.5，单台推力10吨，开加力最大推力16吨，涵道比0.2~0.3，重1360千克，自重1360千克，属于二维矢量推力发动机。从F119的数据就能看出，小涵道比大推的涵道比小了，推重比大了，推力更大了。

F-22装备了2台F-119发动机，最高时速到达2.25马赫，能够实现1.5马赫的超音速巡航，最大起飞重量达到了38吨。

F119-PW-100发动机

F-22

全球第二款五代机F-35和F135发动机

F-35作为F-22的量产版，无论从设计理念还是发动机的使用上，都是借鉴了F-22战斗机。因为要降低成本（F-22就是因为单机3.5亿美元的造价，生产了不到200架停产），最大起飞重量降低31.8吨，使用了一台F135发动机。而F135发动机就是F119发动机的改版。

F135发动机，推重比10，单台推力12.5吨，开加力推力18吨（新版达到22吨），涵道比0.57，重1460千克。

乍一看F135的性能更佳优秀，但是我们看一下涵道比就知道了，从0.3加大到了0.57，接近大了一倍，难怪F-35被称为“肥电”了，加大了涵道比，推力确实增加了，但是面临的问题是超音速飞行，最大时速为1.53马赫，但是不能实现超音速巡航。

当然最近已经曝光了F-35的不少问题，现在是F-35B/C不能超音速飞行。F-35A不能在雷雨天飞行。

F-35的经验告诉我们，不能省钱。

当然不可否认F135发动机仍然是最大推力的小涵道比涡扇发动机。

F135发动机

单发的F135绰号肥电

苏-57及其AL-41F1-117S发动机

苏-57是一款五代机，最大起飞重量34吨，属于双发重型多功能战斗机，使用的是两台AL-41F1-117S加力发动机。

AL-41F发动机是俄罗斯

土星公司的产品

，作为传奇“侧卫”系列的发动机，正是因为AL-41F的澎湃动力，让苏-27机动性超强，创造了眼镜蛇机动和落叶飘等多项表演项目。从苏-27、苏-35到苏-57都是用的是AL-41F系列发动机。

目前苏-35和苏-57都使用的是AL-41F-1-117S加力发动机，推重比10，单台推力12吨，最大推力到达18吨。虽然该发动机的推力强于F119发动机，但是在涵道比（与F135一样增加涵道比，加大了推力）和寿命上，还是有很大的差距（AL-41F-1-117S使用寿命约6000小时，与F119的12000小时差距很大）

俄罗斯“117计划”的最终目标是研发出AL-41F2发动机，也就是如今开始装备在苏-57原型机展开测试的“产品30”发动机，这款发动机非常值得期待。

但是不管如何，AL-41F-1-117S发动机的澎湃动力和三维矢量推力发动机技术，让苏-35S和苏-57具有超强的机动性，无疑也是一款强大的小涵道比大推力发动机。

看完国际上三款经典的小涵道比大推，现在看看我们的小涵道比大推涡扇-10和涡扇-15

涡扇-10发动机又称太行发动机，是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，它结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机于1978年预研，1987年立项，2005年12月28日完成设计定型审查考核，历时27年。到今天已经40多年了。

纵观国际上任何一款新发动机的研发都需要几十年的时间，而一旦项目成功，其延伸的型号不断，随着性能升级，可以使用半个世纪之久。

涡扇-10最初的涵道比为0.78，推重比7.5，单台推力约7吨，开加力推力达到了12.5吨，属于第三代涡扇航发的水平，但是随着升级改造，涡扇-10B诞生了。

涡扇-10B的推重比达到了8以上，推力也达到了8吨，开加力推力达到14.5吨，而且融入了三维矢量技术，涡扇-10B成为了大推力矢量发动机。2018年珠海航展歼-10B装备涡扇-10B发动机表演眼镜蛇机动和落叶飘技术，惊呆观众。

歼-10B眼镜蛇机动表演

但是我们应该看到涡扇-10B在推重比、涵道比和最大推力方面还是与上述三款发动机差距很大。

我们的目标大推是涡扇-15。涡扇-15又称峨眉发动机，由贵发研制，计划2020年定型装机，目前已经有消息传出，歼-20已经小规模装备涡扇-15.

