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法律顧問：趙建英律師
關鍵技術的突破使軍用燃氣渦輪發動機在21世紀仍具有巨大的發展潛力。以推重比15-20的發動機核心機及其所突破的關鍵技術為基礎，可以研製出不同推力等級和循環參數的系列化發動機，用於21世紀前半葉各種用途的軍用飛機和飛彈。專家認為，對於有旋轉部件的燃氣渦輪發動機而言，由於結構和材料強度的限制，推重比20已是其技術的極限，要進一步提高推重比，就必須發展新的設計概念和技術。
▲推重比15-20的軍用渦輪風扇發動機想像圖
由此發展的新設計概念之一是變循環發動機，這是一種多設計點發動機，通過改變一些部件的幾何形狀、尺寸或位置，來調節其熱力循環參數（如增壓比、渦輪前溫度、涵道比），改變發動機循環工作模式（渦噴模式、渦扇模式或衝壓模式），使發動機能夠滿足不同的任務需求或適應更寬的工作範圍。比較典型的變循環構型包括選擇放氣式變循環構型、雙壓縮系統變循環構型、帶核心機驅動風扇（CDFS）的雙外涵變循環構型、渦輪/衝壓變循環組合構型以及自適應變循環構型等。
▲普惠公司研製的J58渦輪-衝壓組合式變循環發動機是到目前唯一一種投入生產的變循環發動機。SR-71「黑鳥」和其J58變循環發動機的成功堪稱工程上的奇蹟。
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GE公司發展的F120發動機是迄今為止唯一經過飛行試驗的雙外涵變循環發動機。儘管F120在美國ATF招標競爭中因成本高、研製風險大而失敗，但作為一個開端，它的推出為未來軍用飛機和超聲速客機動力裝置的設計指引了新的方向。
▲F120雙外涵變循環發動機不同工作模式的結構示意圖
▲F120發動機流路簡圖
▲F120有兩組旁路活門
▲F120變循環發動機
自適應變循環發動機（ACE）是新發展的變循環渦扇發動機概念。其新穎之處在於其第二級風扇採用一個「Flade」（Fan+Blade）級延伸出第3外涵道。Flade是接在風扇外圍的一排短的轉子葉片，有單獨可調靜子。其優點在於它能夠實現獨立地改變進入風扇和核心機的空氣流量和壓比，實現更大幅度的變循環，使其在固定進氣道的情況下，過多的氣流不會因無法通過發動機而出現進氣道溢流，產生過大溢流阻力，從而改善發動機的安裝性能。
▲帶Flade風扇的三涵道自適應變循環發動機構型
▲三涵道自適應變循環發動機流路圖
超聲速短距起飛/垂直著陸戰鬥機動力裝置是另一個新技術。世界上第一種超聲速垂直/短距起落戰鬥機—美國的F-35B聯合攻擊機（JSF）已經進入試飛階段，其使用的發動機是普惠公司的F135發動機，F-35戰鬥機將成為21世紀初美國及其盟國的主力戰鬥機之一。此外還有多（全）電發動機。這是一種採用大功率整體啟動/發動機、主動磁浮軸承系統、分布式控制系統、電動燃油泵和電力作動器等新技術和系統的新型航空發動機。
▲F-35戰鬥機現在使用的F135發動機
▲原計劃替換F135發動機的F136發動機的原型機，其尺寸、接口與F135一致。
▲F136結構圖，由GE和羅羅公司聯合研製。
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來源：航空知識（ID：HKZS1958）
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