歼-20终于要换矢量发动机了？中国太行系列航发亮相珠海！

记得在2021年的第十三届珠海航展上，中国航发动力展出了FWS-10“太行”型涡扇发动机的最新技术改进版本，相比原先展出的FWS-10型，2021年展出的FWS-10型发动机似乎使用了碳纤维复合材料喷口，极大地降低了结构重量。

▲2021年珠海航展上展出的太行发动机

此外，该型FWS-10型发动机的机匣、附件、外部管线等也有不同程度的技术改进，提高了设计的合理性和科学性，改善了勤务性能。当时和大伊万一起观展的某大佬就提出，该型“太行”发动机，搞不好就是配装歼-20型战斗机的型号。

而在今年的珠海航展上，FWS-10“太行”发动机不仅展出了，而且还以一整个系列的形式展出，大伊万稍微看了一下，中国航发的展台上居然展出了四台“太行”系列航空发动机，且这四台发动机外形各不相同。

两台熟知的发动机，位于展台中央、以一比一等比例模型（当然也有可能就是真货）展出那台“太行”发动机，该型发动机算是“太行”发动机的“经典款”。我们知道“太行”发动机单纯从喷口外形来看都有好几个技术改进型：

▲歼-11BS使用太行发动机试飞成功

比如早期的“太行”发动机使用的是较短的喷口，安装在试飞院歼-11型飞机上试飞时，长度比原本配装的AL-31F型发动机足足短了一截，看起来就跟发动机被硬生生“砍掉”了一样非常不协调。大伊万在高中的时候，一度对此耿耿于怀。

不过，后来真正实际批产装机的“太行”发动机实施了技术改进，尤其是修改了喷口的外形，就此形成了太行发动机的“经典款”。当然该型“经典款”也有多个亚型，譬如两节式的发动机尾喷管，有些调节片长、有些调节片短、有些引射段的颜色是灰色、有些和喷口一样是金属原色，但是几个技术特征在这些亚型上都有体现：

一是金属原色的发动机喷口，使用最多的喷口颜色的银白色，当然后来也有过灰色之类的，在经过长时间使用后，发动机喷口上往往会带上滑油油迹等污物，看起来有脏兮兮的感觉；

二是引射喷管，“经典款”的“太行”发动机外层喷管和内层喷管随动，但发动机的喷口扩张或者收敛调节，主要由发动机内层的引流调节片进行，等于是发动机有两层喷管。这种设计可以一定程度上降低发动机的红外特征，有利于战机的红外隐身性能，但是却较大地增加了结构重量。目前除了法国的M88型发动机和美军早期的F`100型发动机，新研制的航空发动机已经很少见到这种引射喷管的设计了。

▲配备新款FWS-10的歼-16

因此，到了最新的歼-16型战斗机，包括歼-16D随队电抗机上，FWS-10“太行”发动机明显实施过技术状态改进，其主要的改进措施就是取消引射式喷管，使用液压动力连杆带动发动机尾喷管调节片，来直接实现发动机喷口的扩张-收敛动作。

▲欧洲EJ-200型航发喷口

而原先的双层调节片改为单层、加之制造工艺进行了改进后，“太行”发动机的尾喷管外形发生了比较大的变化，变得更像是欧洲的EJ-200型航空发动机了，由此形成了“太行”发动机的“进阶型”，目前歼-16基本上都普及了“进阶型”“太行”。

从此次展出的这款等比例的“太行”发动机来看，虽然很多人认为它是配装歼-16系列战斗机的“太行”发动机的“进阶款”。但大伊万认为，从它比较长的喷管引流段、比较短的调节片，还有调节片上铆钉的位置来看，该型“太行”发动机，应该算是“太行”的“经典款”。主要用于配装的可能是早期的歼-11B型战斗机，有部分歼-10C型战斗机也可能配备了这一型号的“太行”。这一“太行”改进型的数量目前正在越来越少，正在被太行的“进阶版”逐步取代。

而另外三台“太行”发动机就相对好认一些了，摆在靠近中国航发展台中央位置的，很显然是现阶段用于配装歼-20型战斗机的“太行”发动机，话说该型发动机其实还是比较好认的：

一方面，它使用了碳纤维复合材料尾喷管，这使得歼-20型战斗机在使用国产发动机的情况下，喷口呈现出黑色的光泽，看起来非常好看。同时，该型“太行”发动机连机匣都采用了复合材料制造，这让它的机匣也同样呈现出黑色的色泽，且表面摸上去有些黑色的网格状纹路，这都是复合材料的材料特征。

同时还有一个值得注意的细节——由于考虑到红外隐身的需求，歼-20型战斗机使用的FWS-10“太行”某技术改进型，又改回了引射式喷管，内层-外层双层调节片非常显著。

