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变循环航空发动机，是最近几年高频出现的一个词汇。之所以被各军事强国所高度重视，就是因为这种发动机是和各大国正在全力攻关的第6代战机所配套的航发项目，正如说起5代战机必然有隐身性能一样，那么若6代机不具备变循环发动机，那么这种6代机也只能是一种伪6代。传统的航空涡扇—涡轮发动机的热力循环特性是固定不变的，一种发动机只能在一种模式下工作，并且仅在有限的飞行包线范围内具有最好的性能。这往往是现役航发的一个难以克服的死结。比如某超级大国著名的F404—F414中等推力航空发动机，这种航发在海平面和6000米以下的中低空的推力很强劲，燃油效率也高，这是因为他的叶片和涡轮和外壳之间的密封性能基本做到了极致，几乎可以发挥每一克氧气的燃烧效率。而这类发动机一旦到了万米以上的高空，在高空高速下出现准冲压燃烧状态，高度密封的涡轮几乎成了一个累赘。 发动机的推力会急剧下降。因此装备这类发动机的战斗机都尽量避免飞的太高。还有一个与前面的例子几乎相反的典型，这就是著名的F22A的发动机F119。这种先进大推力发动机为了追求高空超音速巡航性能，因此涵道比做的非常小，几乎和过去的涡喷发动机差不多。因此在高空性能非常好。而因为涵道比过低，其在低空的推力就大打折扣，燃油效率甚至比不过落后他一代的三代涡扇，非常的耗油。因此F22A的航程是出了名的腿短。甚至远远不如F16A等典型的偏轻型的三代机，这就造成F22A不能适合空域广阔的战场环境。先进变循环发动机技术的出现就是要解决前两类发动机不能兼顾高空和低空性能的矛盾，可以通过改变一些部件的几何形状、尺寸或位置，来调节其热力循环参数：如增压比 、涡轮进口温度、空气流量和涵道比，改变发动机循环工作模式。
在几乎所有包线下，都维持高推力的同时确保低油耗，使发动机在各种飞行情况下都能工作在最佳状态。与此同时，变循环发动机能以多种模式，包括涡轮模式、涡轮风扇模式和冲压模式等工作，因而在亚声速、跨声速、超声速和高超声速飞行状态下都具有良好的性能。 目前研究的重点是改变涵道比，如发动机在爬升、加速和超声速飞行时涵道比减小，接近涡喷发动机的性能，以增大推力；在起飞和亚声速飞行时，加大涵道比，以涡扇发动机状态工作降低耗油率和噪声。 现役航空发动机从前往后结构，依次为进气道、压气机、燃烧室、涡轮、后燃器和喷口。对应的过程是空气吸入、空气压缩增压、空气混合燃烧、带动涡轮旋转、尾部二次点燃或者不点燃的喷出做功。变循环发动机则采用涡轮风扇体制，将气流分在三个涵道，但这三个涵道可以变换大小口径，通过组合搭配成就最佳的工作模式，在需要经济巡航时，2个调节板向下调节，挡住通过燃烧室的气流，使发动机工作在螺旋桨模式，当需要进行跨音速机动时，调节板1向下调节，2向上调节，组成一个涡扇发动机。当要进行超音速巡航时，调节板1、2均向上偏，使其成为一台涡喷发动机。假如发动机使用了任务规划体制，还可以根据不同的任务使用电脑规划发动机的作用方式达到最佳作战效能。 变循环发动机原理看起来很简单，但在工程上实现起来是十分艰巨的，发动机工作在高温高压和极高转速的情况下，原则上最好不要有任何的结构变换，否则会带来发动机部件的损伤导致发动机出现安全问题，挡板的偏移也会带来气流的瞬时畸变，导致发动机工作不稳定甚至停车。不过一旦突破，那么在同等燃油的情况下飞机的滞空时间可以提高50%，航程增加33%，减少25%的燃油消耗率，达到60%的惊人燃油热吸收率。
变循环发动机的研发上，某超级大国的GE走在了全球的前列。从20世纪70年代，就开始大力研究军用变循环发动机。GE公司研制了从YJ101第一代变循环验证机到GE21、GE33，即后来的YF120，以及可控压比发动机等一系列变循环预研验证机。尤其是YF120还参加了第四代战斗机的动力选型，是世界上第一种经飞行验证的战斗机用变循环发动机。YF120曾经被安装在YF23战斗机上，轻易的飞出不开加力1.9马赫的惊人的高速度。若不是YF23在竞标中被算计下马，那么超级大国恐怕已经提前20年批量用上这种先进的发动机了。在这方面，某方必须加大投入，奋起直追！ |
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