（转贴）ADVENT，涡轮喷气发动机的新里程碑

ADVENT，涡轮喷气发动机的新里程碑
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　　随着发动机控制技术的提高，实现变循环/自适应技术变得易于实现，而这种能够全面提升飞机性能的新技术的出现完全可与从涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步相比，具有里程碑意义。
　　 1. 2007年的新动向
　　 2007年美国空军在发展未来的先进航空发动机技术方面有了进一步的动作，年初1月29日美国空军研究实验室（AFRL）发出了投标征询书，要求到2017年时比2000年的基准发动机水平在经济可承受性方面提高10倍。计划的关键是美国空军研究实验室的"自适应通用发动机技术"（ADVENT）项目。为此美国空军研究实验室的工程师们制定了一个为期5年的时间表，希望在2012年进行技术验证。新技术可用于一系列的平台：超声速、亚声速、攻击、机动以及情报、监视和侦察，也可以用于海军的平台。以自适应通用发动机技术为基础的发动机可能到2014年开始研制。
　　 2007年9月25日，美英的公开消息来源报道美国空军研究实验室授予美国通用电气公司（GE）和罗罗美国公司两项合同，开发高压比压气机系统和主动气流控制进气道和喷管。这些行动预示着美国正在积极准备新一代发动机的研制工作。
　　 2. 发展背景
　　 2.1. 技术持续发展的需要
　　自适应通用发动机技术项目源于美国空军正在实施的通用经济可承受先进涡轮发动机计划（VAATE），而VAATE计划是"综合高性能涡轮发动机技术"（IHPTET）的继续。
　　美国空军和工业部门自1987年开始进行"综合高性能涡轮发动机技术"发展计划，到2000年前后基本完成。为了保持技术发展，后继计划"通用经济可承受先进涡轮发动机"计划由美国空军实验室及其工业伙伴发起，2003年8月将三项综合合同授予通用电气公司、普惠公司和罗罗公司。该计划的重点放在整个推进系统和经济可承受性方面。锁定的目标是使发动机的性价比在12年内提高10倍。
　　 "自适应通用发动机技术"项目是通用经济可承受先进涡轮发动机计划中的典型项目。目标是发展在飞行包线内可以改变风扇、核心机流量和压比，从而优化发动机性能的能力。这些自适应技术在发动机上的一种应用就是变循环发动机（VCE），它既可以满足高速飞行的需要，也可以满足低速待机长续航时间或远程持久飞行和经济性要求。
　　按照美国国家航空航天局（NASA）对技术完备或成熟程度（TRL）共9级的定义和分类，其中达到TRL = 5说明技术已经完成了部件验证。TRL = 6表明完成了验证机试验，技术已经可以用于型号原型机的研制。TRL = 9就已经是批生产、成熟并具有使用经验的技术。
　　上述计划所得到的有关技术部分达到了9级水平并已经用于型号（如F135发动机），还有许多技术处于5级水平，因此自适应通用发动机技术需要通过验证机来达到6级的水平，通过30多年来研究的变循环技术才能用于实用型号发动机的设计。
　　自适应通用发动机技术验证机计划在2009年5月左右选出一家公司制造验证机，2012年进行地面试验。按照国外消息来源的说法，美国空军正探索下一代民用发动机核心机，及其广泛亚声速和超声速的军事应用，验证机的制造与试验标志着美国空军朝着研制下一代航空发动机迈出了实质性的一步。
　　 2.2. 军用航空的需要
　　 ADVENT项目的实施是军用航空新的需求结果。
　　针对设想的新对手和军事行动，2006年美国空军研究委员会的报告强调了生存性，有关"远程打击攻击机"（LRS）的研究表明超声速巡航对于及时攻击和生存性是非常重要的，但同时为了投放快速响应武器，长的航程和续航或待机时间也同样重要，这样我们可以看到未来要求发动机要具有基本的两个工作点：
