今年航展的最大新闻莫过于歼-20的震撼亮相，飞行表演虽然只有短短的60几秒，却为我们展示了至少两个秘密。首先是歼-20拥有推力矢量喷管，看拼图底下的一幅图，这是在航展上歼-20低速通场后，即将左转小角度盘旋爬升。它的两个喷口朝向不同，左边稍微向下偏转。
如果说图片太小看不清楚，那么来看上个月网上出现的歼-20试飞清晰图，将下图（中）的尾部放大，选择对称的点连线（红线），取中点连线（黄线），再画出喷管的延长线（绿线），显然两个喷管的朝向不同。

第二个秘密就是歼-20拥有动力强劲的发动机，不开加力的情况下，依然轻松地垂直爬升而不减速。下面拼图选择几幅歼-20在航展飞行表演中，不同姿态下的图片。从喷管的收敛程度以及喷管外未见到火焰，可以判断歼-20在整个飞行表演中均未开加力。

下图显示，在慢速S形侧身水平盘旋之后，歼-20紧接着转入垂直爬升，发动机依然是未打开加力。因为此时的喷管是略微收敛的，而开加力时喷管是完全扩张的。现场观看歼-20在爬升过程中，并未出现明显的减速，而是直入云霄。

有些航展图片上能看到发动机的加力燃烧室有火焰，那它是不是开加力呢？不是！看下面对比图，图中F-22和F-15是开加力，橙黄色的火焰很长，而歼-20只是在后燃烧室的点火器上有一圈蓝色的火焰。
垂直爬升不减速，此时必须推重比大于1。考虑到歼20在表演时没有带弹，而且机内油料少，借用F-22的飞机空重，此时歼-20的重量大约是18+3=21吨，那么该发动机的最大军推应该达到11吨。太行B的军推只有8.6吨，说明量产的歼-20装的是WS-15。毛发党、国产毛发党全是在胡扯，2011年底央视的军事节目就已经明确，歼-20首飞采用的是国产发动机涡扇10B。

下图是歼-20起飞时，开加力与不开加力的对比。拼图的上和中两幅是开加力起飞，可以看到喷管外有长火焰，拼图（下）是装WS-15的2017机无加力起飞。

WS-15真的成熟了吗？下图是在本次航展上拍的资料，我国生产的高压涡轮叶片，不仅有第二代单晶（DD6），还有第三代单晶（DD9）。中航发集团之所以公开这些资料，是希望能借此获得国外发动机企业的代工订单。同时也说明我国最新的发动机涡轮叶片，已经用上了第三代单晶高温合金。太行发动机的涡轮叶片用的是第二代单晶（DD6），美国的F-119四代发动机用的是第三代单晶，涡前温度2000K；相信推比10的WS-15同样是采用第三代单晶（DD9），而林董在央视节目上介绍的2000度（2273K）单晶是用于推重比12—15的第五代发动机。

本次航展还展出以第二代粉末高温合金为材料，制造的高压涡轮盘，太行是采用第一代的FGH4097粉末盘，WS-15采用的是第二代粉末盘。

下图是2005年航空报的一篇报道，我国首台高推重比发动机的核心机，于2005年4月14日点火成功。推重比达到10一级才称作“高推重比”，15—20则称作是“超高推重比”。文章中之所以说“整整盼了十五年”，是因为高推重比发动机的核心机研制项目，是在1988年4月的通过论证，1990年10月正式上马。
一款新型发动机的立项论证能够获得通过，首先必须是已经研制出核心机。2005年4月高推比的核心机点火成功，2006年2月召开推比10发动机立项综合论证报告评审会，WS-15在2006年正式获得国家立项。

2006年立项后，研制单位除了继续对核心机展开试验，还要给核心机配上相应的低压压气机和风扇，以及低压涡轮。到2011年，黎明公司实现第四代发动机验证机提前交付（下图左）。发动机验证机在进行高空台试验之后，就可以在伊尔76的发动机飞行台上，做高空挂飞试验。
从美国空军在1985年颁布的MIL-E-87231/（USAF）通用规范可以看出，仅在首飞的审批阶段需要做高空试验。之后在原型机的试验飞行中得到的真实数据，可以对高空台测得的数据进行验证。同理，2001号验证机在装太行B进行试飞测试后，证明机体设计是安全的，可以作为WS-15的试飞平台。

下面我们通过几幅对比图，来梳理一下歼-20原型机更换发动机的大致过程。下图（上）编号为2011的原型机，伞包的舱门未打开，说明是在起飞，因为降落一定是打开伞包舱门。在起飞刚离地，为什么两个喷口是大小眼呢？只能说明左右两个发动机的推力大小差异很大。注意，此时两边都没开加力。

