涡扇20在世界处于什么水平?说句实话吧,涡扇20只是美国九十年代的水平,可幸运的是,美国在原地等了中国30年。 涡扇20作为国产大涵道比涡扇发动机,推力能到13至16吨,涵道比约8:1,翻修间隔接近6000小时,总寿命大概1.5万小时。 单看这些参数,确实能对应到美国九十年代的技术水平。美国1995年列装的PW2040发动机,推力比涡扇20略高,但涵道比只有4.8:1,远低于涡扇20的8:1,不过当时美国还有CFM56-5C这类发动机,推力范围能覆盖14到24吨,和涡扇20的推力区间重合,而且总压比已经达到34到40:1,和涡扇20的技术指标处在同一层级。 涵道比大意味着发动机更省油、更安静,涡扇20的8:1涵道比放在九十年代的美国,确实算不错的水平,但美国当时已经有涵道比6到8:1的发动机应用在波音777上,比如PW4084,所以这种设计理念在当时的美国已经成熟。涡扇20的油耗比俄制D-30低10%,比C-17用的F117-PW-100低20%,这种省油能力看着亮眼,可放在美国九十年代的技术背景下,其实就是当时主流大涵道比发动机该有的表现,CFM56系列在九十年代就已经靠着类似的涵道比设计实现了低油耗。 翻修间隔接近6000小时、总寿命大概1.5万小时,这两个可靠性指标也贴合美国九十年代的水平。美国当时的CFM56-3发动机,翻修间隔已经能达到7000小时以上,总寿命接近2万小时,涡扇20略低一些,但差距不大,属于同一技术梯队的正常波动。而且涡扇20采用的单晶涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘这些关键部件,美国在八十年代末九十年代初就已经广泛用在PW4000、F117-PW-100等发动机上,全权限数字式电子控制系统(FADEC)也是美国九十年代发动机的标配,涡扇20的这些技术特征,本质上是对美国九十年代成熟技术的追赶和应用。 说美国在原地等了中国30年,并非美国故意停滞,而是九十年代后市场和需求导向让美国调整了研发重心。当时美国的CFM56、PW4000等民用发动机已经垄断全球市场,赚得盆满钵满,没必要在同级别军用发动机上投入过多资源。美军的C-17运输机用的F117-PW-100发动机性能已经过剩,能满足战略运输需求,再搞新的同级别发动机性价比不高。于是美国把资源转向了战斗机发动机,比如F-22的F119、F-35的F135,还有更大推力的民用引擎如GE90,在涡扇20对应的这个推力级别的大涵道比军用发动机领域,三十年来基本没有换代产品,技术迭代自然慢了下来。 这就给了中国追赶的机会。中国之前在大涵道比发动机领域一片空白,运-20初期还得依赖俄制D-30发动机,推力只有12.5吨,产能和维护都受制于人。涡扇20的研发过程,其实就是用二十年时间填平美国九十年代就已经跨过的技术鸿沟。从材料到工艺,从控制系统到整体集成,一步步攻克单晶叶片的耐高温难题、粉末冶金涡轮盘的制造精度,最终实现了设计权、制造权、改进权的完全自主。 现在涡扇20量产线全开,月产能能到3-4台,这直接导致近三年俄制D-30发动机的进口量暴跌82%,彻底摆脱了被“卡脖子”的风险。更关键的是,涡扇20积累的技术还产生了溢出效应,为长江-1000A这类民用大涵道比发动机的研发铺平了道路,这种从无到有的能力突破,正是在美国技术停滞的这三十年里实现的。要是美国在这三十年里继续深耕同级别军用大涵道比发动机,不断迭代升级,中国想要追上恐怕要付出更多时间和代价。 虽然美国在战斗机发动机和超大推力民用发动机领域仍有优势,F135、GE9X这些型号的性能确实领先,但在涡扇20主攻的中型大涵道比军用发动机领域,美国的技术停留在九十年代的水平没动,这就给了中国实现并跑的机会。涡扇20的参数和性能刚好对上了美国九十年代的技术基准,而美国的停滞又让中国有了追赶的窗口,两者叠加,就形成了“涡扇20是美国九十年代水平,美国等了中国30年”的现实。这种追赶不是简单的复制,而是在现有技术框架下实现自主化,为后续的技术升级打下了基础,毕竟掌握了基础才能谈超越,而这个基础,刚好是美国三十年前就建好的,只是没再往上添砖加瓦而已。