　　 ·高速大推力状态，
　　 ·低油耗的经济工作状态。
　　根据美国战略与预算评估中心（CSBA）说明的远程打击需求的一个案例，表明与空中加油相结合，远程打击的飞行平台与远程攻击武器相结合，使得进攻方对某一目标可选择的进攻方向和路线更宽乏，防御方的难度更大。
　　根据美国国防工业协会（NDIA）的有关重量级军工企业讨论远程打击攻击机的另一个需求案例。对敌方目标实施打击的方式可以有多种，而远程时敏打击既具有战术作用，还具有战略意义。它针对的是重要目标。可以看到远程打击攻击机在安全空域待机，等于是空中潜伏，这个空域可以是己方控制的空域，甚至可以是敌后某个安全空域，一旦目标出现，有关的目标信息和命令通过全球信息网（GIG）传达到远程打击攻击机，结合使用精确武器或时敏武器便可以立即实施打击，利用时间上的优势将其摧毁。远程打击在含义上具有两层意思，一是指航程上远，二是指时间范围上长。
　　美国军方对攻击飞机的生存性和续航远程奔袭能力要求，直接导致了对未来动力系统工作点的上述两个具体要求。超声速巡航要求对应的是提高飞机生存性，长时间续航能力对应的是伺机投放武器能力。另外，未来有人和无人的超声速飞行器和其他的飞行器同样有速度和续航时间这两种基本要求，目前的发动机技术不能满足上述两点要求。
　　目前的军用运输机、侦察/监视飞机、无人机等对发动机的要求主要在起飞、亚声速巡航飞行和高空低速/长留空时间，起飞时要求有大推力和低噪声，而巡航和执行任务时的长留空时间要求适航推力和低燃油消耗。
　　 3. 新技术的特点
　　过去发动机设计是按主要任务段的工作点来确定循环参数，并兼顾其他一些重要的飞行段要求。发动机的主要工作循环参数如压比、涵道比和流量是不可调的，发动机的核心工作段几何不可调。过去的调整主要在进气道和尾喷管上，来适应发动机对流量的要求。发动机只在单一转速和功率点上工作效率最高，在非设计点上效率低。所以解决非设计点的工作效率，便会使发动机与飞机的性能上一个新台阶。
　　战斗机典型飞行剖面图中可以看出，发动机要满足的主要任务段的推力需要：
　　 ·高空高速
　　 ·高空亚/超声速巡航
　　 ·高空低速
　　自适应技术使发动机在不同的飞行任务段都能很好地工作，这就需要改变循环参数，也就是要调整发动机的压比、涵道比和流量以适应相应的工作环境和状态。这样发动机核心段的流道几何形状和尺寸就要进行调整，以实现参数的调整。而进气道和尾喷管却可以变得相应简单了。
　　早期的变循环技术，主要调整发动机的涵道比和流量。主要针对高速飞行要求和巡航经济性要求进行，进行阶段性控制，能控制的变循环参数工作适应的飞行段有限。由于计算机、数字技术和传感器、控制元器件技术的发展，新型发动机全权限数字电子控制器（FADEC）的使用，发动机的控制由过去机械计算元件的简单机械液压控制变为复杂而精确和连续的控制，开始能够满足和适应不同飞行段的变循环工作要求。美国通用电气公司的F120变循环发动机是双涵道发动机，实现涵道比的变化和对核心机流量的控制，完成发动机在涡轮风扇与涡轮喷气工作模式间的转换，从而使飞机在高速飞行/超声速巡航和高空亚声速/空战机动飞行都能得到满足要求的性能。
　　首先在通用经济可承受先进涡轮发动机计划提出验证的概念是美国通用电气公司（GE）的自适应循环发动机概念。特点是发动机的总压比、涵道比、流量可调，发动机可以在固定进气道的情况下，以亚声速和超声速工作，过多的气流不会因无法通过发动机而从进气道溢流，引起过大阻力。发动机可以改变空气流量和单位推力，以适应超声速巡航、跨声速和亚声速巡航，同时满足最严格的噪声要求。
　　简单说来，变循环就是通过改变发动机部件几何形状、尺寸和位置调节发动机的热力循环参数。变循环或自适应技术并不是要求发动机各个部件的单项技术指标（如：级压比、涡轮温度等）很高达到世界先进水平，而是要求变流量下的风扇、压气机和涡轮设计和发动机的控制方法，怎样才能解决变压比的实现、如何通过调节适应流量大范围变化的涡轮，变热力循环参数情况下发动机部件间的匹配控制问题。主要是解决问题的思路和方法。