太行B与三姨夫之间仅相差12%，当年太行试飞期间试过歼-11A各装一台太行和三姨夫，起飞时喷管并不需要“大小眼”。WS-15即使是A状态的165KN，也比太行B大20%，在轻载的情况下，左发的太行用最大军推8.7吨（喷口完全收敛），右边的WS-15推力大，只需用到最大军推的75%，所以喷口是完全扩张，这样的逻辑才说得通。
在2011号原型机阶段就已经在做更换发动机的试验，甚至2011号机的主要任务，就是试验高推比发动机与机体结构强度的关系。歼-20之所以研制的进度快，其中一个原因是有多架原型机同时在试飞，分别承当不同类型的试飞任务，各单项试验齐头并进，各有侧重点，待所有分项都试飞成熟了，最后才是完全状态的原型机（1016、2017）进行定型考核。
之所以将发动机与机体结构的试飞任务，列为第一架原型机，是因为它是全局性的，发现问题后，才可在后面几架原型机的生产时加以改进。同时，四代机的超音速机动对机体结构强度的要求，在之前三代机的研制中没有经验可循，是全新的问题，需要更长时间的试验。超巡的气动特性有大量风洞的试验做基础，隐身外形已经在2001上得到验证，两者都不会出现颠覆性的变化，只需做细节改进。
如果只看上图的表面，你可能会被喷管搞糊涂了，怎么左右两喷管相同也“大小眼”呢？其实喷管与发动机并不是一一对应的。这种情况在歼-11B上出现过，同样是装太行发动机，前后生产的歼-11B，喷管收敛片是不同的。笔者推测：在2011号机的换发过程中，并非是一次性完成的。为了减少风险，先换发动机，后换尾喷管，这样的逻辑才说得通。
如果喷管与发动机是一一对应的，那么相同发动机起飞时，为何要大小眼呢？它是在起飞，不是在做舵面受损的特殊情况下的降落试验。在歼-20的研制过程中，更换发动机的大致过程：
首先根据预研和四代机的要求，研制出2001验证机，用太行B实现首飞，在试飞中没有出现颠覆性的问题，于是生产了2002。加快研制试飞的进度。通过两机的试飞，验证了机体结构强度、隐身性能、气动控制、升阻比（与超巡有关）、机内弹仓......等设计是可行的。2001/2002只是技术验证机，设计上肯定有简化和不完善的地方，所以在完成以上验证之后，再做更多的试飞已没意义，但它可以作为WS-15的试飞平台----承担测试发动机可靠性、非极限的各种性能等任务。
根据验证试飞结果，研制原型机2011--1013，分别进行各分项试飞。2011是修改后的第一架原型机，先用成熟的太行B实现首飞。机体结构强度和气动控制没问题，先将右边的发动机换成WS-15，试飞成功后采用双发，修改完善飞控软件。

为了降低试飞风险，2012和2013两架原型机仍采用太行B发动机。上图的2012号原型机在试飞的前后两个阶段，发动机后部是不同的，可能后期更换了矢量推力装置。2013号原型机在试飞的前后两个阶段雷达罩有变化，估计2012机主要是测试航电和武器发射、空中加油等。
2015机的外形根据之前的试飞做了细节改动。尾撑的形状有变化，而且蒙皮的颜色也不同，内部装有雷达告警天线。机头下方的EOTS窗口是透明的，机头两侧有长条形的数据链天线，所以2015机是航电完全版的原型机。

最后制造全状态的2016和2017两架原型机，它们装的是带矢量喷口的WS-15（A状态），完成定型的全部试飞考核，可以小批量试生产（2101--2106）、并交付作战部队，待空军试飞局验收后即可开始批量生产。
如果不装四代发动机，那就没有超巡和超音速机动性能，4个S就少了俩，就谈不上四代机研制成功，马晓天能说满意？央视更不可能说“各项指标居国际领先水平”。
所谓的“超机动”是个笼统的概念，大致包括两方面:
一是超音速机动，是四代机特有的杀手锏。整个机动动作都保持在超音速的状态下，这需要强劲的动力和超强的结构强度，没有四代发动机就无法在试飞中验证机体结构强度是否符合要求。而且结构重量占总重的比例要低，这个只有四代技术才能做到，三代机怎么改也达不到这个要求。三代机只能在亚音速范围内机动，而且机动中速度会不断下降，在与四代机的空战中完全处于弱势。
二是超常规机动，这需要矢量和多个可差动翼面的配合，飞控超难，其中又分为有较大实战意义和表演多于实战两类。三代机虽然也有部分的超常规机动，由于固有的发动机推力和机体强度不足，三代机的超常规动作多是在慢速状态下完成，对付没有推力矢量装置的三代机，还有一定的实战意义，在与四代机空中时，这类慢速的超常规机动更像是花拳绣腿，贸然显摆还不如逃之夭夭来的更安全。