贵发研制涡扇-15从上个世纪90年代就开始了，到今年也30年了，终于要开花结果。下面我们分析一下涡扇-15的性能参数。

涡扇-15发动机：涵道比0.25-0.38，推重比10，单台推力11吨，开加力推力18吨以上，直径1.02米，自重约1600公斤。

总结：毫无疑问。涡扇-15从推重比和涵道比以及推力上面，以及与F119和AL-41F-1-117S属于同一级别发动机。涡扇-15下一阶段就是提高使用寿命，这与航发产业发展密不可分。

但是小涵道比大推无疑我们已经达到世界先进水平。

网传歼-20装备涡扇-15试飞

国际主流大涵道比大推力发动机分析，涡扇-20、CJ1000A、CJ2000水平如何

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大涵道比涡扇发动机我们在上面两篇文章中有过提及，因为与小涵道比不同，大涵道比大推力发动机的使用范围更广，不单单军用，民用更加广泛，单单美国民航飞机总数就超过了13000架，我们也有近4000架的民航飞机，这还不包括物流公司使用的大飞机。

因此大涵道比大推力发动机价值更大。

我们首先看国际上主流的大推力发动机在轰炸机和运输机上面的分析。

目前国际上主要的大型运输机和轰炸机有运-20、伊尔-76、安-124、安-225、图-160、C-17、C-5等。

1、400吨级的超大型运输机的大推力发动机

安-124和安-225的D-18发动机：最大推力23.4吨。

安-124最大起飞重量405吨，最大载重150吨，最大载油量230吨，使用了4台D-18发动机，最大推力达到了近100吨。

安-225为了达到最大起飞重量640吨，最大250吨载重，使用了6台D-18发动机。

D-18

C-5M（发动机升级版），最大起飞重量418吨，最大载重130吨，使用的是

通用

公司的GE CF6-80C2涡扇不加力发动机，单台最大推力达到

22.9

吨。

2、200吨级的大型运输机的大推力发动机

伊尔-76与D-30KP-2发动机

D-30KP-2发动机，直径1.45-1.56，涵道比2.42，推重比4.75，最大推力12.5吨。

C-17与F117-PW-100非加力涡扇发动机

F117-PW-100非加力涡扇发动机，最大推力约18.3吨，风扇直径2.14米，由普惠公司研制，共生产了1313台，C-17一共生产了248架（26架海外，国内222架）

运-20与涡扇*20发动机

运-20是我国220吨级的战略运输机，服役之初一直使用的是俄罗斯

D-30KP-2

发动机，后来我们在

D-30KP-2

发动机的基础上研发了涡扇-18，目前已经装机运-20，性能比D-30KP-2有了很大提升，单台最大推力达到了14吨，当然涡扇-18也只是我们大推力发动机的过度产品。

涡扇-20才是运-20的适配发动机，具有完整的自主知识产权，根据最新西航发布的照片分析，

涡扇-20风扇直径在2.3米左右，最大推力将达到18吨以上

，未来运-20使用涡扇-20性能将得到完全释放。

3、国际上战略轰炸机及其发动机

因为我们的轰-20还没有出现，主要以图-160、B-2A、B-1B、和B-52H分析。

图-160与NK-32加力涡扇发动机

今年最新改版的图-160的最大起飞重量达到了300吨，使用的是NK-32加力涡扇发动机，发动机长6米，净重约3.4吨，

单台推力14吨，开加力最大推力为25吨，推重比7，涵道比为1.4

，四台推力达到近100吨，使得图-20最快飞行速度达到2马赫以上。

不过，从技术指标来看，NK-32发动机不如F-35战斗机使用的F135涡扇发动机。F-135发动机重1.7吨，涵道比为0.57，不到NK-3K发动机的一半。然而F135发动机最大推力达到18吨，新版推力达到22吨，推力重量比超过10，远远超过NK-32发动机7的推力重量比。

从这两款发动机可以分析出，大涵道比大推力发动机开加力发展空间不如小涵道比大推力发动机，4台F135自重更轻，也能为200吨级的大型轰炸机动力。

可见大涵道比大推力发动机开加力，并不是发展方向，大涵道比大推还是以不加力为主，这样才能体现大涵道比大推的性能优势，

航程大，省油。

B-2A与F118-GE-100涡轮风扇发动机

F118-GE-100涡轮风扇发动机是通用公司为B-2A量身打造的一款

非加力涡扇发动机

，

直径1.18米，重1500公斤，最大推力7.8吨，推重比5.9。

因为是非加力涡扇发动机，B-2A不能超音速飞行，最大起飞重量也只有170吨。

B-1B与F101 -GE-102加力涡扇发动机

F101 -GE-102加力涡扇发动机是通用公司研制，

单台推力6.5吨，开加力推力达到14吨，发动机重量为1814公斤，推重比7.7。F101的涵道比约为2

。四台F101发动机最大推力达到56吨，使得B-1B能够达到1.25马赫的速度，最大起飞重量为216吨。因为是加力发动机，其最大特点就是载弹量大，约61吨（内置34吨外挂27吨）。

