我国六代机机载设备系统模型

前面一篇文章我们讨论了我国WS15发动机的改进，提到WS15的改进潜力还是很大的。那么我们国家第六代战斗机的发动机会在WS15的基础上改进而来吗？要说WS15发动机确实有这样的改进潜力。实际上国内已经在太行发动机和高推核心机基础上进行了改型研制变循环发动机的试验，可以作为研制六代机配套变循环发动机的技术基础。不过在太行发动机基础上研制变循环发动机属于技术探索性质，因为太行发动机的推力对于六代机的动力来说偏小了。在WS15发动机的基础上研制变循环发动机有一定的可能性。

WS15已经搭载歼20A首飞

说到这里可能有人会说，我们还有多种高超音速发动机技术已经研制取得突破，可以直接研制高超音速战斗机作为第六代战斗机。甚至前一段时间歼20总师杨伟也出来放风，说第六代战斗机也有可能飞高超音速，具备进入太空的能力。但是但凡对第六代战斗机的技术有一点了解的，都应该清楚这不过是战忽而已。虽然我们已经拿到了研制高超音速战斗机的关键技术，而且我们将来也一定会有这种类型的作战飞机。但是要将其研制出来投入现役是要付出巨大代价的。而且研制这个项目属于超高技术难度、超高成本、超高风险项目。其成本决定了其装备数量将非常少。

我国MD-22鸣镝高超音速试验飞行器

即便能研制出来，和现在战斗机的概念肯定也完全不同了。飞行速度非常高，导致机动性变差，转个弯可能都要一两百公里，可能很难和前几代战斗机空战。而且其作战任务、使用战术和前几代战斗机的区别也会很大。最重要的是以目前的技术成熟度，在2035年前研制成功的可能性基本上没有。但我们却不可能让六代机等到2030年以后服役。中美间的战略博弈在加剧，解决国家统一问题也迫在眉睫。我们需要尽快拿到第六代战斗机，以便保持在第五代战斗机上取得的技术优势。所以高超音速战斗机目前还指望不上，最起码第六代战斗机的进度是赶不上了。

那么在WS15发动机的基础上改型研制变循环发动机可行吗?只能说技术可行，WS15发动机的核心机也有相当潜力，但这不是我们的最佳选择。因为WS15发动机毕竟是第五代战斗机的动力，其涡轮前进气温度只有1925K左右。而第六代战斗机配套的发动机，其涡轮前进气温度至少需要达到2300K左右，推重比要达到12以上。而美弟研制的XA100和XA101两种变循环发动机推重比也就在12左右。而且研制六代机动力也不是简单地提高涡轮前进气温度和扩大涵道比就完了。

变循环发动机的结构比上一代发动机要复杂很多

第六代战斗机普遍将采用变循环发动机，发动机的结构将发生非常大的变化。发动机的外涵道要增加一到两个，变成双外涵道甚至是三外涵道。而且各外涵道还要增加活门用以调节涵道比。高低压涡轮的级数可能都会增加，因此变循环发动机的结构将远比上一代发动机复杂。发动机的结构重量也将大幅增加，这会严重影响发动机的推重比，因此就需要进一步提高涡轮前进气温度。要想达到12个推重比，这一次涡轮前进气温度提高200K可能都不够了，可能要提高300-400K。其中100-200K用以抵消结构重量的增加。

我国高推核心机技术参数

WS15发动机的加力推力目前只有17.3吨左右。如果要在WS15发动机的基础上研制六代机使用的变循环发动机，需要改进的幅度是比较大的。涡轮前进气温度至少要提高到2300-2400K。而WS15使用的高推核心机工作温度只有1850-1925K的样子，这样差距太大，需要改进的幅度太大。所以不如在下一代核心机基础上开始研制。如果我们在WS15发动机的基础上改进到推比12，那工作量就相当于从头开始研制一型下一代发动机的核心机，并在此基础上完成发动机型号的研制。

一种三外涵道变循环发动机的基本结构

因为我们还没有像F135那样走出提高涡轮前进气温度的那一步。如果像F135一样，已经提高了110K的涡轮前进气温度，那就相当于发展了一个半代左右的动力。那么距离六代机的动力就没那么远了，我们就有可能在WS15的基础上继续改下去了。但是我们现在还没有在WS15的基础上走出提高涡轮前进气温度的那一步。所以从现在这个位置来看，六代机动力没有必要在WS15基础上研制。

35公斤流量核心机是研制六代机动力的一个很好选择

事实上我们还有更好的选择，而且不止一个。第一个选择是在35公斤流量核心机上研制。第二个选择是在推比15核心机上研制。实际上在程荣辉总师接手WS15发动机的研制工作以后，就另起炉灶搞了一个更大的核心机。这个核心机的流量是35kg/s，5级高压压气机，1级高压涡轮。推重比12起步，推力可能在20吨以上。完全可以作为我国研制六代机动力的技术基础。这是一个选择，还有一个性能更好的选择，就是我国推重比15一级的核心机。

我国有望在世界上首先研制成功推重比15一级发动机

2013年左右，中科院院刊上刊登了一篇文章，提到了我国下一代涡扇发动机，其推重比为15。这台发动机的核心机采用了新原理的压气机，即对转压气机技术。我们知道传统的高压压气机，其相邻的两排转子叶片的旋转方向是一样的，因为它们都固定在同一个转子上。但是对转压气机的相邻两排转子叶片不在同一个转子上，而且旋转方向相反。因此可以将压气机转子叶片间的定子叶片全部取消，这几乎能将高压压气机的重量减轻近一半。而且对转压气机的单级压比大幅提高，能够超过2，而通常的压气机只有1.6左右。因此压气机的级数大幅减少，所有这些都可以帮助对转压气机大幅减轻重量，提高推重比。

新原理高推重比发动机实现整机装配集成

只是这个核心机的进度稍慢，这台核心机于2016年研制完成。2020年2月22日，中科院工程热物理研究所在官方公号发表《研究所2019年十件大事评选》，其中有一件大事是这样的：新原理高推重比发动机实现整机装配集成。这个工作可能就是我国推比15一级发动机的验证机完成装配集成。目前有可能已经进入原型机阶段。有望能赶上我国第六代战斗机首飞。如果进度慢了，可能只能拿来改进六代机了。

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