最近在网上见到黄皮歼20A的照片

最近在网上见到两张黄皮歼20A的照片。其装备的发动机和量产版歼20装备的以往任何一台发动机都不一样。主要技术特点是发动机本体比歼20以往装备的发动机本体更短。尾喷口的外调节片很长，比此前装备的WS10C和WS15发动机的外调节片都要更长，外调节片前缘和机身锯齿非常接近。其实这台发动机很早前就已经出现了，此前也是装在一架黄皮歼20A上。

更早前出现在一架黄皮歼20A原型机上的长喷管发动机

网上普遍把这台长喷口外调节片的发动机称为WS15发动机，此前我们也猜测这台发动机可能就是WS15。但是9.3月阅兵中歼20A上装备的新发动机出现后，推翻了我们此前的猜测。很明显那台尾喷口调节片非常长的发动机肯定不是WS15发动机。因为按照官方公开的信息，WS15发动机已经批量生产，并装备在歼20A和歼20S战机上。但是这台长喷管的发动机从未出现在任何一架量产型歼20战斗机上。也就是说这台发动机还没有量产，它不可能是WS15。真正的WS15发动机就是9.3阅兵上歼20A装备的那台发动机。

歼20A和歼20S战机上装备的就是WS15发动机

关于9.3阅兵上歼20A装备的WS15发动机，有人称其为WS10C2发动机。其技术特点是发动机本体比WS10C发动机大概短了0.2米左右。其尾喷口的外调节片比WS10C的位置更靠前。也就是调节片前缘更接近机身锯齿。从长度上来判断，这台发动机的叶盘要比WS10C发动机少两级。这就意味着这台发动机的结构和WS10C差别已经很大。肯定不能算做是WS10C的改进型号。它正确的型号应该是WS15。

歼20S装备的也是WS-15发动机

看过我们航空发动机系列文章的朋友们应该都知道歼20上装备的几种发动机的发展历程。歼20服役时装备的是WS10B发动机，这个2011年年底央视在新闻中有过正式官宣。而且歼20服役时采用的WS10B发动机已经有三维矢量喷口。这个型号的WS10B发动机还在2018年参加过珠海航展。WS10B发动机是在太行发动机基础上更换高推核心机发展而来，所以叫做太行发展型发动机，不叫太行改进型发动机。

为了给WS10B尾喷口留出偏转空间 尾喷口和机身锯齿间留有明显缝隙

WS10B发动机的基本结构是3-6-1-2。也就是三级风扇，六级高压压气机，一级高压涡轮，二级低压涡轮。这个二级低压涡轮就是从太行发动机上继承下来的。所以WS10B发动机实际上是由几种发动机的部件串装出来的。风扇和低压涡轮是太行的。核心机是新的30公斤流量核心机。而加力燃烧室和尾喷口是从AL31FN那里搬过来修改设计的。至于为什么要在AL31FN身上打主意，那是因为我们大修AL31FN时仿制过AL31FN的部件。而且这样可以尽可能压缩研制时间，赶上2011年歼20的首飞。

可以清楚地看到喷口两侧间隙不同 喷口明显朝一侧偏转了

而太行原来的尾喷口是引射喷管，采用的双层结构太复杂不适合改造成三维矢量喷口。而AL31FN的尾喷口改成矢量喷口就比较方便。WS10B发动机的性能比F119低了不少，如果没有矢量推力能力，和F22近距离空中格斗并没有把握。正是因为使用了AL31FN的部件，导致很多人把WS10B发动机误认成了AL31FN发动机。其实歼20从未用过AL31FN发动机。而且WS10B发动机的尾喷口是有矢量偏转能力的，这和AL31FN发动机是完全不同的。在很多歼20照片上都可以看到尾喷口是可以偏转的。国内的军事专家也说过WS10B发动机是有矢量推力能力的。陕西人民出版社出版的《中国试飞》一书中，也明确说过歼20试飞的时候配备了矢量发动机试车台。

《中国试飞》中提到为歼20的试飞工作配备了矢量发动机试车台

因为高推核心机的直径更大，所以WS10B发动机的涵道比变成了0.25。此时的涡轮前进气温度还是原来太行发动机的涡轮前进气温度，大概在1752K左右。按照深圳卫视新闻中透露的数据，此时WS10B发动机的中间状态推力是90千牛以上，加力推力144千牛。WS10B发动机的中间状态推力要比太行发动机大22.45%。当然这里说的是90千牛以上，以上多少没说。但是按照涵道比推测，可能在96-97千牛左右。比太行发动机高了31%-32%。

