不可小覷的對手-日本航空發動機工業
東瀛日本早在二戰時期就開始研製噴氣發動機，日本於二戰末期獲得德國bmw-003的設計，走上了獨自開發發動機的道路，成為當時世界上少數擁有噴氣發動機生產能力的國家。裝備ネ-20的菊花戰鬥機，原本被設計用來攻擊盟軍高空轟炸機B-29但由於戰爭結束，日本戰敗，橘花並未在戰場上和他的敵人見面。
二戰失敗後，日本一方面卧薪嘗膽一方面，念念不忘復興自己的航空工業，戰後借著和美國恢復同盟關係的機會借著為美國代工航空發動機的機會不斷從美國「偷學」先進航發的製作經驗。
日本戰後為了重建航空自衛隊而大量引入美國F-86戰鬥機，作為復興航空的一環重新研製一款自己的戰鬥機，對日本來說是重中之重。為避人耳目，日本決定在引進美製戰鬥機的同時研製國產教練機，於是大名鼎鼎的富士重工以美製F-86軍刀戰鬥機為藍本於1958年推出了國產教練機T-1。而幾乎就在同時師從蘇聯的新中國也獲得了自己的第一款戰鬥機殲-5，處於冷戰前線的兩國第一次在技術上開始了較量。
日兩國由於由於分別師從於蘇美，因此發動機的構型完全不同，中國的渦噴-5選擇了模仿蘇聯米格-15和伊爾-28的ВК-1Ф 發動機 。日本則吸收美國技術的精華完成了自己的第一代國產發動機J-3。
J3-IHI-3
構型：8段軸流壓氣機，單級高溫渦輪 無加力
長：2,330 mm
直徑：627mm
重量：374 kg
圧比：4.5
推力：1,200 kg
渦噴-5
構型：離心式、單轉子、加力式。
最大軍用推力：25.5 千牛 約合2600公斤
加力推力:32.5 千牛，約合3300公斤
直徑：1273mm
重量:884kg
壓比：4.36
在這裡必須指出的是國產渦噴-5在雖然在最大推力和加力上優於日本j-3發動機，但日本發動機卻擁有更小的體積和重量，重量僅374公斤的J-3竟擁有渦噴-5近一半的推力。同時，日本發動機的壓氣比也高於渦噴-5，使得發動機能更好的壓縮空氣，更加省油。以上J-3發動機所表現的優勢得益於日本所應用的軸流式技術。
所謂軸流式，即是由固定於渦輪盤上的葉片高速旋轉的轉子和與機匣固定在一起不動的靜子組成，靜子也有許多翼型截面葉片。轉子對空氣做功，提高空氣的壓力，靜子之間的通道是擴張的進一步提高了空氣的壓力。軸流式發動機通過疊加的多級壓氣機的作用能夠將空氣壓縮到理想狀態繼而引燃燃料。、
由此可見軸流式發動機擁有更小的直徑和重量，並且可以通過多級壓縮達到更好的效果
反觀中國的渦噴-5，採用了離心式構型。離心式構型是通過壓氣葉輪對空氣進行壓縮，雖然壓氣級數少結構簡單。但也由於級數較少，使得其結構直徑更大，同時氣體流過其中雖然也相當於複數次增壓，但級間的損失更大。因此，它不適合應用於多級壓縮，這使離心式壓氣機進一步提高壓比異常的困難。難以像軸流式發動機一樣布置多級壓縮。
渦噴-5仿造自蘇聯ВК-1Ф 發動機，可以注意ВК-1Ф 中巨大的壓氣葉輪，這樣的設計使得離心發動機，難以提高壓縮比，重量也更為笨重。
時間很快進入渦扇發動機的時代，渦扇發動機又稱內外涵道發動機。它是介於渦噴和渦輪螺旋槳之間的一種發動機。它由內外涵道組成，內涵道裝有渦噴發動機的部件——壓氣機，燃燒室，渦輪，在外函道裝有內涵道帶動的風扇，發動機的推力是內外氣流反作用力的總和。外內涵道空氣之比成為流量比，又稱為涵道比。由於渦扇發動機比較渦噴具有更好的燃油經濟性，更大的推力以及跨音速性能曲線，使得渦扇發動機取代渦噴成為目前主力的第三代和第四代戰鬥機的主要動力裝置。根據飛機的要求，這類發動機的主要特點是高推重比，主力的3代渦扇發動機可達8左右，更先進的四代渦扇可達9-10，正在研製的下一代渦扇預計能達到12，因此軍用渦扇發動機也被稱為高推比發動機。F100,F110,AL-31,F119就是其中的代表，它們集中反映了當前航空燃氣渦輪發動機的最高水平。以目前美國開發的隱身戰鬥機F-22為例，其要求超音速機動性，超音速巡航能力，短距起飛能力和比較於前代戰鬥機更大的空重，這就對動力系統提出更為嚴酷的要求。為F-22提供動力的F-119型發動機加力推力已經達到155.7千牛，總壓比35，推比9，渦輪前溫度達到了驚人的1850-1950K，成為航空發動機的性能標杆。
