配備太行發動機的殲10C，太行終於完全成熟了
配備AL-31FN發動機的殲-10C，注意噴口的區別
近日網上出現了國產殲-10C戰鬥機圖片，從圖片來看殲-10C已經裝上國產太行改進型渦扇發動機，並且塗上了灰色塗裝，表明飛機即將交付，國產太行發動機終於行了。
國產太行發動機成熟也標誌着中國航空發動機工業掌握了對轉渦輪技術。這個技術也是WS-15發動機關鍵技術，從這個角度來講WS-15應該為期不遠，國產航空發動機春天已經到來。
太行發動機採用了對轉舉足渦輪設計
國產太行發動機是中國在上世紀80年代研製第三代渦扇發動機。它在技術上參考了CFM56發動機核心機，因此外界認為國產太行發動機與美國F110渦扇發動機相當或者相近。不過從相關資料來看，太行發動機利用後發優勢，採用了對稱渦輪設計，這個設計是第四代渦扇發動機典型設計，例如F119渦扇發動機就採用了對轉渦輪，而F110渦扇發動機則採用同轉渦輪設計，技術要比後太行發動機落後。
現代渦扇發動機原理是通過燃料燃燒將空氣加熱膨脹，將熱能轉移化動能推動飛機前進。發動機工作所需要的空氣主要由風扇、高壓壓氣機來完成，它們負責把空氣“吸”進燃燒室燃燒。不過風扇和高壓壓氣機本身沒有動力，驅動它們的動力就來自發動機本身。高溫高壓燃氣衝出燃燒室首先就帶動高壓渦輪和低壓渦輪，前者負責驅動高壓壓氣機，後者為風扇提供動力。所以現代航空發動機一個關鍵指標就是渦輪前溫度，就是高壓渦輪對於高溫高壓燃氣承受能力，它決定着發動機推力上限。
高低壓渦輪分別帶動高壓壓氣機和風扇
第三代及以前渦扇發動機高壓渦輪和低壓渦輪採用同轉設計，也就是說高、低壓渦輪向同一個方向旋轉。這種設計相對簡單，技術也比較成熟，有助於降低航空發動機研製難度。不過它的缺點也非常明顯，首先就是發動機體積和重量增加，重量是發動機最重要指標。發動機重量降低1公斤，飛機結構也會降低1公斤，整個飛機重量就會降低2公斤，所以推重比是發動機分代最主要標誌。另外高、低壓渦輪同向轉動會對機體產生陀螺效應，從而對飛機操縱產生不利影響，降低飛機操縱性能和機動性能。
隨着戰鬥機發展，對於發動機性能要求越來越高，要求發動機具備更高推重比。在這種情況下，傳統同轉渦輪劣勢越來越明顯，這樣對轉渦輪就出現了。對轉渦輪就是高、低壓渦輪按照相反方向旋轉，這樣設計優點比較明顯，首先低壓渦輪可以利用高壓渦輪旋轉預旋轉，這樣就能夠減少導向器葉片甚至可以取消導向器，從而縮短發動機轉軸長度，降低發動機體積和重量。另外還可以減少或者消除渦輪旋轉陀螺效應，提高戰鬥機操縱和機動性能。由於對稱渦輪具備上述優點，所以國內外航空發動機技術人員均認為未來高推重比航空發動機採用對轉渦輪是趨勢。當然對轉渦輪設計對於發動機氣動、結構等方面要求較高，難度和製造難度加大。
F119渦扇發動機採用了對轉渦輪設計
波音787客機的GENX發動機也採用了對轉渦輪設計
美國從上世紀80年代在航空發動機上面採用對稱渦輪設計，第一種採用對轉渦輪設計的就是F119渦扇發動機，它採用了1+1對稱渦輪，這種結構發動機內流與同轉相近，相對簡單，難度較小，不過單級渦輪提供預旋不足。所以又出現了1+N設計，例如F135發動機就採用了1級高壓渦輪加2級低壓渦輪設計。另外美國新一代民用大涵道渦扇發動機-GENX也採用了對轉渦輪設計。
前面說過，太行發動機雖然在上世紀80年代就開始研製，不過中國航空發動機技術人員已經注意到新一代航空發動機發展趨勢，加上國內也在着手預研下一代高推重比發動機-也就是WS-15前身項目，所以太行發動機採用了對轉渦輪設計，一來可以降低太行發動機體積和重量，提高發動機性能。二來可以為下一代高推重比發動機積累經驗。從現在來看這個選擇應該是正確的，太行發動機成熟，標誌着中國已經掌握了對轉渦輪技術，為WS-15乃至未來高推重比發動機發展打下了堅實的基礎。
太行成熟了，WS15發動機也不遠了
當然太行發動機也為這個選擇付出了相當大代價，新世紀初太行發動機設計定型一大攔路虎就是發動機振動偏大，經過對振動現象進行分析之後技術人員認為渦輪是一個誘因，為此對太行發動機轉、靜子零部件逐一排查，不斷改進渦輪轉、靜子部件結構，同時完善渦輪轉子裝配和平衡設計。經過這樣一系列改進，發動機整機振動水平得到有效降低，滿足了設計要求。
太行發動機研製成功，標誌着中國已經掌握第三代軍用渦扇發動機技術，而對轉渦輪也為第四代渦扇發動機發展打下了堅實的基礎，從這個角度來講，我們看到WS15發動機或已為期不遠。
