从5个方面，为您讲述：
　　1，涡扇10的发展史
　　2，涡扇10A的寿命
　　3，涡扇10A服役
　　4，涡扇10A，涡扇10B，涡扇TVC矢量
　　5，涡扇15和涡扇20
　　
　　1，涡扇10的发展历史和辛酸 6park.com
　　80年代初，随着美国的F15，苏联的su27相续问世，三代战机开始全面普及，而中国这时候只有二代机歼8，并没有掌握三代机的生产技术，防空力量和国家地位严重不相符，和欧美形成代差，中国领导人感到形势非常严峻，生产一款国产的战斗机发动机已经成为迫切需要。涡扇10项目，是我国为了国产一款和AL31和F100性能相当的国产发动机。并且成为成都J10和沈阳J11等新一代战斗机提供动力。WS-10项目得到了最高领导人的直接支持。 6park.com
　　WS10是为第三代战斗机提供动力而设计，在沈阳黎明发动机制造公司研发中。WS-6项目的放弃并不意味着中国放弃了独立的飞机发动机制造。1980年，中国开始实施高性能推进系统初步开发（HPPSPD）计划，重点开展发动机零部件的基础研究。1982年3月29日，《航空周刊》和《航天技术》发表了一篇题为“中国等待CFM-562型涡轮风扇出口”报道说，中国已经购买了两台CFM-56II涡轮风扇发动机来替换中国三叉戟客机的发动机。 6park.com
　　CFM-56商用发动机是通用电气F101发动机的衍生物，该发动机最初是为20世纪60年代为载人战斗机设计的，美国国防部担心这种出口，因为CFM-56是基于F101-GE-102发动机的核心，该发动机用于B-1B轰炸机，后来通用在这个基础上又研发了F110和F118。1984年，美国空军根据F101的设计选择了通用公司的F110发动机作为F-16发动机。F110还运用在日本F-2战斗机和美国海军的F-14战斗机，F110衍生物F118为B-2轰炸机提供动力。 6park.com
　　尽管有这样的抗议，美国政府仍然授权这种出口。美国人当时敢卖给中国就是断定中国不可能仿制的，对自己技术有着压倒性信心。后来我们通过和苏联采购su27项目，也让我们接触了土星AL31的发动机，这样让我们相对容易的接触到当时世界上最先进二大国家的第三代发动机，为中国接下来开发WS10的源代码打下基础。 6park.com
　　1986年1月，邓小平通过了中国涡扇发动机发展新计划。
　　1987年，606所（沈阳发动机设计研究院中航一号）正式启动WS10研发。
　　1989年，开始生产原型机，
　　6月12日开始采购配件清单。
　　7月，在624所召开了高压压缩机三大重要部件的会议。这三部分包括：7级高压压缩机，带喷气雾化器的短环形燃烧室和气膜冷却叶片。没有这些主要部分，WS10核心引擎就无法解决。在未来，核心发动机将能够成为中推力和小旁路比涡轮风扇的推重比为8。在中国航空工业中，这种核心发动机被称为中间推力演示涡轮风扇核心发动机。 6park.com
　　1990年底，WS10被列入“国防科学技术工业委员会”五年计划中的18项重大科技项目。 6park.com
　　1991年
　　1月，完成了WS10和中间推力演示发动机的概念论证。
　　2月，先后完成了初步设计和主要锻件和铸件图纸，主要零部件加工图纸被发给各分厂。为了加快核心发动机外管线安装，仅用了4个月就完成了发动机金属模型。发动机制造由403厂承担，涉及中国21个工厂和研究部门。 6park.com
　　1992年3月开始初步试验，在此过程中，我国在复杂定向凝固叶片锻造、短环形燃烧室制造、异形叶片扩压器精密锻造和压缩机电子束焊接等7项技术上取得了突破。中国这一次举国科研，一下提高了10年的技术水平，9个月后。 6park.com
　　1992年
　　11月18日，WS10的第一个成品离开了工厂。
　　11月24日，固定在地面测试平台上。
　　12月3日，晚上11:20，发动机首次成功启动。
　　12月12日，在第十一次试验中，发动机达到其最大转子转速，所有试验参数正常，初始最大推力122千牛。 6park.com