作為為戰鬥機提供動力的心臟，航空發動機的研發自然收到了各國的重視。
中國為了追趕潮流，於1963啟動渦扇-5計劃，1966第一台渦扇-5發動機完成製造，渦扇-5是在中國第一款軸流發動機渦噴-6（仿製蘇聯RD—9BF—811型九級軸流式渦輪噴氣發動機）的基礎上減少加力段，尾部增加後風扇而成。為減小研製風險，設計者並未選擇通用的增加外涵道，在進氣級前增加風扇的做法，而是利用現有的渦噴進行改裝，渦扇-5最大推力達到35.3千牛（較WP—6的26.48千牛大幅提高），耗油率下降30%。採用渦扇-5的轟-5航程可提高30%，但由於取代轟-5的轟-6戰鬥機迅速服役，使得WS-5失去了裝機對象，繼而在1973年停止研發。
擁有奇葩後風扇設計的渦噴-5
中國在開啟渦扇-5計劃的同時，又啟動了渦扇-6的研製。渦扇6的研製項目代號為910工程，於1965年完成方案論證。歷經三次上馬，五次轉移加工生產地，並最終因為J9和強6相繼下馬而夭折。截至1983年，總共生產四批10台試驗機，完成300項零部件試驗，試驗時間3萬2千多小時，整機試車334.1小時。 渦扇-6在設計加力推力12.2噸，軍用推力7.27噸，推重比5.93，渦前溫度為1077攝氏度。以渦扇6為基礎的改進型渦扇6G在發動機體積保持不變的情況下，減少重量，將加力推力提升到13.8噸，最大軍用推力提升到8.56噸，加力油耗2.30千克/千克（推力）·小時，最大軍用推力油耗0.78千克/千克（推力）·小時，推重比為7.05。
從紙面指標上看WS-6已經躋身於世界前列，其主要指標幾乎超越了20年後的俄羅斯AL—31（軍用推力7.7噸，加力推力12.5噸）!而後者是大名鼎鼎的SU-27系列戰鬥機的動力系統！
然後遺憾的是，由於裝機對象殲-9和強-6設計指標的多次變更，WS-6也不得不對設計指標進行大規模修正，同時新中國薄弱的工業基礎也使得該型發動機進展緩慢，過高的指標使得渦扇-6，受制於改革開放後窘迫的經濟狀況最後不得不在1984年停止研發，淪為博物館一件落滿灰塵的展品。
至此中國依靠自己力量向航空動力頂峰的衝刺全部失敗，後來中國太行發動機總師張恩和總師談及此事痛苦的說道：「渦扇6的下馬，使得我們航空工業失去了一次縮短同西方差距的機會 」
渦扇-6黯然下馬
與此同時遠在東瀛的日本也沒有停下發動機研製的步伐，日本審時度勢認為自己憑藉目前實力難於和西方強國競爭發動機技術，決定將發動機的材料工藝作為研發重點而發動機本身的性能作為次要目標，力求系統的穩妥可靠，基於此日本開始了自己的渦扇發動機研製歷程。
在這裡不得提用於製造航空發動機的材料——高溫單晶。高溫單晶，是廣泛應用於航空航天技術產品的一種高溫結構材料。主要用於發動機的高溫部分，如渦輪葉片、渦輪盤和燃燒室等。我們平常所見到的合金一整塊金屬內部有無數原子級別的晶核組成，整個金屬就是相當由這無數個晶核所組成的樓房，在高溫之下晶核與晶核之間的縫隙會首先被高溫腐蝕進而演變為整棟樓房的倒塌。而高溫單晶內部原子的排列緊密一致，整塊金屬就是一個晶核，因此在高溫下能承受更長時間，強度也更加可靠。
當然研製一整塊只由一個晶核組成的金屬談何容易，更遑論在加工成需要的形狀，或者在內部加工出需要的空洞與通道！因此高溫單晶從配方到製作航發葉片的工藝再到最後的組裝只有美國，俄羅斯（前蘇聯）所掌握，別的國家很難獲得。不掌握先進的航發材料技術和工藝成為了中國渦扇-5 渦扇-6失敗的重要原因。
講到這裡不得不提一個重要的名詞，蠕變（creep）。蠕變是指是指在一定的溫度和較小的恆定外力（拉力、壓 力、扭力）作用下，材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現象。高金屬部件一旦達到蠕變臨界，性能和效率將會大打折扣，因此航空學界往往把某一金屬單晶發生蠕變的溫度和壽命作為其性能指標。
而對於單晶合金的劃界往往是以葉片的含錸量來界定的，這是因為錸有良好的塑性，在熔點在所有元素中是繼鎢和碳之後第三高的，更重要的是錸沒有脆性，抗拉強度和抗蠕變強度優於鎢,鉬,鈮等高熔點金屬。向難熔金屬鎳、鉻等添加錸，可以提高材料的強度、塑性和焊接性能，降低韌-脆轉變溫度，和再結晶脆性。
