从项目进展-浅谈我国第四代涡扇发动机WS-15的研制

　　我国共研制了三代军用涡扇发动机，目前正在进行第四代的研制。
　　第一代，WS-5是实验性质，在WP6的基础上增加一后风扇，和国外的起步基本同步。

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2012-3-4 23:59 上传

　　第二代，是以WS-9秦岭为代表，引进消化吸收的英国斯贝发动机，推比为6一级。另一个型号WS-6没有研制定型。

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2012-3-4 23:59 上传

　　第三代，是WS-10太行发动机。推比在8一级，2005年设计定型。目前在继续改型和完善中。

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2012-3-5 00:01 上传

　　我国正在研制的第四代涡扇发动机是WS-15(华山？峨眉山？西马拉雅山？)，推比为10一级。自从J20的2001号机首飞。何时WS-15能装上J20，关系着J-20的性能发挥。那么WS-15处于哪个研制阶段，还需要多久才能设计定型？
　　面对这一问题，首先要搞清楚什么是发动机科学的研制方法，这一科学研制方法又分哪几个阶段。通常我们说的涡扇发动机分为部件、核心机、验证机、原型机、生产、改型六个阶段，如果每个阶段需要5年时间的话，整个研制时间是三十年。有人问了，为何看到美国经常10-15年就研制出一款新型的涡扇发动机呢？那是因为从新闻报道上看，当我们看到一则美国军用发动机的新闻时，往往已经是验证机阶段了。之前的十五年工作，你没有看到，但是人家是真正工作了的。那每个阶段都必须要5年时间吗？不是的。5年时间不是固定的，只是一个大概的约数，如果你在某个阶段只用3年时间，甚至1年时间就完成了，那很好，就可以进入下一阶段。但是不能偷工减料，也不能跳过某个阶段。（某些人喜欢跳跃、跨越。）还有，如果发现之前的阶段有问题，就得退回上一阶段，不能忽略而过。研制一台发动机需要三十年时间，有人觉得太长了。但是实际上，你可以在这一代发动机进入验证机后，就开始下一代的部件预研；在发动机定型后又可以再开始下下一代。所以只要按规律办事，10年出一代发动机是可以做到的。
　　那这六个阶段到底是什么内容？具体细节我也不懂，但是知道个大概。核心机是利用预研的技术和部件，通常是压气机、燃烧室和涡轮这三个主要部件，组成一个最基本的可运转机构，点火运行起来。注意这三个部件要比现有发动机技术提高一代，才能说是新一代核心机。例如涡轮叶片耐热要提高200度、压气机的压比要增加50%等等。

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2012-3-4 23:59 上传

　　验证机和原型机阶段，许多人经常搞混，或者经常忽略验证机阶段。什么是验证机，验证机就是用一个成熟发动机的风扇和外涵道配上我们新研制的核心机，进行试车。例如XF119验证机，用成熟的F100发动机的风扇和外涵道，配合新研制的核心机。为什么这么做？这就是项目的风险控制，只有50%东西是新的，50%是成熟的。这样进行验证，同时就能拿给军方看了。军方也就大概心里有底了。由于外壳和风扇是F100发动机的，所以XF119验证机的涵道比只有0.25。
　　而原型机，就是军方发标，真正两家公司竞标了。军方给一笔钱，让你装上新的风扇和外壳控制器部件。由于在验证机阶段，已经验证了核心机是可靠的，所以这次只有风扇等部件是新的。所以仍然只有50%的东西是新的，50%的东西是成熟的，再次降低整个阶段的风险性。这时，由于换了新的风扇，所以涵道比是0.3了，推力也由验证机XF119的13吨变为了原型机YF119的15吨。所以，如果有人说F119在研制过程中，因为推力不足，中途放大了涵道比，从0.25改为0.3的说法是不正确的。因为人家根本没改，那只不过是验证机和型号机的差异而已。
　　型号机完成后，通过定型考核合格，就进入生成阶段，那就是F119。再改型阶段，那是后话。
　　所以我们总结一下，发动机的研制。不是上面立项拨钱后，把所有的新技术和概念一堆，新发动机就出来了的。之所以要分阶段，就是把任务明确，降低风险，每个阶段有问题，不能留给下个阶段。中途也不要随意更改研制目标，和调整需求。否则，不按科学办事，想偷偷渡过，后面还要花成倍的时间来归还。
　　WS-15的验证机阶段是否充分，是否利用WS-10的风扇进行验证试验；转入原型机研制后，是否又随意更改研制目标，这都关系到项目的进度。在原型机阶段，如果要增加推力，尽可能的应该从风扇入手，而不要再去改动核心机。否则将花不少的功夫和时间。
　　同时，也要认清发动机和飞机的关系。飞机应该以发动机为基础。如果觉得飞机性能不够，首先要求的是要飞机研制单位降低飞机的空重，而不是要求发动机的研制单位提高发动机推力。发动机每提高一吨推力，难度比飞机减轻一吨重量要大十倍。如果飞机设计者不能把飞机做得比F-22更轻，那就不能要求发动机的设计者设计出比F119推力更大的发动机。
　　有人说了，我说了半天废话，关键是WS-15何时能够出来啊？参考F100-PW-229和YF119，他们都是在1990-1991年左右上天。也就是说按科学规律办事的话，WS-15应该和WS-10的推力增强改型以接近的时间同时露脸。但是，这有前提条件，按科学办事。