　　之后的10年左右，WS10的研发并不是很顺利，经常出现局部故障，主要是材质质量上不去，中国科学家为了摸索这个过程花费巨大时间和努力。 6park.com
　　2001-2002年，WS-10开始在Su-27上飞行测试。
　　2003年，人民解放军日报，报道了WS-10，说我们空军在J11上进行测试，战斗机同时搭载AL31F和WS10，这是2003年WS-10处于关键发展阶段的主要证据。
　　然而，2004年12月，中国军方还是向俄罗斯购买了250台AL-31FN发动机，已经服役的单发J10，用的更加稳定的AL31F，而不是用WS10
　　这充分说明，截止2004年底，一向谨慎的中国军方并不是很满意WS10的测试结果，对WS10还是有所顾忌的。 6park.com
　　2004年7月20日，一架苏-27，试飞员丁三喜。从延良机场起飞，进行WS-10发动机试验。在试飞时，丁三喜突然听到一声巨响，然后左发动机停机。飞行员丁三喜立刻断定是WS10机械故障，然后他决定用另一台AL31发动机着陆。经过四个月的调查，直接原因就是WS10验证发动机轴承故障。

　　
　　2，涡扇10的官方最终验收和测试数据 6park.com
　　WS10的问题并不在于不是先进的电脑生产，主要是还不能想出制造可靠热轴承喷气发动机的合金复合材料。正因为如此，WS-10往往有叶片破裂，把碎片吸入发动机。中国WS-10的初始型也比原来的AL-31涡轮风扇寿命短，金属合金会断裂，无法承受高温。涡轮风扇也有“假脱机”问题。对于中国工程师来说，这远比先进的计算机化生产机械更为迫切。 6park.com
　　此外，WS-10项目拖太久，推力比不够强大，不足以和F-22的F119、已经正在开发的第四代中推F135相提并论，也就是美国人开始研发第四代中推时候，我国连第三代中推核心问题还没有解决，随着台海危机，炸大使馆，撞机事件的一系列影响，中国工程师和中国军方感到空前压力，这个期间中国只能通过不断加大购买俄罗斯的su30和AL31F并且生产J10填补国防缺口。 6park.com
　　2005年5月，终于传来好消息，终于出现重大进展，对于中国人来说，2005年是我国军用发动机新世纪元年。 6park.com
　　2005年5月11日，
　　历时19年，不断完善和改良的WS-10终改型原型机，在606研究所开始耐久寿命试验，这说明WS10进入最终验收大考阶段。这一阶段包括两个重要的测试操作：耐久寿命测试，全寿命测试。这两项试验是对发动机可靠性最严格的试验。
　　从2005年5月11日开始，到2005年11月10日结束，历时6个月，期间WS10轻松度过连续点火40小时单次最长耐久测试，以及4000小时的全寿命测试，在4320小时之后，WS10停止功能，现场一片欢呼！WS-10终于通过了全寿命测试。，没有任何失败，WS-10项目经过19年的工作终于完成。 6park.com
　　WS-10是一种高功率、高推力重量比和低旁路比的发动机，具有12级结构，包括3级风扇、9级定子、一级高压压缩机和一个低压压缩机。为了WS-10的发展，我国在跨音速涡轮、气膜冷却叶片、电子束焊接一体化风扇转子、挤压油膜阻尼器、金属刷密封、高能点火器、可变弯度进口导叶和收敛/发散喷嘴等航空技术和材料方面取得了近300项突破。汽轮机联合冷却叶片采用定向凝固共晶高温合金等高科技材料，经得起5000次无裂纹试验。 6park.com
　　事实上，WS-10引擎的意义超出了引擎本身。联合国安理会五个常任理事国均生产和拥有核武器。但是，只有4个能独立制造现代战斗机用涡轮风扇。缺席的是中国。WS10的诞生是中国开始填补战斗机发动机空白的里程碑。WS10的研制成功，不仅把中国带到三代引擎的俱乐部，也让中国和美国的差距缩小到了30年内，而最重要的是，中国找到解决现代高强度发动机材质的核心方法，也储备了大量技术和培养了众多专家，尤其是江和甫教授居功至伟。他几乎参与了WS13，WS10，WS15，所有涡扇的设计。为发动机全面赶超打下坚实的基础。 6park.com