因此國際上習慣含錸成分增加，來界定單晶材料的代際：
第一代：第一代單晶合金，以美國PWA1480（用於F100-220發動機），英國SRR99（用於RB211 RB199發動機）為代表。這一代材料不含錸。
第二代單晶合金，以美國PWA1484，俄羅斯的ЖС36為代表，例如俄羅斯
ЖС36 含有的2%的錸。美國CMSX-4 含有3%的錸。
第三代單晶合金，以美國CMSX-10（F119發動機使用）為代表，含錸的含量最高分別達7%，難熔元素的總含量(Re、Ta W Mo)高達20%。日本的TMS-75也是第三代，含錸5%。
第四代單晶合金，以日本的TMS-138和MC-NG為代表。含錸4%
第五代單晶合金，以日本的TMS-162/173/196為代表。含錸4.9%-6.9。
得益於日本在材料技術的突飛猛進，很快再次將中國拋在腦後。1973年日本開始XF-3發動機研製作為T-4教練機的動力系統，1978年XF-3第一階段完成，1985年xf-3第三階段XF-3-30完成並於1987年正式服役，到2000為止日本一共交付了500台F-3發動機。F-3發動機為軸流式，一級低壓壓氣，5級高壓壓氣，一級高溫渦輪，以及一級低溫渦輪，渦輪前溫度940°C，重量400kg，最大推力，1,700kg。隨後進行的XF-400改進型更進一步增大了推力，將推力提高到了3.4噸。在此基礎上日本還利用XF-3-400進行了二位推力矢量技術的驗證，使得日本成為當時少數掌握推力矢量的國家。
進入90年代，日本為了追趕美國的第四代戰鬥機的發動機，又展開了五噸級發動機XF-5的研製。XF-5在設計開始便立足於要在技術高度向美國看齊，破天荒的在一款小型發動機上採用了美國F119發動機的布局，XF-5採用三級低壓，6級高壓壓氣，一級高溫渦輪和一級低溫渦輪，重量644公斤，加力推力高達5噸，渦輪前溫度1800k，推比9，雖然推力和重量遠遠小於F-119但日本，卻在衡量材料技術的指標渦輪前溫度和性能指標推重比上，逼平了美國最先進F119！這一華麗指標的實現充分證明日本在航發領域深厚功底和技術實力，實在是一名不可小看的對手。
某些並不專業的軍事評論員經常把推重比和發動機大小掛鉤，認為小推力（推力小於5噸級別）發動機擁有高推比是正常的。這裡姑且用烏克蘭產的AI-222-25發動機作為比較，AI-222-2 5是中國L-15教練機的動力系統，與日本心神ATD驗證機屬同一級別。AI-25重量560公斤，最大推力4200公斤，推比5.6：1。可見即使在同級別推力的發動機XF-5也是傲視群雄。需要再次指出的是，日本的終點並非XF-5這種小推力發動機。推力級別匹敵F-119的下一代航空發動機已經起航，日本將在這一型發動機上使用五代單晶（F-119隻使用了第三代），構型也將自信的繼續沿用和f-119相同的布局。
2011年太行在完成修正之後再次大批入役，中國似乎終於超越了日本。
縱觀中日航發的發展歷程，中國在航發發展上過於依賴機型牽引，機型研製過於好高騖遠，一會兒要求裝備戰機具有非常好的高空高速性能，實現速度3馬赫，升限3萬米。過幾年又要求突出亞音速、跨音速性能。這種技術指標的劇烈變化也使得發動機研製雪上加霜。
第二材料和工藝的薄弱使得研發過程緩慢，對於問題點需要逐個攻關。而日本是在事先已有的基礎上從容發展，相比中國舉全國之力，節省了大量的時間和人力物力。
中日之間在航空領域的較量還沒有結束，中日的下一代都已經起航。如同電子工業，如同碳纖維的較量，航空發動機像一面鏡子，反映出了兩個國家前進的步伐: 鏡子的一面是中國的成就；鏡子的另一面，則是我們鄰居日本的不斷突破。只有正視中國的先天不足和後天發展上與世界先進水平的巨大差距，才能使中國的心臟和翅膀飛得更高更遠。
未來的較量將會是在十年後，二十年後，用我們這一代人的行動，去書寫未來。
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