家中擁有飛機的人都了解，燃氣輪機發動機主要由壓氣機、燃燒室和渦輪組成，這三者合稱為「核心機」。要評估發動機的先行程度和效能，渦輪進口溫度是一個關鍵參數。
渦輪進口溫度越高，代表著發動機的效能越強大。這是因為從燃燒室流入渦輪的高溫燃氣的溫度越高，發動機的工作效率也就越高。
要進一步理解這個問題，我們可以對幾款發動機進行比較。目前，國產戰鬥機的主要發動機是渦扇10，也稱為太行發動機。2001年，太行發動機的總設計師張恩和在一篇論文中提到，渦扇10的渦輪進口溫度為1747K。雖然渦扇10經歷了多次小版本的更新，但核心機——渦輪進口溫度很可能仍然保持在1747K。
渦扇10的大版本更新渦扇15，也稱為峨嵋發動機，近年來逐漸曝光。然而，由於尚未正式服役，其具體參數尚不為人所知。網上的不太可靠數據顯示，渦扇15的渦輪進口溫度約為1850K，比渦扇10高出約100℃。
除了中國的發動機，我們也可以看看美國的情況。F35戰鬥機采用的發動機是F135，據稱其渦輪進口溫度高達2260K，比渦扇15高出400多度。
這些比較已經印證了一個觀點：發動機的渦輪進口溫度越高，表明其技術越先進。事實上，這個規律可以用一個簡單的公式來解釋：無論發動機來自哪個國家，哪一代，只要是基於布雷頓迴圈，其核心機的效率都可以透過渦輪進口溫度來評價。
提高渦輪進口溫度有助於提高發動機的效率。這意味著在相同燃油消耗的情況下，發動機可以提供更多的動力。因此，提高渦輪進口溫度可以帶來諸多好處。
那麽，如何操作才能提高渦輪進口溫度呢？簡單來說，就是提高燃燒室的溫度。透過增加燃料和空氣的供應量，可以提高燃燒室內的溫度。然而，要註意的是，渦輪葉片等發動機零部件是否能夠承受如此高的溫度是關鍵所在。
渦輪葉片作為發動機中的關鍵部件，需要在高溫和高速旋轉的環境下工作。因此，提高渦輪葉片的耐溫性是至關重要的。過去半個世紀以來，材料科學的進步使得高溫合金的耐受溫度提高了約500℃，但仍然不足以滿足渦輪進口溫度的需求。
除了材料的進步，葉片的冷卻技術也發揮著至關重要的作用。近年來，有關渦輪葉片冷卻的研究主要集中在兩個方面：熱障塗層和冷氣通道。
熱障塗層可以有效降低葉片表面的溫度，從而提高葉片的耐溫性。另一方面，透過向葉片通入冷氣，可以有效降低葉片的表面溫度，並帶走熱量。這些冷氣大多來自高壓壓氣機，透過流動在葉片內部和表面形成的薄薄氣膜，保護葉片免受高溫影響。
渦輪葉片的冷卻設計需要考慮許多因素，包括孔的位置、大小和數量等。工程師們利用電腦仿真軟體來最佳化葉片的設計，以確保其具有足夠的強度和耐溫性。
盡管渦輪葉片的冷卻技術已經取得了顯著進步，但仍然面臨著挑戰。渦輪葉片必須在極端的工作環境下承受高溫和高速旋轉的同時，保持足夠的強度和耐久性。因此，渦輪葉片的設計和制造仍然是航空工程領域的重要課題之一。
在不斷追求發動機效能提升的道路上，渦輪進口溫度的提高將繼續是一個重要的研究方向。透過不斷改進材料和冷卻技術，我們有信心能夠設計出更先進、更高效的發動機，為航空工業的發展做出更大的貢獻。
