在2022年中国航空产业大会的主旨报告上,中国一航集团公司科技委副主任刘大响院士曾透露,涡扇15发动机已经装机歼20开始试飞。这个消息既令人振奋,又让人遗憾,因为美国XA100变循环发动机已于2020年12月首次点火。可见,由于半路杀出了涡扇10C这匹“黑马”,涡扇15不得不推倒重来,以致进度大幅拖延,虽然现在终于在装机对象上试飞了,但XA100也来了,中美在航发领域的差距似乎有增大的趋势,事实果真如此吗?

XA100的初始推力至少可以达到200kN,即20.4吨的推力,而涡扇15的最大推力值有好几个说法,但都在19吨以下。且按照GE的预期,XA100的推力最终还可以提升10%以上。至于推重比,差距也很大,XA100虽然刚刚出道,但其起步推重比就是12的级别(很可能有水分)。而老涡扇15推重比的指标是9,新涡扇15即使应用一些新技术,推重比也很难超过10.5,可见12是WS15必须以最大力度挖潜才能实现的极限推重比。

更大的差距在,在同样重要的高空高速性能和油耗上,涡扇15也逊于XA100。作为变循环发动机,XA100采用了新颖的三涵道比设计,即在传统涡扇发动机双涵道结构的基础上,加了一个“中间涵道”,通过对内涵道和中间涵道气流交汇点压力差的干预,XA100能够实现可变涵道比。

因此XA100存在两种典型的工作模式,一个是中间涵道顺畅流通,此时大部分气流经过核心机,发动机出口压力较高,高空推力强劲,此时XA相当于涵道此为0的涡扇发动机,即涡喷发动机,可以称之为“近涡喷模式”。另一个是中间涵道关闭,大部分气流从最外侧的涵道通过,此时XA100相当于大涵道比涡扇发动机,巡航耗油很低,可以称之为“大风扇模式”。

在需要加速或加大推力的场合,XA100将开通“近涡喷模式”,把几乎所有的气流都导向核心机,以获得最大的高空推力。因为高空空气稀薄,很大程度上靠进气面积增推的涡扇发动机推力大幅下降,如波音737NG所用CFM56-7B发动机的实际巡航推力大约2100公斤,而它的地面推力却可以达到12吨。而没有外涵道的涡喷发动机推力下降幅度要小得多。