地学前缘论文发表网（地学前缘审稿周期）(5)

耗油率指的是一架飞机的油耗，这直接关乎到飞机的航程和作战半径。当一架战斗机的设计实现了推力和推重比的设计指标以后，尽可能地降低发动机油耗，是保障装备这款发动机作战半径的关键因素。那么现代航发的油耗跟什么有关系呢？这就要引申出下一个概念，叫做发动机涵道比。涡扇发动机由核心机形成的内涵道和风扇动力的外涵道组成，内涵到负责燃烧提供动力，带动自身旋转的同时带动风扇旋转。涡扇发动攻机的动力来自于内涵和外涵道之和，内涵道燃烧带来的高温高压空气从尾喷口喷出的反作用力以及风扇在外涵道形成的拉力是涡扇发动机的动力来源！实际上涡扇发动机是两端一个推一个拉，形成的合力！

以上是涡扇发动机的工作原理，透过原理我们发现，涡扇发动机的燃烧室在内涵道内，油耗业主要来自于内涵道，外涵道本身提供动力但是并不耗油，这也是涡扇发动机比较省油的主要原因。如果内涵道燃烧仅仅维持风扇的旋转，本身不提供动力的话，就是涡扇发动机的一个极限情况，也就是大家看到的涡桨发动机的工作模式。涵道比指的是流经涡扇发动机外涵道和内涵道空气流量的比值，越大，代表外涵道越大，发动机的动力来源于风扇的拉力比例就越多，就会越省油。越小，代表涵道比越小，发动机动力来自于内涵到燃烧作功的推力就越大，也就越费油。但是涵道比大小还直接关系到飞机的推重比，涵道比越小，飞机推重比性能越好，对战机战斗力的加持作用就越大。所以在油耗和推重比之间存在一个矛盾，那就是涡扇发动机越省油，往往推重比性能越差劲，飞机的性能也就越不好。而越费油的发动机，反而推力推重比性能越好。

接下来是可靠性，这个很容易理解了，一款发动机能不能可靠地为飞机提供动力，飞行在天空中不会出现重大的事故永远都是发动机性能的第一指标。一款发动机设计性能指标再好，如果不能很好的保障飞行，飞上天的飞机总会摔了，那么这款发动机的意义何在呢？注意，飞机发动机的可靠性并不等于发动机的寿命，两者之间没有直接关联。可靠性直接关系着发动机的能不能定型并装备部队。2001年，我国涡扇10发动机在研制过程中就曾经在地面试车的时候出现过尾喷口喷叶片的严重事故，涡扇10直到2014年才成熟，原因就在于可靠性问题何难解决！

研发涡扇15的时候，对其性能指标的要求是，中间推力11吨，加力推力19吨，推重比10以上，达到美国F119的水平。这里说明一下，F119的加力推力大概只有18吨，但是性能依然比涡扇15的设计指标要先进，这是因为这款发动机本身重量只有1500公斤，重量远不及我国涡扇15的将近2吨重，推重比在11以上才是F119的最大亮点！

另外就是涵道比方面，我国的涡扇15和F119的涵道比都是0.2级别的，跟三代战机采用发动机普遍涵道比在0.5左右小了一半以上。上面介绍过，只有足够小的涵道比，才能赋予航发足够的推重比，但是足够小的涵道比也在一定程度上加大了战机的油耗。美国起飞重量在34吨的F22作战半径只有700公里，足以说明这款航发的油耗有多么惊人。

三代机的大推力发动机加力推力和涵道比以及推重比数据，大多数此类发动机的最大加力推力在12.5吨起步，后续型号升级版本做到了13.7道15.7吨，达到早期F119的水平。油耗普遍不高，3吨燃油可以让单台发动机航行1500公里以上，属于燃油经济性最成熟的战机航发。目前世界大多数四代战斗机都是装备的此类航空发动机。这些发动机比较省油的主要原因就是0.5左右的涵道比，而最新一代的涡扇15的涵道比减小到了F119的水平，势必也会比较费油。我记得央视曾在2019年公开涡扇15即将定型的消息，俄罗斯媒体第二天就报道说涡扇15会非常的耗油，装备涡扇15之后，歼20的航程会大大缩水。这就是咱们上面提到的耗油量和推重比的矛盾，咱们的涡扇15也不能免俗，没有足够的燃油燃烧，就无法提供足够的动力，所以注定涡扇15是一款最耗油的发动机之一，甚至油耗比美国的F119更大，因为我国的歼20起飞重量比F22大得多！

说到这里，很多小伙伴会反驳我，因为有现成的例子，那就是F35上装备的最大推力在19吨的F135，人家的推重比也不小，油耗并不高，推重比也很优秀。这个确实是，F135实现了推重比和推力以及油耗的最好平衡，但是大家也要看到这款航发实际上是有毛病的，那就是尺寸大，重量大，风扇直径大。这造成了F35肥点的绰号来源和最高只有1.6马赫飞行速度的罪魁祸首。另外F35安装这台发动机是省油了，但是飞行阻力大导致根本无法超音速巡航，这和五代机的要求背道而驰！

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