B-52H与TF33-P-3/103型涡扇发动机

TF33-P-3/103型涡扇发动机由普惠公司研制，为了达到220吨的B-52H起飞，使用了八台发动机。TF33-P-3/103发动机，单台最大动力为

7.7吨

。

通过上述四款轰炸机性能和发动机参数分析：

1、轰炸机要想超音速飞行，必须改加力版，因此轰-20要想超音速飞行，需要开加力版本，或者在涡扇-15的基础上，改为大涵道比，既能省油，又能超音速飞行。

2、轰炸机如果不想超音速飞行，可以使用一块大涵道比大推力发动机，这样更省油，航程更大，因此轰-20可以使用涡扇-18或者涡扇-20，不加力推力可达20吨，那么将是一款300吨级的大型轰炸机，或者在涡扇-15的核心机基础上，量身定制一款不加力涡扇发动机，改成大涵道比，这样更省油，航程更大。轰-20就可以达到200吨级隐身战略轰炸机。

B-2A、B-1B、和B-52H同框

总结：涡扇-20作为大推力发动机，在大型运输机使用方面已经达到世界先进水平，甚至于比C-17的F117-PW-100非加力涡扇发动机更高一筹。

但是在战略轰炸机方面，还需要轰-20的定位到底是隐身还是超音速进行研制，或者用涡扇-20，或者用涡扇-15的增大涵道比版。

下面我们再看国际上主流的民用大飞机和大推力发动机

根据民用大飞机的飞行距离分为中短程大飞机与洲际远程大飞机，比如我们的C919和C929.

中短程的大飞机主要有：波音737（MAX）A320系列 和C919

C919大飞机与LEAP-1C、CJ1000A

LEAP-1C是C919确定使用的发动机，由CFM提供（通用与赛峰合资公司），为双转子，大涵道比直驱涡扇发动机，是典型的

第四代大涵道比涡扇发动机

，

涵道比约为11，推力13-14吨

。

与之相比，CJ-1000A作为C919的国产发动机，为双转子，大涵道比直驱涡扇发动机，涵道比约为9，推力约13-14吨。风扇直径约为1.95米，风扇扇叶采用三维宽学，顽劣设计，数量为18片，材料为，tC4钛合金，低压压气机为三级，高压压气机为十级。

在涵道比，总压比，涡轮前温度等大涵道比，涡扇发动机的关键指标上，CJ-1000A都达到了国际上典型的第四代大涵道比，涡扇发动机的水平，但受限于国内相对薄弱的航发材料基础，在叶片材料和机匣材料上仍然较为保守，只达到国际第三代涡扇发动机的水平，这会导致发动机整机的重量较大，对经济性产生一定的影响。

综合评价，现阶段的CJ1000A处于第三代和第四代之间的技术水平

A320系列、波音737系列与CFM56、LEAP-1发动机

中短程大飞机A320系列与波音737系列都采用的是相同的发动机，之前是CFM公司的

CFM56系列，以后统一使用LEAP-1系列（C919统一型号的A和B型），其实CFM公司与通用公司是一会事。只是为了统一，以后都使用LEAP-1系列而已。上面讲了LEAP-1C发动机，A和B型是根据A320与波音737系列的型号和航程不同定制的发动机，他们的核心机是一样的。那我们主要看一下CFM系列发动。

CFM56-7，直径为1.55米，24个叶片宽弦风扇，推力为12-13吨。

CFM56系列发动机是赛峰公司和通用公司的产品，横扫了全球航空市场，主要为A-320和波音737系列提供发动机，CFM56发动机被称之为民航发展史上最成功的发动机机型。距首台CFM56-3发动机在波音737CL飞机上运营以来已经过去了25年，目前仍有24000余台正在运营。CFM56发动机家族中两款最受欢迎的衍生型号——配装空客A320的CFM56-5B和配装波音737NG的CFM56-7B发动机，在2020年前在役数量仍将保持增长。不过再好的产品都会被取代，CFM国际公司希望在2020年完成CFM67-7向LEAP发动机的完整过渡，CFM56系列发动机也将完全停产。