　　2006年2月25日，中航集团正式宣布，WS-10型涡扇发动机正式获得设计认证，代号WS10A，命名为“太行”！

　
　　不同的国产现役军方战机，如J16，J15，J20，J10都大量安装WS10A或者10B发动机，说明发动机已经解决了核心问题。 6park.com
　　3，涡扇10，通过军方考核并大量采购
　　虽然06年中航宣布完成WS10A，并且有军方代表参与，谨慎的空军还是奉行现实主义，再试飞成为最好检验方式，在07-09年，经过三年大量试飞后，期间没出现较大问题，军方终于表示，国产发动机已经到了可用的程度。之后越来越多搭载着WS10A发动机的J11出现在媒体上。之后军方在09年一次性给606下了296台发动机的订单，并在2012年前交货。 6park.com
　　2014年11月11日，WS10A整机出现在珠海航展上。 6park.com
　　2014-2016年，我们看到不同的国产现役军方战机，如J16，J15，J20，J10都大量安装WS10A或者10B发动机，说明WS10A从WA10B的升级，最大推力增加到142千牛，并且寿命更久，可靠性更强。并且得到解放军的认可和肯定，已经累计制造和出货至少500台以上。 6park.com
　　2018年10月，我们在珠海航展上看到了最新的WS10矢量型
　　这是中国发动机技术突飞猛进的原因之一。 6park.com
　　据新华报业网报道，南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心陈光教授团队在国家973计划等资助下，经长期研究，在新型航空航天材料钛铝合金方面取得重大跨越性突破。相关成果Polysynthetic twinned TiAl single crystals for high-temperature applications(高温PST钛铝单晶)于2016年6月20日在线发表于Nature Materials(《自然材料》)。  6park.com
　　航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。航空发动机被誉为飞机的心脏，叶片则是航空发动机中最关键的核心部件，其承温能力直接决定着发动机的性能，尤其是推重比。 6park.com
　　美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下简称4822)合金替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片，使单台发动机减重约200磅，节油20%，氮化物(NOx)排放量减少80%，噪音显著降低，用于波音787飞机，2007年试飞成功，2009年正式投入商业运营，成为当时航空与材料领域轰动性的进展。 6park.com
　　陈光教授团队的研究成果在材料性能上实现了新的大幅度跨越，所制备的PST TiAl单晶室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708MPa，抗拉强度高达978MPa，实现了高强高塑的优异结合。更为重要的是，该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637MPa，并具有优异的抗蠕变性能，其最小蠕变速率和持久寿命均优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1~2个数量级，有望将目前TiAl合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上。 6park.com
　　通用GEnx发动机 6park.com
　　为缩短我国与欧美发达国家的差距，国家已将航空发动机和燃气轮机列为“重大科技项目”，并于2016年3月正式成立了“中国航空发动机集团有限公司”。 6park.com