　　 4. 影响和前景
　　 4.1. 从技术层面看
　　（1） 新技术带来的益处
　　自适应通用发动机技术的用途不仅限于战斗机和超声速巡航飞行器，在具有多种不同性能要求的飞机上都能取得最大的收益。表面上能够直接看到的收益如：
　　 ·提高运输机发动机短距起飞时的功率，但并不影响亚声速巡航时的性能。
　　 ·使无人机以大涵道比模式工作在中空飞越，转而以低涵道比、高压比模式，并可以提取大功率，供高空巡逻和为各种传感器工作提供电力。
　　 ·使亚声速攻击机的航程和续航时间分别增加30%和70%，使超声速攻击机的航程和续航时间分别增加40%和80%。
　　 ·改善不同飞行速度条件下的飞行器进气道产生的阻力。如：M = 2.5时ADVENT技术发动机与常规固定循环发动机的安装阻力相比优势不大，而在M = 1.5时，可以降低阻力达26%。在亚声速时，ADVENT发动机通过提高涵道比，可以使效率提高35%。
　　 ·自适应通用发动机技术项目发动机的部件和技术可以满足不同飞机的需求，它既能满足单一任务飞机，又能适应不同任务的飞机。在多种飞机上分享发动机，扩大了发动机的适用范围，也起到降低成本的作用。因为对于无人机或无人战斗机，其生产数量也许达不到足以支持研制一种新的基准发动机。
　　另外，在飞机设计使用上：
　　 ·高度一体化的发动机/飞机机体，固定和简化了其进排气装置。
　　 ·对于军用飞机，同时具有良好亚/超声速巡航能力，显著改善了生存性。
　　 ·涡轮和排气系统由于采用变循环技术，高速飞行时可以通过减小涵道比，甚至使发动机由涡轮风扇模式转为涡轮喷气模式，提高单位推力，适应高速飞行的大推力要求，而同时不需要像涡轮风扇发动机那样因飞行速度增大推力下降，必须提高涡轮和排气温度来增加推力，改善了耐久性，提高了可靠性。
　　（2） 可以将现有技术效能最大化
　　变循环/自适应技术与部件技术的关联不大，是另外一种性质的技术，如前面说的，步枪变机枪的概念，也是与涡轮喷气向涡轮风扇工作模式演化相同。即使利用现在已经掌握的固定循环的发动机技术，也可以开展变循环和自适应发动机技术的研究和试验工作，并完全可以在预期的将来做出可用的产品。不先进的部件同样可以实现变循环工作，这是没有问题的，实际上汽油发动机的可变正时气门就是这种情况。
　　掌握了变循环/自适应发动机技术，可以充分利用已掌握的发动机部件技术来提高发动机面对不同任务要求的能力，实现总体性能上的先进。这样同样部件技术水平的常规发动机与能够变循环工作的发动机相比，能力就不在一个水平线上了，可以将现有技术的潜力和效能最大化，明显提高了产品的性能量级。由于非设计点的减少，在对应的各个工作点上都可能比常规发动机提供更好的动力和更低的耗油率。
　　（3） 拓展了飞机平台的能力
　　涡轮喷气发动机进步到涡轮风扇发动机后，飞机性能的提升，最明显的是装涡轮喷气发动机的飞机腿短，而装涡轮风扇发动机的飞机腿长。
　　虽然变循环发动机由于要增加一些变几何部件会引起发动机本身的重量增加，但却可能使进排气系统的重量减轻,总体上会使整个推进系统的重量下降和飞机的推重比上升，并且更宜于与飞机机体一体化，从而减轻飞机的结构重量，同时还会带来机体阻力的减少。带来的直接好处是有效载荷提高，或装油量增加，除发动机因为更省油而使飞机航程增加外，多携带的燃料也起到延长飞机留空时间的作用。
　　另外，对飞机的操控性能也会有帮助，飞行员会对各个飞行段的飞行更有信心。固定循环发动机在非设计点上工作有些力不从心，采用变循环的发动机后，可以把发动机技术水平和结构决定的潜能充分发挥出来，在各种需要的工作条件下提供比过去更强有力的动力和更少的燃料消耗。
