變循環(huán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是最近幾年高頻出現(xiàn)的一個(gè)詞匯。之所以被各軍事強(qiáng)國(guó)所高度重視，就是因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)是和各大國(guó)正在全力攻關(guān)的第6代戰(zhàn)機(jī)所配套的航發(fā)項(xiàng)目，正如說起5代戰(zhàn)機(jī)必然有隱身性能一樣，那么若6代機(jī)不具備變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，那么這種6代機(jī)也只能是一種偽6代。傳統(tǒng)的航空渦扇—渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力循環(huán)特性是固定不變的，一種發(fā)動(dòng)機(jī)只能在一種模式下工作，并且僅在有限的飛行包線范圍內(nèi)具有最好的性能。這往往是現(xiàn)役航發(fā)的一個(gè)難以克服的死結(jié)。比如某超級(jí)大國(guó)著名的F404—F414中等推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)，這種航發(fā)在海平面和6000米以下的中低空的推力很強(qiáng)勁，燃油效率也高，這是因?yàn)樗娜~片和渦輪和外殼之間的密封性能基本做到了極致，幾乎可以發(fā)揮每一克氧氣的燃燒效率。而這類發(fā)動(dòng)機(jī)一旦到了萬米以上的高空，在高空高速下出現(xiàn)準(zhǔn)沖壓燃燒狀態(tài)，高度密封的渦輪幾乎成了一個(gè)累贅。
發(fā)動(dòng)機(jī)的推力會(huì)急劇下降。因此裝備這類發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī)都盡量避免飛的太高。還有一個(gè)與前面的例子幾乎相反的典型，這就是著名的F22A的發(fā)動(dòng)機(jī)F119。這種先進(jìn)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)為了追求高空超音速巡航性能，因此涵道比做的非常小，幾乎和過去的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)差不多。因此在高空性能非常好。而因?yàn)楹辣冗^低，其在低空的推力就大打折扣，燃油效率甚至比不過落后他一代的三代渦扇，非常的耗油。因此F22A的航程是出了名的腿短。甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如F16A等典型的偏輕型的三代機(jī)，這就造成F22A不能適合空域廣闊的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。先進(jìn)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)就是要解決前兩類發(fā)動(dòng)機(jī)不能兼顧高空和低空性能的矛盾，可以通過改變一些部件的幾何形狀、尺寸或位置，來調(diào)節(jié)其熱力循環(huán)參數(shù)：如增壓比 、渦輪進(jìn)口溫度、空氣流量和涵道比，改變發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)工作模式。
在幾乎所有包線下，都維持高推力的同時(shí)確保低油耗，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種飛行情況下都能工作在最佳狀態(tài)。與此同時(shí)，變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)能以多種模式，包括渦輪模式、渦輪風(fēng)扇模式和沖壓模式等工作，因而在亞聲速、跨聲速、超聲速和高超聲速飛行狀態(tài)下都具有良好的性能。 目前研究的重點(diǎn)是改變涵道比，如發(fā)動(dòng)機(jī)在爬升、加速和超聲速飛行時(shí)涵道比減小，接近渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，以增大推力；在起飛和亞聲速飛行時(shí)，加大涵道比，以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)工作降低耗油率和噪聲。
現(xiàn)役航空發(fā)動(dòng)機(jī)從前往后結(jié)構(gòu)，依次為進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪、后燃器和噴口。對(duì)應(yīng)的過程是空氣吸入、空氣壓縮增壓、空氣混合燃燒、帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)、尾部二次點(diǎn)燃或者不點(diǎn)燃的噴出做功。變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)則采用渦輪風(fēng)扇體制，將氣流分在三個(gè)涵道，但這三個(gè)涵道可以變換大小口徑，通過組合搭配成就最佳的工作模式，在需要經(jīng)濟(jì)巡航時(shí)，2個(gè)調(diào)節(jié)板向下調(diào)節(jié)，擋住通過燃燒室的氣流，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在螺旋槳模式，當(dāng)需要進(jìn)行跨音速機(jī)動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)板1向下調(diào)節(jié)，2向上調(diào)節(jié)，組成一個(gè)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)要進(jìn)行超音速巡航時(shí)，調(diào)節(jié)板1、2均向上偏，使其成為一臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。假如發(fā)動(dòng)機(jī)使用了任務(wù)規(guī)劃體制，還可以根據(jù)不同的任務(wù)使用電腦規(guī)劃發(fā)動(dòng)機(jī)的作用方式達(dá)到最佳作戰(zhàn)效能。
變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)原理看起來很簡(jiǎn)單，但在工程上實(shí)現(xiàn)起來是十分艱巨的，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高溫高壓和極高轉(zhuǎn)速的情況下，原則上最好不要有任何的結(jié)構(gòu)變換，否則會(huì)帶來發(fā)動(dòng)機(jī)部件的損傷導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)安全問題，擋板的偏移也會(huì)帶來氣流的瞬時(shí)畸變，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定甚至停車。不過一旦突破，那么在同等燃油的情況下飛機(jī)的滯空時(shí)間可以提高50%，航程增加33%，減少25%的燃油消耗率，達(dá)到60%的驚人燃油熱吸收率。
變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)上，某超級(jí)大國(guó)的GE走在了全球的前列。從20世紀(jì)70年代，就開始大力研究軍用變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。GE公司研制了從YJ101第一代變循環(huán)驗(yàn)證機(jī)到GE21、GE33，即后來的YF120，以及可控壓比發(fā)動(dòng)機(jī)等一系列變循環(huán)預(yù)研驗(yàn)證機(jī)。尤其是YF120還參加了第四代戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力選型，是世界上第一種經(jīng)飛行驗(yàn)證的戰(zhàn)斗機(jī)用變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。YF120曾經(jīng)被安裝在YF23戰(zhàn)斗機(jī)上，輕易的飛出不開加力1.9馬赫的驚人的高速度。若不是YF23在競(jìng)標(biāo)中被算計(jì)下馬，那么超級(jí)大國(guó)恐怕已經(jīng)提前20年批量用上這種先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)了。在這方面，某方必須加大投入，奮起直追！
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