　　北京航空材料研究院曹春晓院士指出：“通常，镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃，即为一代新合金。陈光教授团队发明的TiAl单晶合金，一下将承温能力提高了150~250℃以上，是重大突破，属引领性成果。这项关键材料技术诞生于我国，是我们国家和民族的骄傲与自豪！不仅对我国的航空航天事业的发展具有重大价值，有助于中国飞机有一颗更强的‘中国心’,也必将对维护世界和平、促进社会发展起到积极作用。” 6park.com
　　科技部先进结构与复合材料主题专家组组长、北京航空材料研究院副总工程师张国庆研究员指出：“高温合金是‘重点新材料研发与应用’国家重大工程的关键研发内容之一，轻质高强材料是国家新材料领域的重要发展方向。TiAl合金因其优异的比强度和高温性能，已成为有航空航天应用前景的新型高温结构材料及传统高温合金的未来替代材料。南京理工大学陈光教授团队研究成功的‘PST高温TiAl合金单晶’大幅度提高了高温性能，显著改善了材料塑性，对于新型轻质高温结构材料的发展和应用具有非常重要的意义”。 6park.com
　　长期从事高温结构材料研究的中国科学院金属研究所袁超研究员认为：“陈光教授团队采用纳米孪晶强韧化方法制备的单晶TiAl不仅强度高，室温塑性更是超过6.9%，属于金属间化合物研究的重大突破。一方面，这种发现有可能应用于其他金属间化合物，引领新一轮金属间化合物研究热潮，具有重大理论意义。另一方面，高塑性为其真正工程应用奠定基础，具有重大工程意义”。并指出：“该成果是中国原创，绝对世界领先。建议国家加大支持力度，尽快完成该合金全面性能测试，真正应用于我国航空发动机的叶片制造”。
　　
　　珠海航展一鸣惊人的眼镜蛇，展现TVC超强机动性，且不知3年前我国就掌握这样发动机技术，并且安装J11D之上。 6park.com
　　4，涡扇10A，涡扇10B，涡扇TVC矢量 6park.com
　　2011年7月，新款的J10B搭载着WS10A曝光，要知道作为单发的J10，唯一发动机质量好坏关乎到驾驶员生死，试飞驾驶员又是优秀驾驶员，生命的宝贵价值远远大于发动机本身，军方也不会机毁人亡的代价去换取一个测试风险，这足以充分说明WS10A的发动机质量是得到军方充分认可的。 6park.com
　　WS10从原型机，到正式定型的WS10A，再到后来改良的WS10B，其实WS10AB应该算一个阶段。而TVC应该算是另外一个阶段，它带来机动性的大幅提升。 6park.com
　　而真正让人振奋的是，2018年的珠海航展，一家搭载TVC矢量J10B，完成超机动性，能够执行普加乔夫眼镜蛇。这显然是WS10系列的新版本。说明中国掌握了TVC的技术，TVC喷嘴采用致动器辅助的移动花瓣，类似于通用电气的轴对称矢量排气喷嘴，这个技术在涡扇发动机中是通用的，这等于说明，中国可以随时在后续的WS15和WS19等发动机中投入TVC。 6park.com
　　其实，中国在2015年5月之前就应该掌握了TVC矢量技术，新款J11D第一次飞行由一种新WS10变种提供动力，这种变种提高了可靠性和推力。只是到了2018才借珠海航展正式对外公开。那么单发的J10TVC后机动性大幅提升，那么双发的重型先进J11D又可想而知。 6park.com
　　WS10原型机，最大推力122千牛
　　WS10A，最大推力132千牛
　　WS10B，最大推力142千牛
　　WS10TVC，最大推力142千牛 6park.com
　　　5，涡扇15和涡扇20 6park.com
　　涡扇-15，代号为峨眉，立项为高推力比10发动机，是沈阳、西安带头联合几十个军工企业，共同研发的国产涡扇高推力比，总师是经验丰富的江和甫。他之前也是WS13的总师，将用第四代核心J-20的引擎。 6park.com
　　其实，WS10和WS15是二者是并行的，是独立的，二者在绝大地方都有同理性，WS10的总师是张恩和。WS15的总师是江和甫，二者各自带着专家组研发不同目标。15开发确实有于10积累下来的基础，在WS10研制过程中，中国解决了300多项技术上的难题，在WS15研发过程中，又进一步解决了单晶叶片等高温合金等材料困扰。 6park.com