　　从飞机所执行的任务和用途来衡量，由于留空时间的延长，执行任务的工作能力和所带装备或武器的使用率提高，从另一个方面挖掘了飞机平台上所带装备的技术潜力，提高了单次出勤的费效比。
　　（4） 技术具有划时代意义
　　美国人自己认为正在受到来自各方面的挑战，按照美国从事这项工作人员的说法，自适应通用发动机技术项目的出现也是为了保持美国在发动机技术领域的优势地位。另外，美国空军实验室自适应通用发动机技术项目主管说，如果验证机取得成功，其意义如同由涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步，是一个里程碑，会全面提升飞机的性能，上一个台阶，是又一次重大的进步，有步枪单发换连发的感觉。
　　 4.2. 从使用角度看
　　为军民用市场提供使用更加有效率和方便的工具，而这只是相当于我们将鲁班造的锯子的锯片平面齿尖向左右分开些所产生的使用效果。民用飞机更经济、环境影响更低这是最直接的好处；在军用方面，使军队手中的武器在使用方式上有了更多的选择。仅从变循环/自适应技术所带来的航程增加和待机留空时间延长，可以看到几点可能的影响变化。
　　（1）相当于军队数量和武器数量的增加
　　准确的说应该是相当于单位任务时间内，军队数量和武器数量的增加。
　　 ·首先，因为飞机单次飞行留空时间的增加，可以比过去在任务区保留更长时间的打击力量，减少了用在往返基地与任务区间航程上的时间，对于空军来说尤其在返航和重新投入任务区这段时间内，这些武装等于没有。
　　 ·第二，等同于增加了一定比例的预备队，也就是等于部队数量的增加，可以更灵活地应对可能出现的战场变化。特别是在非交战状态，由于减少了交替次数，一架飞机在空中保持的压力相当于过去需要几架飞机来完成。
　　 ·第三，所带来的作战半径的扩大，增加了防御和作战区域，为自己带来了空间上的优势，从另一个方面等于提高或延长了武器的能力。而且还相当于增加了作战飞机的品种，近程攻击机具有了远程攻击机的能力。
　　比较F-16与米格-29，从留空时间和作战半径来看，腿长的F-16占优，作战效能更好。
　　（2）对进攻与防御带来影响
　　为军队提供了更多的打击方式。像美国远程打击攻击机由于具有长航程、高航速（超声速巡航）、长待机时间能力，可以长途奔袭、可以长时间潜伏在一个隐蔽或安全的空域伺机迅速出击，可以进行快速、动态、方向不定和路线难测的攻击。即使这种武器不出击，其威慑作用也不小。
　　同一种作战飞机可能会具有多种任务能力，升空后即可以突击，也可以游击，多种能力为指挥人员提供了更多作战方案的选择，扩展了时间和空间，对战场主动权的控制帮助很大。
　　防御方目标自身的预警、布防将面临更大的麻烦，可能会需要更多的军队和武器，更大的防御区域和空间，这是很大的负担。
　　（3）对现役飞机性能的提升
　　如果变循环/自适应技术发展成熟，技术用于对现有飞机发动机的改造，其技术上的好处可以在现役飞机上得到体现，尤其是对于易于更换和升级发动机的运输机。
　　 5. 结语
　　变循环/自适应发动机技术是新一代发动机可能会用到的技术，对现役和未来新研制的飞机都会带来性能上的大幅度提高。现在称其为自适应发动机技术，可能是由于传感器技术和全权限数字电子控制技术的成熟，使对发动机的控制比过去更简单和方便，工作点的控制更连续，容易实现对飞行阶段全过程的适应性控制与调节。而且，通过控制软件升级，硬件不改变也可以提升发动机的性能。这项技术不涉及具体部件单项指标性能的提高，现有水平的硬件技术只要能完成变循环工作就可以。
　　这项技术的发展更多的是要在总体、控制领域先开展工作，确定可行的变循环方案。美国通用电气公司在这方面走在了前面。这项技术的掌握可以使整个飞机平台及其上的装备能力得到拓展和向上延伸，对系统持久工作能力的提高也是对战斗力的提高。（作者：中国航空工业发展研究中心航空技术所 胡军）（责编姜）ADVENT，涡轮喷气发动机的新里程碑