WS10B的中间状态推力超过90千牛，加力推力为144千牛

如果不换高推核心机靠太行的核心机，这是无论如何都做不到的。而且也无法解决太行发动机的涵道比过大问题。太行发动机的涵道比在0.78左右，完全不适合超音速巡航。而WS10B发动机的涵道比是0.25，已经比较适合超音速巡航了。当然有点偏低了，不过为了能赶上歼20的首飞只能忍了。2018年在央视的一个节目中提到歼20每分钟战斗巡航52公里，折合2.55马赫。比F22的2.25马赫的最大飞行速度都高。而且这个所谓的战斗巡航可能还不是歼20的最大飞行速度。据此分析，装备WS10B发动机的歼20应该也具备超音速巡航能力。

WS10C尾喷口和机身锯齿间没有间隙不是矢量喷口 又可以用回引射喷管

到了WS10C发动机，涡轮前进气温度提高到了1850K左右。但是发动机的基本结构没有变。所以发动机的本体长度也没有变。此时的WS10C发动机加力推力在161.87千牛，推重比已经达到9.7。不过因为WS10B和WS10C发动机的涵道比只有0.25，明显有点偏小了。而F22的F119发动机涵道比是0.3。这显然不利于WS10C进一步提高推力以及节油。所以到了WS15发动机就完全抛弃了原来太行发动机的风扇和低压涡轮，设计了新的风扇和低压涡轮。

歼20S用的也是WS-15发动机

这样基本结构变成了3-6-1-1。也就是三级风扇，六级高压压气机，一级高压涡轮，一级低压涡轮。这个就是WS15发动机。因为少了一低压涡轮和一级低压涡轮间的涡轮导向叶片。所以发动机本体短了0.2米左右。这就是我们看到WS15发动机尾喷口外调节片比WS10C的外调节片前缘更接近机身锯齿的原因。WS15发动机的涡轮前进气温度可能已经提高到1950K左右，目前加力推力可能在17吨左右。这个就是多年前高推核心机计划中提到的小涵道比加力涡扇型号要达到的175千牛加力推力。

30公斤流量核心机做成小涵道比加力涡扇加力推力可以到175KN

那么那台尾喷口最长的发动机是怎么回事呢？其发动机本体比WS15更短，它是WS15的改进型吗？从WS15发动机的结构来看已经实现了多年前的计划目标。再修改进一步精简结构已经不可能了，因为再改就要动核心机结构了。而改了核心机结构那就等于重新研制核心机了，还要从核心机到验证机，再到原型机重新走一遍研制流程。这相当于重新研制一型全新的发动机，显然是不可能这样修改设计的。

30公斤每秒流量的高推核心机

也就是说那台长尾喷口的发动机的结构相对WS15已经完全不同了。它不可能是WS15的改进型，而只能是另一台核心机完全不同的发动机了。当然WS15还有一定改进潜力，可以把涡轮前进气温度进一步提高。比如提高到2100K左右，此时的加力推力可能达到181.37千牛，也就是18.5吨。此时的推重比已经是10.87了。这个型号应该叫WS15A发动机了。当然如果把变循环发动机的技术作一些下放，涡轮前进气温度可以进一步提高，那么加力推力可能就提高到19吨以上了。是否要这么做那就要看需求了。

从161.86到181.37KN体现了WS10C到WS15的技术演进

那么那台长尾喷口的发动机到底是怎么回事呢？这台本体最短的发动机，其核心机肯定也是更短的。也就是说它有可能是在35公斤流量核心机基础上发展过来的新一代变循环发动机。35公斤流量核心机的高压压气机是五级，和WS19发动机是一样的。以35公斤流量核心机为基础研制的变循环发动机基本结构也更为精简，估计是2-1-5-1-1。也就是两级风扇，一级核心机驱动风扇，五级高压压气机，一级高压涡轮，一级低压涡轮。

这台变循环发动机为保持气动外形一致所以喷口调节片最长

相比WS15发动机，这台变循环发动机少了一级高压压气机转子叶片和级间的静子叶片。所以发动机的长度在WS15的基础上又短了0.2米左右。这就是我们看到黄皮歼20A的发动机尾喷口调节片比WS15的尾喷口调节片更靠前的原因。为了不改变发动机尾部的气动布局。所以这台发动机的尾喷口调节片是最长的，这样就不用修改歼20尾部的气动布局了。

中科院的变循环发动机方案 基本结构是2-2-3-1-1

也就是说这台变循环发动机可能是一台双外涵的变循环发动机。至于是否采用了级间燃烧技术尚未可知。但是很有可能是有级间燃烧室的。因为此前公开的中科院热工物理所研制的那台变循环发动机就是有级间燃烧室的。另外如果没有级间燃烧室那发动机性能可能比不过美国的变循环发动机。因为美国研制的两种变循环发动机采用的都是三外涵结构，循环参数调节范围更宽。美国研制的两种变循环发动机都没有采用级间燃烧技术。而我们采用级间燃烧技术后，在性能上就可以碾压美国的那两款变循环发动机。而且在结构上更简单，控制率也更简单。这样可以还减少制造和维护的复杂程度，也可以降低成本。