　　2005年X月，在10A最终验收之前，WS15的第一台高推重比10以上的核心机被制造出来，第一次地面点火，就轻松完成最大动力为36000磅，160千牛，这比10A有着大幅提升。之后安装在高台测试。核心机的研制创造了了80多项当时的中国第一纪录，刷新的高推重比发动机带来的新数据。 6park.com
　　2006年2月27日，国家立项认证会顺利召开， 6park.com
　　2011年，沈阳606官宣WS15已经完成主要测试，实现提前交付验证机，这说明WS15进入到第二阶段，根据试飞审核的数据和指标，来决定下一步的生产定型。发动机一般经历三大阶段，分别是预先研究，工程研制，使用发展。到了使用发展就是可靠性增长和改进优化。 6park.com
　　2018年12月，中航工业对集团内部成果颁奖，代号XX15发动机获得了发动机外内涵匹配优化设，和改进整机动力学特性，异常载荷分析及基于分析结果的结构优化获得二等奖，这说明什么？举个简单的例子吧，你要去优化它，首先你要有整台实体机啊，实体机啊，明白了，这是WS15已经到了使用发展的最终阶段的直观证据。WS15已经到了研发最终尾声，距离正式定型已经为时不远了。那么涡扇15的性能如何呢？ 6park.com
　　首先你要明白，WS15是高推力10以上的项目，那么推力比10的标准就是和美军F135一样的，180千牛，也就是说WS15必须超过180千牛的指标，这也是验收最基础的参照，按照WS10的发展实践来看，WS10推力比7的指标到了后来完成8，那么WS15初始推力比10能不能到11呢，如果最终定型的WS15的推力比到达11，那么他的最大推力将达到197-200千牛。很难想象一个在30年前还不能制造三代机发动机的国家，竟然在30年之后成功研制出和当今世界科技最强的美国现役最好的F135发动机一样推力的国产发动机，即便现在不能领先美国，也至少和美国的差距极大缩小了。 6park.com
　　向伟大的无私奉献的发动机科学家，致敬！ 6park.com
　　
　　5-2，涡扇15，研制和艰辛 6park.com
　　2000年以后，中国在航空领域取得了丰硕的成果。在空气动力学布局设计中，电子设备、武器系统、雷达系统等已接近或已达到世界领先水平，但唯独在航空发动机方面一直受到批评，由于西方技术的封锁、俄罗斯对技术转让的限制、中国航空发动机的发展可以说是很难。然而，航空发动机是关系到国家安全、突出大国地位的重要设备。中方意识到，这是改革开放以来中国经济的重大发展，并已开始大量投资于研究和开发。 6park.com
　　在战斗机引擎竞赛中，参加者越少，就表明了一个事实，即没有一个国家能够忍受金钱和时间对发动机发展的黑洞。俄罗斯、英国和法国必须退出游戏或者与其他国家合作。通过拥有丰富的资金和先进的技术，美国已经成为投资未来航空发动机的最强大的参与者。现在一个新玩家参加这个昂贵的游戏，她就是中国。 6park.com
　　中国从WS-10开始，加入三代机推力比7以上的高端俱乐部，英国计划和美国合作F119的技术，但是美国人并不提供关键技术转让，法国人在M-88-3之后，法国也没有新的发动机开发项目。俄罗斯还在优化于AL31的改进型，艰难的把推重比提升到10边缘，而全球在持续烧钱玩高推力比10以上发动机的，只有中美。未来二国其一将会是未来地球天空的霸主。 6park.com
　　如今中国的GPD已跃居世界第二，外汇储备已超过日本，成为世界第一。中国航空运输业正以两位数的速度增长。此外，中国的地缘政治状况，如朝鲜半岛和台湾海峡，在任何时候都严重地不利于打破军事冲突。因此，从战略高度看，中国具有发展航空发动机的动力。中国和美国可能是唯一两个为发动机项目提供数以千亿美元的资金国家。从WS-10引擎来看，中国雄心勃勃的战略是如此清晰。 6park.com