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　　随着发动机控制技术的提高，实现变循环/自适应技术变得易于实现，而这种能够全面提升飞机性能的新技术的出现完全可与从涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步相比，具有里程碑意义。
　　 1. 2007年的新动向
　　 2007年美国空军在发展未来的先进航空发动机技术方面有了进一步的动作，年初1月29日美国空军研究实验室（AFRL）发出了投标征询书，要求到2017年时比2000年的基准发动机水平在经济可承受性方面提高10倍。计划的关键是美国空军研究实验室的"自适应通用发动机技术"（ADVENT）项目。为此美国空军研究实验室的工程师们制定了一个为期5年的时间表，希望在2012年进行技术验证。新技术可用于一系列的平台：超声速、亚声速、攻击、机动以及情报、监视和侦察，也可以用于海军的平台。以自适应通用发动机技术为基础的发动机可能到2014年开始研制。
　　 2007年9月25日，美英的公开消息来源报道美国空军研究实验室授予美国通用电气公司（GE）和罗罗美国公司两项合同，开发高压比压气机系统和主动气流控制进气道和喷管。这些行动预示着美国正在积极准备新一代发动机的研制工作。
　　 2. 发展背景
　　 2.1. 技术持续发展的需要
　　自适应通用发动机技术项目源于美国空军正在实施的通用经济可承受先进涡轮发动机计划（VAATE），而VAATE计划是"综合高性能涡轮发动机技术"（IHPTET）的继续。
　　美国空军和工业部门自1987年开始进行"综合高性能涡轮发动机技术"发展计划，到2000年前后基本完成。为了保持技术发展，后继计划"通用经济可承受先进涡轮发动机"计划由美国空军实验室及其工业伙伴发起，2003年8月将三项综合合同授予通用电气公司、普惠公司和罗罗公司。该计划的重点放在整个推进系统和经济可承受性方面。锁定的目标是使发动机的性价比在12年内提高10倍。
　　 "自适应通用发动机技术"项目是通用经济可承受先进涡轮发动机计划中的典型项目。目标是发展在飞行包线内可以改变风扇、核心机流量和压比，从而优化发动机性能的能力。这些自适应技术在发动机上的一种应用就是变循环发动机（VCE），它既可以满足高速飞行的需要，也可以满足低速待机长续航时间或远程持久飞行和经济性要求。
　　按照美国国家航空航天局（NASA）对技术完备或成熟程度（TRL）共9级的定义和分类，其中达到TRL = 5说明技术已经完成了部件验证。TRL = 6表明完成了验证机试验，技术已经可以用于型号原型机的研制。TRL = 9就已经是批生产、成熟并具有使用经验的技术。
　　上述计划所得到的有关技术部分达到了9级水平并已经用于型号（如F135发动机），还有许多技术处于5级水平，因此自适应通用发动机技术需要通过验证机来达到6级的水平，通过30多年来研究的变循环技术才能用于实用型号发动机的设计。
　　自适应通用发动机技术验证机计划在2009年5月左右选出一家公司制造验证机，2012年进行地面试验。按照国外消息来源的说法，美国空军正探索下一代民用发动机核心机，及其广泛亚声速和超声速的军事应用，验证机的制造与试验标志着美国空军朝着研制下一代航空发动机迈出了实质性的一步。
　　 2.2. 军用航空的需要
　　 ADVENT项目的实施是军用航空新的需求结果。
　　针对设想的新对手和军事行动，2006年美国空军研究委员会的报告强调了生存性，有关"远程打击攻击机"（LRS）的研究表明超声速巡航对于及时攻击和生存性是非常重要的，但同时为了投放快速响应武器，长的航程和续航或待机时间也同样重要，这样我们可以看到未来要求发动机要具有基本的两个工作点：