同时，同样考虑到隐身性能的需求，歼-20配装的“太行”，采用的是锯齿状喷口，可以有效降低雷达反射面反射特征，这几个性能特点在这台“太行”发动机上均有体现。因此毫无疑问，这台黑色喷口的“太行”缩比模型，就是配装歼-20型战斗机的“太行”改进型。

两台亮眼的发动机！如果说前面这两台“太行”发动机是已经成为现实、批量装机的型号，那么在另一侧的两台“太行”发动机改进型就比较让人吃惊了：

其中一台“太行”发动机，看起来像是一台“进阶版”的“太行”一样，大伊万一开始看到的时候也以为如此，没想到该型发动机的喷口是推力矢量喷口，且可以进行三元推力矢量调节。

▲验证矢量发动机的歼-10B

这一设计和2018年珠海航展上曾飞行表演的歼-10B-TVC型技术验证机配装的FWS-10推力矢量型有较大的不同，歼-10B-TVC上配备的推力矢量发动机使用的是调节片偏转式结构，由每一个喷口调节片实现偏转，所有的调节片偏转后实现喷口偏转，这一设计的工程实现技术难度相对较高，但是优势是对发动机整机推力损耗较小。

▲早期苏-57使用的AL-41F/FS型发动机就是这一原理

而这台发动机似乎没有喷口调节片偏转结构出现，却使用了尾喷管整体偏转形式，其技术原理和俄罗斯研制的、使用万向节结构来整体驱动喷管偏转、实现轴对称推力矢量控制的AL-41F/FS型发动机比较类似。这一设计的优势是结构较为简单，工程实现难度较低，但劣势是结构重量比较大，且发动机推力损失比较严重，最大推力损失可以达到5%到10%之间。这对于整机推重比在7.8左右的第三代航空发动机来说，损失10%的推力是难以接受的，将对整机的机动性能产生很大的负面影响。

但是，目前还不清楚为何好端端的歼-10B-TVC使用的推力矢量，到了这台“太行”的模型上就变成了类似于苏-35S的推力矢量，大伊万认为两个因素：

一方面不排除这玩意儿就是个示意，说白了就是这模型做的不太准确。毕竟相比整体偏转的喷管，要把每一个调节片都做成偏转的模型显然很难做，因此做个差不多的示意图，显示出我们有这个技术实力就够了。

另一方面，即使这个推力矢量型“太行”确实存在，大伊万也并不认为它就一定会装机。毕竟从技术改进的效费比来看，给歼-11B、歼-16和歼-10C型战斗机全面换用推力矢量发动机，在目前第四代战斗机已经挑大梁的情况下显然是不怎么划算的。现有的机动性已经能够有效对抗第三代战斗机（正常人谁狗斗啊？），这就足够了。

而最后一台“太行”发动机，可就真有点意思了……从外形来看，这台“太行”发动机明显科幻了许多，除了使用复合材料机匣，加力燃烧室段也使用了类似于西方先进航空发动机的格栅加强筋网格状结构，很显然发动机外部附件等也都实施过改进，显得更加简洁了。最关键的是，该型“太行”发动机的尾喷口使用了类似于F-22A型战斗机的二元矢量推力喷口！

相比三元矢量推力喷口，二元矢量推力喷口的结构更为简单一些，同时由于偏航方向的推力矢量控制作用相比俯仰方向的推力矢量控制作用较小，因此它的性能也是可以接受的，同时推力损失也比较小。最关键的是，二元推力矢量喷口可以很好地降低机身阻力，同时提高战机后方的隐身性能，被认为是最适宜于隐身战斗机的推力矢量发动机喷口形式。因此这台科幻版的“太行”发动机，自然而然地吸引了所有人的目光。

但大伊万认为，该型发动机理论上起到的，应该是一个“备胎”的作用，类似于美国在上世纪九十年代研发F-119的同时，凭借F-119的技术转移搞出来的一系列F-100和F-110的增推项目。这些增推项目将这两款航空发动机的推力从120到130kn一级普遍增推到了140甚至150kn一级，可以部分满足F-22A型战斗机的性能要求。

大伊万预计这台二元推力矢量版本的“太行”也是同样的技术要求，主打的是在FWS-15型发动机研制的情况下通过承接FWS-15的技术转移拿出来的一个“备胎”，同时也承担着为FWS-15铺路和预先验证的作用。如果FWS-15型发动机的研制一切顺利、能够按照既定时间节点成功装上歼-20，那么也就没有它什么事儿了。

总之，FWS-10型发动机从2006年开始出现在大家的眼前，16年过去了，当年争议颇多的型号，眨眼之间已经变成了苍天大树，成为了世界四大第三代大推力航空发动机之一（另外三者分别是AL-31系列，F-110和F-100系列）。从这其中，我们可以看到中国航空和航发工业前进的脚步。