航空大涡扇的研发制造难点到底在哪里？

某方的航空发动机技术被形容为一直落后世界先进水平。其实在涡扇10以及改进型号大范围应用、涡扇15为代表的第4代航发喷薄欲出的时代，严格意义上在军用大推力发动机的技术上，某方已经距离世界最强水平追的不简单。当今全球有12吨以上推力的第三代航空大推的国家或者国家集团，只有三家。而整个欧洲虽然航发实力不弱，但是至今却没有一种成熟的三代大推。因此可以说在这点上，某方起码把差距从原先的60年追到了20年以内。但是在航空大涡扇上，则差距仍然巨大，说距离世界最先进水平，差距仍然有50年都是谦虚的。当前全球，在航空大发上基本并驾齐驱的就是美英两家。而美方确实是全球唯一的各种航发都领先的全优生。航空大发其实本来就不分民用军用，用在民机上就是民用，用在军机上就是军用。这方面除了美英，连后面可以追赶的第三家都没有。前苏联推力最大，用在安124和安225上的T18发动机。

只相当于GE在七十年代中期的水平；而某方现在涵道比并不算大，推力仅仅在15吨级别的的WS20至今仍未公开装机。推力在30吨级别的还在远景规划中，至于50吨推力级别的根本还没计划。这点上和世界先进水平的差距确实有50年以上。那么航空大涡扇的研发难度，到底在哪里呢？大涵道比涡扇发动机是指涵道比4以上的涡扇发动机。由于大涵道比涡扇发动机的耗油率低、噪声小，被广泛用于大型民用和军用运输机以及其他大型亚声速飞机如加油机、预警机、反潜机等。 大涡扇发动机的巨大推力，根本上来源于他的巨大口径和高速风扇带来的极大的空气流量比。正是在短时间可以吸收巨量的空气并且通过风扇压缩有再向后喷出，才是这类航空大发的推力动辄有几十吨的关键所在。而大口径的风扇往往只有一级，也就是只有一层，既要高速自旋，又要确保在大雨、大雪甚至冰雹沙暴天气中确保这一级风扇的安全可靠工作，就是一项相当高的技术和工程要求。

大尺寸风扇是大涵道比涡扇发动机的特有技术。随着发动机涵道比的增加，风扇向着大直径、低压比方向发展，其设计要求是效率高、噪声低、重量轻、抗外物损伤能力强。在三维黏性CFD设计方法的基础上发展起来的掠形叶片可以降低叶片进口气流相对马赫数，减少激波损失，进步风扇效率和流量。掠形叶片使风扇叶片效率进步3%~5%，空气流量增加3%~10%。由于前掠叶片的失速裕度比后掠叶片的大，因此前掠叶片更受人们的重视。 在材料、结构和工艺方面有无凸台宽弦空心钛合金叶片和树脂基复合材料叶片。前者用超塑性成型、扩散连接工艺制成，后者由增韧环氧树脂、石墨纤维预浸带缠绕，然后用模压成型。此外，凯夫拉复合材料缠绕的多层包容环和叶片圆弧形榫根等也值得引起重视。

其实整个航空大发最大的制造难度就是这个最前面的大风扇叶片。当年罗罗因为叶片材料不过关，屡试屡败，几乎彻底放弃航空大发的国际竞争，在放弃的最后一刻，好歹坚持下来，才基本解决了问题。而美国GE当年也是问题重重，最后在复合材料的叶片前缘，采用凯夫拉装甲材料进行局部强化，也才最终解决问题。而某方现在仍然在全力攻关上一代的钛合金金属叶片，仍然没有开始复合材料叶片的探索。这也是差距大的一个最大因素。

除了大直径和大展弦比的叶片，航空大发的高压压强机部分也有难度。高压比多级高压压气机是大涵道比涡扇发动机的关键技术。民用发动机的总压比有不断进步的趋势。

军用发动机的高压压气机压比一般仅仅为为6~8，还没有超过10的，但是民用发动机的一般为12~20，GE90的10级，在后来的GE90-115B中减为9级。高压压气机的压比更达到23，均匀级压比为1.37，都是所有实用中发动机的高压压气机之最。正在研制中的PW6000发动机的高压压气机以6级达到11的压比，均匀级压比近1.5。研究中的均匀级压比为1.4~2.1。所涉及的技术包括全三维黏性CFD分析技术、先进型掠形叶片、串列叶片、弯曲叶片和倾斜叶片、吸附式叶片和主动稳定性控制。其他有关高压压气机的关键技术有叶尖间隙控制、机匣处理、整体叶盘和整体叶环等等。