　　 ·高速大推力状态，
　　 ·低油耗的经济工作状态。
　　根据美国战略与预算评估中心（CSBA）说明的远程打击需求的一个案例，表明与空中加油相结合，远程打击的飞行平台与远程攻击武器相结合，使得进攻方对某一目标可选择的进攻方向和路线更宽乏，防御方的难度更大。
　　根据美国国防工业协会（NDIA）的有关重量级军工企业讨论远程打击攻击机的另一个需求案例。对敌方目标实施打击的方式可以有多种，而远程时敏打击既具有战术作用，还具有战略意义。它针对的是重要目标。可以看到远程打击攻击机在安全空域待机，等于是空中潜伏，这个空域可以是己方控制的空域，甚至可以是敌后某个安全空域，一旦目标出现，有关的目标信息和命令通过全球信息网（GIG）传达到远程打击攻击机，结合使用精确武器或时敏武器便可以立即实施打击，利用时间上的优势将其摧毁。远程打击在含义上具有两层意思，一是指航程上远，二是指时间范围上长。
　　美国军方对攻击飞机的生存性和续航远程奔袭能力要求，直接导致了对未来动力系统工作点的上述两个具体要求。超声速巡航要求对应的是提高飞机生存性，长时间续航能力对应的是伺机投放武器能力。另外，未来有人和无人的超声速飞行器和其他的飞行器同样有速度和续航时间这两种基本要求，目前的发动机技术不能满足上述两点要求。
　　目前的军用运输机、侦察/监视飞机、无人机等对发动机的要求主要在起飞、亚声速巡航飞行和高空低速/长留空时间，起飞时要求有大推力和低噪声，而巡航和执行任务时的长留空时间要求适航推力和低燃油消耗。
　　 3. 新技术的特点
　　过去发动机设计是按主要任务段的工作点来确定循环参数，并兼顾其他一些重要的飞行段要求。发动机的主要工作循环参数如压比、涵道比和流量是不可调的，发动机的核心工作段几何不可调。过去的调整主要在进气道和尾喷管上，来适应发动机对流量的要求。发动机只在单一转速和功率点上工作效率最高，在非设计点上效率低。所以解决非设计点的工作效率，便会使发动机与飞机的性能上一个新台阶。
　　战斗机典型飞行剖面图中可以看出，发动机要满足的主要任务段的推力需要：
　　 ·高空高速
　　 ·高空亚/超声速巡航
　　 ·高空低速
　　自适应技术使发动机在不同的飞行任务段都能很好地工作，这就需要改变循环参数，也就是要调整发动机的压比、涵道比和流量以适应相应的工作环境和状态。这样发动机核心段的流道几何形状和尺寸就要进行调整，以实现参数的调整。而进气道和尾喷管却可以变得相应简单了。
　　早期的变循环技术，主要调整发动机的涵道比和流量。主要针对高速飞行要求和巡航经济性要求进行，进行阶段性控制，能控制的变循环参数工作适应的飞行段有限。由于计算机、数字技术和传感器、控制元器件技术的发展，新型发动机全权限数字电子控制器（FADEC）的使用，发动机的控制由过去机械计算元件的简单机械液压控制变为复杂而精确和连续的控制，开始能够满足和适应不同飞行段的变循环工作要求。美国通用电气公司的F120变循环发动机是双涵道发动机，实现涵道比的变化和对核心机流量的控制，完成发动机在涡轮风扇与涡轮喷气工作模式间的转换，从而使飞机在高速飞行/超声速巡航和高空亚声速/空战机动飞行都能得到满足要求的性能。
　　首先在通用经济可承受先进涡轮发动机计划提出验证的概念是美国通用电气公司（GE）的自适应循环发动机概念。特点是发动机的总压比、涵道比、流量可调，发动机可以在固定进气道的情况下，以亚声速和超声速工作，过多的气流不会因无法通过发动机而从进气道溢流，引起过大阻力。发动机可以改变空气流量和单位推力，以适应超声速巡航、跨声速和亚声速巡航，同时满足最严格的噪声要求。
　　简单说来，变循环就是通过改变发动机部件几何形状、尺寸和位置调节发动机的热力循环参数。变循环或自适应技术并不是要求发动机各个部件的单项技术指标（如：级压比、涡轮温度等）很高达到世界先进水平，而是要求变流量下的风扇、压气机和涡轮设计和发动机的控制方法，怎样才能解决变压比的实现、如何通过调节适应流量大范围变化的涡轮，变热力循环参数情况下发动机部件间的匹配控制问题。主要是解决问题的思路和方法。