　　我国共研制了三代军用涡扇发动机，目前正在进行第四代的研制。
　　第一代，WS-5是实验性质，在WP6的基础上增加一后风扇，和国外的起步基本同步。

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　　第二代，是以WS-9秦岭为代表，引进消化吸收的英国斯贝发动机，推比为6一级。另一个型号WS-6没有研制定型。

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　　第三代，是WS-10太行发动机。推比在8一级，2005年设计定型。目前在继续改型和完善中。

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　　我国正在研制的第四代涡扇发动机是WS-15(华山？峨眉山？西马拉雅山？)，推比为10一级。自从J20的2001号机首飞。何时WS-15能装上J20，关系着J-20的性能发挥。那么WS-15处于哪个研制阶段，还需要多久才能设计定型？
　　面对这一问题，首先要搞清楚什么是发动机科学的研制方法，这一科学研制方法又分哪几个阶段。通常我们说的涡扇发动机分为部件、核心机、验证机、原型机、生产、改型六个阶段，如果每个阶段需要5年时间的话，整个研制时间是三十年。有人问了，为何看到美国经常10-15年就研制出一款新型的涡扇发动机呢？那是因为从新闻报道上看，当我们看到一则美国军用发动机的新闻时，往往已经是验证机阶段了。之前的十五年工作，你没有看到，但是人家是真正工作了的。那每个阶段都必须要5年时间吗？不是的。5年时间不是固定的，只是一个大概的约数，如果你在某个阶段只用3年时间，甚至1年时间就完成了，那很好，就可以进入下一阶段。但是不能偷工减料，也不能跳过某个阶段。（某些人喜欢跳跃、跨越。）还有，如果发现之前的阶段有问题，就得退回上一阶段，不能忽略而过。研制一台发动机需要三十年时间，有人觉得太长了。但是实际上，你可以在这一代发动机进入验证机后，就开始下一代的部件预研；在发动机定型后又可以再开始下下一代。所以只要按规律办事，10年出一代发动机是可以做到的。
　　那这六个阶段到底是什么内容？具体细节我也不懂，但是知道个大概。核心机是利用预研的技术和部件，通常是压气机、燃烧室和涡轮这三个主要部件，组成一个最基本的可运转机构，点火运行起来。注意这三个部件要比现有发动机技术提高一代，才能说是新一代核心机。例如涡轮叶片耐热要提高200度、压气机的压比要增加50%等等。

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　　验证机和原型机阶段，许多人经常搞混，或者经常忽略验证机阶段。什么是验证机，验证机就是用一个成熟发动机的风扇和外涵道配上我们新研制的核心机，进行试车。例如XF119验证机，用成熟的F100发动机的风扇和外涵道，配合新研制的核心机。为什么这么做？这就是项目的风险控制，只有50%东西是新的，50%是成熟的。这样进行验证，同时就能拿给军方看了。军方也就大概心里有底了。由于外壳和风扇是F100发动机的，所以XF119验证机的涵道比只有0.25。
　　而原型机，就是军方发标，真正两家公司竞标了。军方给一笔钱，让你装上新的风扇和外壳控制器部件。由于在验证机阶段，已经验证了核心机是可靠的，所以这次只有风扇等部件是新的。所以仍然只有50%的东西是新的，50%的东西是成熟的，再次降低整个阶段的风险性。这时，由于换了新的风扇，所以涵道比是0.3了，推力也由验证机XF119的13吨变为了原型机YF119的15吨。所以，如果有人说F119在研制过程中，因为推力不足，中途放大了涵道比，从0.25改为0.3的说法是不正确的。因为人家根本没改，那只不过是验证机和型号机的差异而已。
　　型号机完成后，通过定型考核合格，就进入生成阶段，那就是F119。再改型阶段，那是后话。
　　所以我们总结一下，发动机的研制。不是上面立项拨钱后，把所有的新技术和概念一堆，新发动机就出来了的。之所以要分阶段，就是把任务明确，降低风险，每个阶段有问题，不能留给下个阶段。中途也不要随意更改研制目标，和调整需求。否则，不按科学办事，想偷偷渡过，后面还要花成倍的时间来归还。
　　WS-15的验证机阶段是否充分，是否利用WS-10的风扇进行验证试验；转入原型机研制后，是否又随意更改研制目标，这都关系到项目的进度。在原型机阶段，如果要增加推力，尽可能的应该从风扇入手，而不要再去改动核心机。否则将花不少的功夫和时间。
　　同时，也要认清发动机和飞机的关系。飞机应该以发动机为基础。如果觉得飞机性能不够，首先要求的是要飞机研制单位降低飞机的空重，而不是要求发动机的研制单位提高发动机推力。发动机每提高一吨推力，难度比飞机减轻一吨重量要大十倍。如果飞机设计者不能把飞机做得比F-22更轻，那就不能要求发动机的设计者设计出比F119推力更大的发动机。
　　有人说了，我说了半天废话，关键是WS-15何时能够出来啊？参考F100-PW-229和YF119，他们都是在1990-1991年左右上天。也就是说按科学规律办事的话，WS-15应该和WS-10的推力增强改型以接近的时间同时露脸。但是，这有前提条件，按科学办事。