　　但是中国要成为伟大的发动机制造商的道路还很长，WS-10B推重比可能达到8，总体上比AL-31F要好。即使WS-10赶上F-110，它仍然是80年代水平技术的产物。可以说WS10A的问世，让中美在发动机领域的差距缩小到30年，WS10B的问世，让中美差距缩小到20年，WS10矢量的问世，让中美差距缩小到15年，如果推重比一下提升到10的WS15问世，毫无疑问中美的差距将缩小到5-10年。 6park.com
　　中国国有制造企业有很多不足，但他们想方设法成为海外航空巨头，如波音和空客的承包商，并在项目管理方面学到太多。此外，中国军队现在可以向私营公司开放一些装备生产，甚至向一些外国注册的中国人拥有的公司开放。WS-10发明的意义就像中国1966年爆发第一枚原子弹的意义。这证明中国有能力生产高推力比发动机。如果中国能够保持经济增长，坚定不移地投资于开放和健康的航空业，其航空发动机制造水平很有可能超过世界上的任何国家。 6park.com
　　
　　高台试车，看得出来区别吗？ 6park.com
　　ws-15“峨眉”航空发动机是中国为第四代战斗机研制的高推力比10矢量发动机。（等一下，我有说矢量吗？我怎么说矢量了，真的有矢量吗？）它是由来自606,624,614,410,430和113个研究所的专家组织的。看吧，是不是举国科研，能上的都上了。 6park.com
　　核心机于2005年4月首次测试，2011年，中航完成了WS-15验证机交付。大规模量产预计在2020年。
　　2005年4月，首次测试WS-15发动机的核心发动机
　　2005年11月10日，一母同胞兄弟WS10完成最终验收 6park.com
　　在涡轮风扇飞机燃气涡轮发动机中，空气在操作期间在风扇模块、可选的增压模块和压缩模块中加压。通过风扇模块的一部分空气被传递到旁路流中，并用于产生推动飞行中的飞机所需的一部分推力。通过可选的增压器模块和压缩模块引导的空气与燃烧器中的燃料混合并点燃，产生热燃烧气体，该热燃烧气体流过涡轮级，从涡轮级提取能量，为风扇、增压器和压缩机转子提供动力。 6park.com
　　风扇、增压器和压缩机模块具有一系列转子级和定子级。风扇和增压器转子通常由低压涡轮(LPT)驱动，而压缩机转子由高压涡轮(HPT)驱动。尽管风扇转子和压缩机转子通常以不同的机械速度工作，但风扇和助力转子与压缩机转子气动耦合。 6park.com
　　通常希望使用包括来自高旁路商用发动机或具有中等风扇压力比的中旁路发动机的压缩机、燃烧器、高压涡轮(HPT)和低压涡轮(LPT)的发动机芯作为具有较高风扇压力比的低旁路比发动机的构件。进入高压压缩机(HPC)的升压压力和温度在低旁路衍生发动机中通常显著高于原始的高旁路发动机。 6park.com
　　这通常要求由于芯体的最大物理芯体速度和/或最大压缩机排气温度能力的机械限制，芯体中的最大操作气流被限制到低于其完全设计校正的气流能力。期望找到一种方法，使原始发动机核心气流在其全部势能下运行，同时显著增加风扇压力与旁路流的比率，以最大化衍生发动机的推力势。 6park.com
　　中国的WS-10太行发动机的推力-重量比约为8，而最新的15型峨眉发动机的推力-重量比为10，那么对比一下，普惠的F119推重比是9，F135的推重比是10，俄罗斯的AL41-30推重比是9.5，通过以上比较，WS15将比F119和AL41-30先进是毫无疑问的，完全已达到世界顶级水平。这个标志中国在发动机领域的水平超越了师傅俄罗斯，当然俄罗斯的科学家们一定不会承认这一点。 6park.com
　　WS-15的发展打开了中国在航空发动机领域的反攻大门，被批评的“心脏病”已经不复存在。如果航空发动机是现代工业王冠上的宝石，那么中国将不可避免地让这颗宝石发出耀眼的光芒… 6park.com

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版主:院子于2020_01_31 16:37:13编辑
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