　　 4. 影响和前景
　　 4.1. 从技术层面看
　　（1） 新技术带来的益处
　　自适应通用发动机技术的用途不仅限于战斗机和超声速巡航飞行器，在具有多种不同性能要求的飞机上都能取得最大的收益。表面上能够直接看到的收益如：
　　 ·提高运输机发动机短距起飞时的功率，但并不影响亚声速巡航时的性能。
　　 ·使无人机以大涵道比模式工作在中空飞越，转而以低涵道比、高压比模式，并可以提取大功率，供高空巡逻和为各种传感器工作提供电力。
　　 ·使亚声速攻击机的航程和续航时间分别增加30%和70%，使超声速攻击机的航程和续航时间分别增加40%和80%。
　　 ·改善不同飞行速度条件下的飞行器进气道产生的阻力。如：M = 2.5时ADVENT技术发动机与常规固定循环发动机的安装阻力相比优势不大，而在M = 1.5时，可以降低阻力达26%。在亚声速时，ADVENT发动机通过提高涵道比，可以使效率提高35%。
　　 ·自适应通用发动机技术项目发动机的部件和技术可以满足不同飞机的需求，它既能满足单一任务飞机，又能适应不同任务的飞机。在多种飞机上分享发动机，扩大了发动机的适用范围，也起到降低成本的作用。因为对于无人机或无人战斗机，其生产数量也许达不到足以支持研制一种新的基准发动机。
　　另外，在飞机设计使用上：
　　 ·高度一体化的发动机/飞机机体，固定和简化了其进排气装置。
　　 ·对于军用飞机，同时具有良好亚/超声速巡航能力，显著改善了生存性。
　　 ·涡轮和排气系统由于采用变循环技术，高速飞行时可以通过减小涵道比，甚至使发动机由涡轮风扇模式转为涡轮喷气模式，提高单位推力，适应高速飞行的大推力要求，而同时不需要像涡轮风扇发动机那样因飞行速度增大推力下降，必须提高涡轮和排气温度来增加推力，改善了耐久性，提高了可靠性。
　　（2） 可以将现有技术效能最大化
　　变循环/自适应技术与部件技术的关联不大，是另外一种性质的技术，如前面说的，步枪变机枪的概念，也是与涡轮喷气向涡轮风扇工作模式演化相同。即使利用现在已经掌握的固定循环的发动机技术，也可以开展变循环和自适应发动机技术的研究和试验工作，并完全可以在预期的将来做出可用的产品。不先进的部件同样可以实现变循环工作，这是没有问题的，实际上汽油发动机的可变正时气门就是这种情况。
　　掌握了变循环/自适应发动机技术，可以充分利用已掌握的发动机部件技术来提高发动机面对不同任务要求的能力，实现总体性能上的先进。这样同样部件技术水平的常规发动机与能够变循环工作的发动机相比，能力就不在一个水平线上了，可以将现有技术的潜力和效能最大化，明显提高了产品的性能量级。由于非设计点的减少，在对应的各个工作点上都可能比常规发动机提供更好的动力和更低的耗油率。
　　（3） 拓展了飞机平台的能力
　　涡轮喷气发动机进步到涡轮风扇发动机后，飞机性能的提升，最明显的是装涡轮喷气发动机的飞机腿短，而装涡轮风扇发动机的飞机腿长。
　　虽然变循环发动机由于要增加一些变几何部件会引起发动机本身的重量增加，但却可能使进排气系统的重量减轻,总体上会使整个推进系统的重量下降和飞机的推重比上升，并且更宜于与飞机机体一体化，从而减轻飞机的结构重量，同时还会带来机体阻力的减少。带来的直接好处是有效载荷提高，或装油量增加，除发动机因为更省油而使飞机航程增加外，多携带的燃料也起到延长飞机留空时间的作用。
　　另外，对飞机的操控性能也会有帮助，飞行员会对各个飞行段的飞行更有信心。固定循环发动机在非设计点上工作有些力不从心，采用变循环的发动机后，可以把发动机技术水平和结构决定的潜能充分发挥出来，在各种需要的工作条件下提供比过去更强有力的动力和更少的燃料消耗。
