簡介
航空發動機航空發動機是飛機的心臟，是飛機性能的決定因素之一。由於戰鬥機發動機要在高溫、高壓、高轉速和高負荷的環境中長期反覆地工作，而且還要求具有重量輕、體積小、推力大、使用安全可靠及經濟性好等特點，因此，目前世界上真正具備獨立研製發動機的國家只有美、俄、英、法、中等少數幾個。中國航空發動機的研製是在新中國成立後一片空白的基礎上發展起來的，從最初的仿製、改進、改型到今天可以獨立設計製造高性能航空發動機，走過了一條布滿荊棘的發展道路。
歷史發展
活塞式發動機時期
航空發動機早期液冷發動機居主導地位。19世紀末，在內燃機開始用於汽車的同時，人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源，並著手這方面的試驗。
1903年，美國萊特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷發動機改裝之後，成功地用到他們的"飛行者一號"飛機上進行飛行試驗。這台發動機只發出8.95kW的功率，重量卻有81kg，功重比為0.11kW/daN。發動機通過兩根腳踏車上那樣的鏈條，帶動兩個直徑為2.6m的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行。
在飛機用於戰爭目的的推動下，航空特別是在歐洲開始蓬勃發展，法國在當時處於領先地位。美國雖然發明了動力飛機並且製造了第一架軍用飛機，但在參戰時連一架可用的新式飛機都沒有。在前線的美國航空中隊的6287架飛機中有4791架是法國飛機，如裝備伊斯潘諾-西扎V型液冷發動機的"斯佩德"戰鬥機。這種發動機的功率已達130~220kW,推重比為0.7kW/daN左右。飛機速度超過200km/h，升限6650m。
當時，飛機的飛行速度還比較小，氣冷發動機冷卻困難。為了冷卻，發動機裸露在外，阻力又較大。因此，大多數飛機特別是戰鬥機採用的是液冷式發動機。期間，1908年由法國塞甘兄弟發明旋轉汽缸氣冷星型發動機曾風行一時。這種曲軸固定而汽缸旋轉的發動機終因功率的增大受到限制，在固定汽缸的氣冷星型發動機的冷卻問題解決之後退出了歷史舞台。
在兩次世界大戰之間，在活塞式發動機領域出現幾項重要的發明：發動機整流罩既減小了飛機阻力，又解決了氣冷發動機的冷卻困難問題，甚至可以的設計兩排或四排汽缸的發動機，為增加功率創造了條件；廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進氣壓力，改善了發動機的高空性能；變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發動機的功率輸出；內充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題；向汽缸內噴水和甲醇的混合液可在短時內增加功率三分之一；高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性，使汽缸內燃燒前壓力由2~3逐步增加到5~6，甚至8~9，既提高了升功率，又降低了耗油率。
從20世紀20年代中期開始，氣冷發動機發展迅速，但液冷發動機仍有一席之地在此期間，在整流罩解決了阻力和冷卻問題後，氣冷星型發動機由於有剛性大，重量輕，可靠性、維修性和生存性好，功率增長潛力大等優點而得到迅速發展,並開始在大型轟炸機、運輸機和對地攻擊機上取代液冷發動機。在20世紀20年代中期，美國萊特公司和普•惠公司先後發展出單排的"旋風"和"颶風"以及"黃蜂"和"大黃蜂"發動機，最大功率超過400kW，功重比超過1kW/daN。到第二次世界大戰爆發時，由於雙排氣冷星型發動機的研製成功，發動機功率已提高到600~820kW。此時，螺旋槳戰鬥機的飛行速度已超過500km/h，飛行高度達10000m
航空發動機在第二次世紀大戰期間，氣冷星型發動機繼續向大功率方向發展。其中比較著名的有普•惠公司的雙排"雙黃蜂"（(R-2800)和四排"巨黃蜂"(R-4360)。前者在1939年7月1日定型，開始時功率為1230kW,共發展出5個系列幾十個改型，最後功率達到2088kW，用於大量的軍民用飛機和直升機。單單為P-47戰鬥機就生產了24000台R-2800發動機，其中P-47J的最大速度達805km/h。雖然有爭議，但據說這是第二次世界大戰中飛得最快的戰鬥機。這種發動機在航空史上占有特殊的地位。在航空博物館或航空展覽會上，R-2800總是放置在中央位置。甚至有的航空史書上說，如果沒有R-2800發動機，在第二次世界大戰中盟國的取勝要困難得多。後者有四排28個汽缸，排量為71.5L，功率為2200~3000kW,是世界上功率最大的活塞式發動機，用於一些大型轟炸機和運輸機。1941年，圍繞六台R-4360發動機設計的B-36轟炸機是少數推進是飛機之一，但未投入使用。
