中国军网2024年10月11日发布:中国科技期刊卓越行动计划推介：《推进技术》第六期

传统航空发动机很难兼顾大单位推力和高推进效率的需求，自适应循环发动机以其高效的涵道比调节能力和良好的流量保持能力，成为下一代战斗机和未来超声速客机的理想动力装置。鉴于美国在自适应循环发动机领域长期保持领先地位，本文叙述了美国一系列军/民用研究计划下自适应循环发动机的发展历程、技术关联和结构特点，总结了总体性能设计、进气道/发动机匹配、低排放、低噪声、先进材料和增材制造等自适应循环发动机的关键技术及发展历程。

解决的问题及创新点

按照各阶段的技术发展特点，本文将自适应循环发动机的技术发展历程分为4个阶段，分析了各阶段下自适应循环发动机的方案特点及其变化趋势，明确了自适应循环发动机的双外涵结构形式，并提炼了发展自适应循环发动机所需突破的一系列关键技术，从而为我国自适应循环发动机的发展提供一定的参考。

总结与展望

自适应循环发动机的研制难度大、周期长、费用高。美国从20世纪60年代至今，以未来战斗机和超声速客机的需求为牵引，通过一系列长远、连续且系统的研究计划，逐步发展出目前的双外涵自适应循环发动机。

美国通过政府主导、军队和产学研部门的合理分工和密切合作，实现了多项高端军/民用航空发动机技术的有机集成，构成了以科学技术为基础、试验和使用数据为支撑、高水平科研人员为灵魂的举国技术体系，显著推动了自适应循环发动机技术的发展。美国民用自适应循环发动机的各项关键技术将于2030-2035年达到技术成熟度6级，从而为其在2030-2035年超声速客机的试飞提供支持；军用自适应循环发动机已经具备进入低风险工程与制造发展阶段的条件，为其在2030年以后能够研制出可装备使用的第6代战斗机提供了有力的支撑。

发展自适应循环发动机不能一蹴而就，我国应该充分认识到自适应循环发动机的技术难度和风险，依托科研院所和高校，整合行业优质资源，成立政府牵头的国家级研发组织。此外，应该根据现有技术基础，结合国家战略需求，制定近期、中期和远期的研究计划，并根据国内技术发展进程和国外先进经验适时调整研究计划。最后，应该实事求是、夯实基础、勇于创新，从而逐步形成世界一流的航空发动机技术体系。

近几年论文

[1] Xiaobo Zhang, Zhanxue Wang, Li Zhou. An integrated modeling approach for variable cycle engine performance analysis [J]. Journal of the Franklin Institute, 2023 360(8) 5549-5563.

[2] Hao W, Wang Z, Zhang X, et al. Acceleration Technique for Global Optimization of a Variable Cycle Engine[J]. Aerospace Science and Technology, 2022, 129(2022): 1-14.

[3] Yao Yao, Xiaobo Zhang, Mingyang Zhang, et al. Modeling and Cycle Parameter Matching of a High-Speed Variable Cycle Turbofan-Ramjet Engine[J]. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2022, 144(10): 101003.

[4] 江天牧, 张晓博, 王占学, 等. 涡轮电推进系统建模及控制规律设计[J]. 推进技术, 2024, 45(01): 23-35.

[5] 郝旺, 王占学, 张晓博, 等. 变循环发动机风车起动建模及仿真研究[J]. 推进技术, 2022, 43(10): 44-54.

[6] 江天牧, 张晓博, 王占学. STOVL推进系统模式转换过程建模及分析[J]. 航空动力学报, 2023, 38(6): 1-12.

[7] 郝旺, 王占学, 张晓博, 等. 变循环发动机模态转换建模及控制规律设计方法研究[J]. 推进技术, 2022, 43(01): 78-87.

[8] 郝旺, 王占学, 张晓博, 等. 变循环发动机地面起动建模及控制规律设计方法[J]. 航空动力学报, 2022, 37(01): 152-164.

[9] 郝旺, 王占学, 张晓博, 等. 基于自适应差分进化算法的变循环发动机模型求解方法研究[J]. 推进技术, 2021, 42(09): 2011-2021.

[10] Ye Y F, Wang Z X, Zhang X B. Multi-Working Point Performance Optimization of Variable Cycle Engine Based on Ensemble Radial Basis Function Neural Network[R]. AIAA 2021-3473, 2021.

[11] 宋甫, 周莉, 王占学, 等. 核心机驱动风扇级气动参数径向分布对变循环发动机性能的影响[J]. 推进技术, 2020, 41(7):1449-1456.

[12] 宋甫, 周莉, 王占学, 等. 核心机驱动风扇级二维仿真模型与变循环发动机零维仿真模型耦合方法研究 [J]. 推进技术, 2020, 41(3): 500-508.

[13] 张明阳, 周莉, 王占学, 张晓博. 外并联式TBCC发动机模态转换性能模拟与分析[J]. 推进技术, 2018, 39(11): 2429-2437.

[14] 张晓博，王占学，周红. FLADE变循环发动机模态转换过程特性分析[J], 推进技术，2018 39(1):14-22.

[15] Wang Hao, Zhanxue Wang, Xiaobo Zhang, et al. A New Design Method for Mode Transition Control Law of Variable Cycle Engine[R]. AIAA 2018-4812, 2018.

[16] 周红, 王占学, 刘增文, 等. 可变面积涵道引射器对变循环发动机性能影响[J]. 航空动力学报, 2016, 31(12): 2842-2850.

[17] 周红, 王占学, 张晓博, 等. 变循环发动机模态转换的几何调节规律[J]. 航空动力学报, 2015, 30(9): 2160-2166.

[18] Hong Zhou, Zhanxue Wang, Xiaobo Zhang, Optimization of Variable Cycle Engines by Using an Improved Differential Evolution[R]. AIAA 2014-3444, 2014.

[19] 周红, 王占学, 刘增文, 等. 双外涵变循环发动机可变几何特性研究[J]. 航空学报, 2014, 35(8):2126-2135.

[20] 刘增文, 王占学, 蔡元虎. 变循环发动机模态转换数值模拟[J]. 航空动力学报, 2011, 26(9): 2128-2132.

[21] 刘增文, 王占学, 黄红超, 等. 变循环发动机性能数值模拟[J]. 航空动力学报, 2010, 25(6): 1310-1315.

团队介绍

西北工业大学喷气推进理论与工程研究所（JPRL研究团队），现有教授4人，副教授3人，硕博士研究生近60名，国家级人才2人。研究所具有较高的学生培养水平，完整的培养体系，融洽的师生关系，被评为西北工业大学首批科研育人示范团队。研究所主要从事航空发动机总体性能设计与优化技术、航空发动机数智化技术和新型排气系统设计与隐身技术研究。近5年来，承担国家级项目10余项，其他科研项目30余项。研究所先后获得国家技术发明二等奖1项，国防科技进步二等奖3项，中国科协优秀科技论文奖1项，发表高水平论文100余篇，授权专利30余项。