　　从飞机所执行的任务和用途来衡量，由于留空时间的延长，执行任务的工作能力和所带装备或武器的使用率提高，从另一个方面挖掘了飞机平台上所带装备的技术潜力，提高了单次出勤的费效比。
　　（4） 技术具有划时代意义
　　美国人自己认为正在受到来自各方面的挑战，按照美国从事这项工作人员的说法，自适应通用发动机技术项目的出现也是为了保持美国在发动机技术领域的优势地位。另外，美国空军实验室自适应通用发动机技术项目主管说，如果验证机取得成功，其意义如同由涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机的进步，是一个里程碑，会全面提升飞机的性能，上一个台阶，是又一次重大的进步，有步枪单发换连发的感觉。
　　 4.2. 从使用角度看
　　为军民用市场提供使用更加有效率和方便的工具，而这只是相当于我们将鲁班造的锯子的锯片平面齿尖向左右分开些所产生的使用效果。民用飞机更经济、环境影响更低这是最直接的好处；在军用方面，使军队手中的武器在使用方式上有了更多的选择。仅从变循环/自适应技术所带来的航程增加和待机留空时间延长，可以看到几点可能的影响变化。
　　（1）相当于军队数量和武器数量的增加
　　准确的说应该是相当于单位任务时间内，军队数量和武器数量的增加。
　　 ·首先，因为飞机单次飞行留空时间的增加，可以比过去在任务区保留更长时间的打击力量，减少了用在往返基地与任务区间航程上的时间，对于空军来说尤其在返航和重新投入任务区这段时间内，这些武装等于没有。
　　 ·第二，等同于增加了一定比例的预备队，也就是等于部队数量的增加，可以更灵活地应对可能出现的战场变化。特别是在非交战状态，由于减少了交替次数，一架飞机在空中保持的压力相当于过去需要几架飞机来完成。
　　 ·第三，所带来的作战半径的扩大，增加了防御和作战区域，为自己带来了空间上的优势，从另一个方面等于提高或延长了武器的能力。而且还相当于增加了作战飞机的品种，近程攻击机具有了远程攻击机的能力。
　　比较F-16与米格-29，从留空时间和作战半径来看，腿长的F-16占优，作战效能更好。
　　（2）对进攻与防御带来影响
　　为军队提供了更多的打击方式。像美国远程打击攻击机由于具有长航程、高航速（超声速巡航）、长待机时间能力，可以长途奔袭、可以长时间潜伏在一个隐蔽或安全的空域伺机迅速出击，可以进行快速、动态、方向不定和路线难测的攻击。即使这种武器不出击，其威慑作用也不小。
　　同一种作战飞机可能会具有多种任务能力，升空后即可以突击，也可以游击，多种能力为指挥人员提供了更多作战方案的选择，扩展了时间和空间，对战场主动权的控制帮助很大。
　　防御方目标自身的预警、布防将面临更大的麻烦，可能会需要更多的军队和武器，更大的防御区域和空间，这是很大的负担。
　　（3）对现役飞机性能的提升
　　如果变循环/自适应技术发展成熟，技术用于对现有飞机发动机的改造，其技术上的好处可以在现役飞机上得到体现，尤其是对于易于更换和升级发动机的运输机。
　　 5. 结语
　　变循环/自适应发动机技术是新一代发动机可能会用到的技术，对现役和未来新研制的飞机都会带来性能上的大幅度提高。现在称其为自适应发动机技术，可能是由于传感器技术和全权限数字电子控制技术的成熟，使对发动机的控制比过去更简单和方便，工作点的控制更连续，容易实现对飞行阶段全过程的适应性控制与调节。而且，通过控制软件升级，硬件不改变也可以提升发动机的性能。这项技术不涉及具体部件单项指标性能的提高，现有水平的硬件技术只要能完成变循环工作就可以。
　　这项技术的发展更多的是要在总体、控制领域先开展工作，确定可行的变循环方案。美国通用电气公司在这方面走在了前面。这项技术的掌握可以使整个飞机平台及其上的装备能力得到拓展和向上延伸，对系统持久工作能力的提高也是对战斗力的提高。（作者：中国航空工业发展研究中心航空技术所 胡军）（责编姜）