航空发动机行业报告：从经营物质到经营风险（109页）

行业报告下载 2021年12月31日 07:57 管理员

纵观发动机发展史，航空涡轮发动机的发展可以划分为四代。第一代发动机采用单级高压比离心压气机、加力燃烧室等关键技术增加发动机推力；第二代发动机的双转子技术、可调静子技术的应用使得总压比和工作稳定性大幅提高，推力和油耗得到显著改善；第三代发动机采用了众多新技术，包括高效气动设计技术、全权限数字式电子控制系统等，并开始应用单晶叶片和复合材料，满足了战斗机高机动性的需求，大大提高了推重比和工作稳定性；第四代发动机的一体化加力燃烧室、隐身结构和涂层、矢量喷管等技术大大提升了发动机推重比和信号特征，可靠性、耐久性成倍增长，全生命周期费用降低。近年来，美、俄等国纷纷宣布开始研制下一代战斗机发动机。美国将自适应发动机确定为空军下一代战斗机的动力形式，开展了持续的技术成熟与风险降低工作；俄罗斯新一代发动机采用新型冷却系统，压气机和涡轮叶片都采用了新材料，不论是节油性能、使用寿命，还是推力都有显著提高。未来，随着新技术的不断融合，传统燃气涡轮发动机将不断改进、提高综合性能，推重比也有望得到进一步的突破。根据Global Security关于涡扇15的介绍，目前我国最先进的发动机是涡扇15发动机，推重比可达10，最大推力可达16吨，但与美、俄两国相比，我国战斗机发动机的综合性能仍存在较大提升空间。

随着流体力学、热力学、结构力学、材料学、控制理论等航空发动机相关学科的不断发展，战斗机发动机沿着综合性更高、耗油率逐步降低、结构更紧凑、费用更低可靠性和耐久性更高的方向发展。根据《战斗机发动机的研制现状和发展趋势》（林左鸣，2006），推重比直接影响战斗机的迅速加速与爬升特性、高空作战能力和机动性。战斗机发动机的推重比，第一代为3.0~4.0；第二代为5.0~6.0；第三代为7.0~8.0，其改进型达到8.0~10.0；第四代为10左右。战斗机发动机的涡轮进口温度，第一代为1200~1300K；第二代为1400~1500K；第三代为1600~1750K，改进有所提高；第四代达到1800~2050K。总增压比对不加力工作条件下发动机的效力和耗油率有很大影响。战斗机发动机总增压比，第三代为25左右，改进型提高到30以上；第四代为 26~35。耗油率亦是衡量发动机经济性的重要指标。其最大加力耗油率呈现增长趋势，而最大推力状态耗油率呈现小幅降低的趋势。战斗机发动机的最大推力状态耗油率已从1.0-1.2kg/（daN·h）下降到第4代的0.6 -0.7kg/（daN·h）。