CFM56-7发动机

洲际大飞机：C929、波音787和空客A350、330NEO

说到这些宽体客机大飞机使用的大推力发动机，首先就要看罗罗公司。这些飞机使用的都是罗罗公司研发的发动机，A350使用的是遄达XWB发动机，A330NEO使用的是遄达7000发动机，波音787使用的是遄达1000发动机。

罗罗公司目前市场上主要的4款大推力发动机：遄达1000 TEN、遄达XWB-97、珍珠15和遄达7000发动机，分别为波音787、A350、庞巴迪公务机环球6500、A330NEO提供动力。预计到到2020年初，罗罗公司在宽体客机引擎上实现超过50%的市场份额。

我们以A350为例，A350有三个型号，A350-800、A350-900、A350-1000，座级为276、315、369，

航程约15000公里

。都是使用的罗罗公司的XWB发动机，A350-800、A350-900使用的是XWB-84发动机，A350-1000客机是XWB-97发动机，其中

XWB-97发动机的推力达97000磅，约44吨

。即便是航程在12000公里的A330NEO使用的

遄达7000发动机，推力也达到了了68000-72000磅，约30-32吨。

因此对于C929来说，12000公里的航程，起码需要30吨级的大推力发动机。这也就是 CJ2000发动机（AEF3500），计划推力达到

35

吨。对于CJ2000来说，什么时候能够交付，就要看CJ100A的交付时间了，预计在CJ1000A交付5-10的世界CJ2000就能交付（使用同一个核心机，从而研发一个大推预计得10年。）

2018珠海航展上的CJ-2000（AEF3500）

总结：在民用大飞机方面，我们的长江系列大推力发动机，已经全面启动，CJ 1000A，对标的就是最先进的

LEAP-1发动机发动机，性能基本接近。CJ2000对标的就是遄达7000发动机，

中国的民用市场，无论是民航还是物流对大飞机的需求量非常大，这会极大的推动国内航发产业的发展，对于大推力发动机的国产化速度大大加快。

细数国际主流的涡扇航发，中国航发已经起航

小涵道比中推方面，

涡扇-19性能接近EJ-200和F414发动机的水平，未来还将继续升级。

小涵道比大推方面，

涡扇-15从推重比和涵道比以及推力上面，以及与F119和AL-41F-1-117S属于同一级别发动机。涡扇-15下一阶段就是提高使用寿命，这与航发产业发展密不可分。但是小涵道比大推无疑我们已经达到世界先进水平。

大涵道比大推力发动机方面：

战略轰炸机和大型运输机发动机：涡扇-20作为不加力大推力发动机，在大型运输机使用方面已经达到世界先进水平，甚至于比C-17的F117-PW-100非加力涡扇发动机更高一筹。但是在战略轰炸机方面，还需要轰-20的定位到底是隐身还是超音速进行研制，或者用涡扇-20，或者用涡扇-15的增大涵道比版。

在民用大飞机的发动机上，长江系列发动机直接对标的就是当下国际一流发动机，CJ 1000A，对标的就是最先进的LEAP-1发动机发动机，性能基本接近。CJ2000对标的就是遄达7000发动机。

现在网上还有很多的信息，说中国航发落后20年，希望看了这篇文章之后，能够认识到中国航发的自主创新发展，多线并行，多点开花，当然现在还不是中国航发崛起的时候，毕竟我们次啊发展了几十年，虽然在研发上达到了世界先进水平，但是在航发产业的发展上还是差距较大，但是非常幸运的是，我们的民航大市场，会需要大量的大飞机，这些大飞机将带动航发产业的发展，航发产业发展，技术升级，管理精细，工业精湛，新材料不断应用，到到那时候，将是中国航发崛起之时。

这个时间不会很长，2030年就是中国航发大放异彩的时刻。

最后，向所有为中国航发事业做出贡献的每一个工作者，致敬！

附件：

GE90发动机是由通用电气公司下属的GEAE"通用电气航空发动机公司"研制的的大涵道比商用超大推力涡扇发动机。

GE90-115B这一型号的发动机是吉尼斯世界纪录所记载的世界上推力最大的航空发动机，地面台架试验中曾经达到过56.9吨的最大推力。

GE90-115B发动机

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