
长期以来,航空发动机被称为“工业皇冠上的明珠”,其难度不亚于核潜艇与航天火箭。中国在飞控系统、雷达航电、隐身设计、复合材料等领域已与美国分庭抗礼,但唯独发动机仍是最“短的一块木板”。然而,这一代号不明的新型可变循环发动机的出现,或许正在改写这种局面。
从公开信息看,这款发动机采用了三涵道自适应变循环设计。简单来说,就是在传统双涵道涡扇结构基础上增加第三涵道,并通过可调几何机构(活门、导向叶片、涵道面积调节器等)实现涵道比在不同飞行状态下的动态调整。当飞机处于亚音速巡航时,外涵道与第三涵道全开,发动机进入“高涵道”模式,以极低油耗维持高效率飞行;而当战机加速或进入超音速突防阶段时,调节机构关闭部分涵道,让更多气流进入核心机,转为“低涵道”甚至“涡喷”模式,以获得爆发性推力。

美军通用电气公司的XA100和普惠的XA101正是采用这一理念的代表机型。据美方数据,XA100比F135发动机节省23%燃油、提升10%推力、散热能力提高60%,是F-35后续换装的重点型号。而中国此次曝光的高空台试机,无论从三涵道布局还是性能指标,都与XA100颇为接近,甚至更进一步采用了级间燃烧与级间涵道燃烧技术。这一技术取消了传统加力燃烧室,改在前级涵道中布置中间燃烧区,通过气流复燃的方式大幅降低油耗,同时还能在超音速飞行阶段维持高推力输出。
从数据看,这种设计的意义十分重大。假设该发动机以涡扇-15为基础核心机,那么理论最大推力有望达到20至25吨级。若未来装配于中国六代机(传闻中的“歼-50”或“歼-36”)上,将完全能够实现2马赫级别的超音速巡航。更关键的是,强大的能源输出还能驱动兆瓦级发电系统,为机载有源相控阵雷达、定向能武器、全景电子战系统等高耗能设备提供持续供电。若按此推算,六代机的航程可从7000公里提升至9000公里,作战半径接近3500公里——这将让中国空军在亚太地区的纵深打击能力实现质的飞跃。

不过,需要指出的是,这款发动机很可能并非直接为现阶段的六代机项目量身打造。毕竟,参与此次试验的研发单位很可能来自中科院工程热物理研究所,而非传统的中国航发集团。前者主要专注于中小推力发动机与气动热物理原理研究,其样机更像是“技术验证机”而非实用型号。换句话说,这次的成果主要验证了变循环设计可行性与级间燃烧效率,距离真正装机仍需数年工程化和可靠性试验。
美国的变循环项目从F120实验机到XA100原型机,整整走了30年,而中国自2018年公开完成整机验证至今不过7年,就进入了高空台测试阶段,这一进度本身已经说明我国在材料、燃烧控制、加工工艺等方面取得了长足进步。过去我们缺乏的并非思路,而是支撑这些思路的工业体系。如今,随着单晶涡轮叶片、高温陶瓷基复合材料、精密冷却通道铸造等关键工艺成熟,中国航空发动机的“底层逻辑”正在被补齐。

从战略意义上讲,变循环发动机是迈向真正“全域作战”空军体系的必经之路。未来的空战将不再局限于亚音速巡航或高空格斗,而是要求战机在高超音速、高机动、远航程、低油耗之间灵活切换。谁先掌握变循环发动机,谁就能让自己的六代机在能量管理上占据主导地位。美国押宝XA100,中国现在也在同一赛道发力,意味着下一代空中力量的“核心竞争”已经从雷达隐身转移到动力革命。
当然,前路仍艰。可变循环发动机结构复杂、控制算法庞大、热应力难以管理,且需要巨额资金与时间投入。即便现在进入高空台阶段,也未必意味着短期内能装机上天。但正如涡扇-10、涡扇-15从试验机到量产用了近二十年一样,这条路虽慢,却已不可逆转。可变循环发动机的问世,不只是一次技术突破,更是一次工业文明层级的跃升——从追赶到并跑,再到未来的领先,这或许就是“高空台试验”背后,真正值得热血沸腾的意义。