萊特公司的R-2600和R-3350發動機也是很有名的雙排氣冷星型發動機。前者在1939推出，功率為1120kW，用於第一架載買票旅客飛越大西洋的波音公司"快帆"314型四發水上飛機以及一些較小的魚雷機、轟炸機和攻擊機。後者在1941年投入使用，開始時功率為2088kW，主要用於著名的B-29"空中堡壘"戰略轟炸機。R-3350在戰後發展出一種重要改型--渦輪組合發動機。發動機的排氣驅動三個沿周向均布的廢氣渦輪，每個渦輪在最大狀態下可發出150kW的功率。這樣，R-3350的功率提高到2535kW，耗油率低達0.23kg/(kW•h)。1946年9月，裝兩台R-3350渦輪組合發動機的P2V1"海王星"飛機創造了18090km的空中不加油的飛行距離世界紀錄。液冷發動機與氣冷發動機之間的競爭在第二次世界大戰中仍在繼續。液冷發動機雖然有許多缺點，但它的迎風面積小，對高速戰鬥機特別有利。而且，戰鬥機的飛行高度高，受地面火力的威脅小，液冷發動機易損的弱點不突出。所以，它在許多戰鬥機上得到套用。例如，美國在這次大戰中生產量最大的5種戰鬥機中有4種採用液冷發動機。其中，值得一提的是英國羅-羅公司的梅林發動機。它在1935年11月在"颶風"戰鬥機上首次飛行時，功率達到708kW；1936年在"噴火"戰鬥機上飛行時，功率提高到783kW。
這兩種飛機都是第二次世界大戰期間有名的戰鬥機，速度分別達到624km/h和750km/h。梅林發動機的功率在戰爭末期達到1238kW，甚至創造過1491kW的紀錄。美國派克公司按專利生產了梅林發動機，用於改裝P-51"野馬"戰鬥機，使一種平常的飛機變成戰時最優秀的戰鬥機。"野馬"戰鬥機採用一種不常見的五葉螺旋槳，安裝梅林發動機後，最大速度達到760km/h，飛行高度為15000m。除具有當時最快的速度外，"野馬"戰鬥機的另一個突出的優點是有驚人的遠航能力，它可以把盟軍的轟炸機一直護送到柏林。到戰爭結束時，"野馬"戰鬥機在空戰中共擊落敵機4950架，居歐洲戰場的首位。而在遠東和太平洋戰場上，則是由於裝備了氣冷發動機的F6F"地獄貓"戰鬥機的參戰，才結束了日本"零"式戰鬥機的霸主地位。航空史學界把"野馬"飛機看作螺旋槳戰鬥機的頂峰之作。
在第二次世界大戰開始之後和戰後的最主要的技術進展有直接注油、渦輪組合發動機和低壓點火。
在兩次世界大戰的推動下，發動機的性能提高很快，單機功率從不到10kW增加到2500kW左右，功率重量比從0.11kW/daN提高到1.5kW/daN左右，升功率從每升排量幾千瓦增加到四五十千瓦，耗油率從約0.50kg/(kW•h)降低到0.23~0.27kg/(kW•h)。翻修壽命從幾十小時延長到2000~3000h。到第二次世界大戰結束時，活塞式發動機已經發展得相當成熟，以它為動力的螺旋槳飛機的飛行速度從16km/h提高到近800km/h，飛行高度達到15000m。可以說，活塞式發動機已經達到其發展的頂峰。
雙路式航空渦輪噴氣發動機噴氣時代的活塞式發動機
在第二次世界大戰結束後，由於渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代，活塞式發動機逐步退出主要航空領域，但功率小於370kW的水平對缸活塞式發動機發動機仍廣泛套用在輕型低速飛機和直升機上，如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機，旋轉活塞發動機在無人機上嶄露頭角，而且美國NASA還正在發展用航空煤油的新型二衝程柴油機供下一代小型通用飛機使用。
美國NASA已經實施了一項通用航空推進計畫，為未來安全舒適、操作簡便和價格低廉的通用輕型飛機提供動力技術。這種輕型飛機大致是4~6座的，飛行速度在365km/h左右。一個方案是用渦輪風扇發動機，用它的飛機稍大，有6個座位，速度偏高。另一個方案是用狄塞爾循環活塞式發動機，用它的飛機有4個座位，速度偏低。對發動機的要求為：功率為150kW；耗油率0.22kg/(kW•h)；滿足未來的排放要求；製造和維修成本降低一半。到2000年，該計畫已經進行了500h以上的發動機地面試驗，功率達到130kW，耗油率0.23kg/(kW•h)。
燃氣渦輪發動機時期
第二個時期從第二次世界大戰結束至今。60年來，航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機，開創了噴氣時代，居航空動力的主導地位。在技術發展的推動下（見表1），渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、槳扇發動機和渦輪軸發動機在不同時期在不同的飛行領域內發揮著各自的作用，使航空器性能跨上一個又一個新的台階。
渦噴/渦扇發動機
第一台渦輪噴氣發動機尤莫-004英國的惠特爾和德國的奧海因分別在1937年7月14日和1937年9月研製成功離心式渦輪噴氣發動機WU和HeS3B。前者推力為530daN，但1941年5月15日首次試飛的格羅斯特公司E28/39飛機裝的是其改進型W1B，推力為540daN，推重比2.20。後者推力為490daN，推重比1.38，於1939年8月27日率先裝在亨克爾公司的He-178飛機上試飛成功。這是世界上第一架試飛成功的噴氣式飛機，開創了噴氣推進新時代和航空事業的新紀元。
世界上第一台實用的渦輪噴氣發動機是德國的尤莫-004，1940年10月開始台架試車，1941年12月推力達到980daN，1942年7月18日裝在梅塞施米特Me-262飛機上試飛成功。自1944年9月至1945年5月，Me-262共擊落盟軍飛機613架，自己損失200架（包括非戰鬥損失）。英國的第一種實用渦輪噴氣發動機是1943年4月羅•羅公司推出的威蘭德，推力為755daN，推重比2.0。該發動機當年投入生產後即裝備"流星"戰鬥機，於1944年5月交給英國空軍使用。該機曾在英吉利海峽上空成功地攔截了德國的V-1飛彈。
戰後，美、蘇、法通過買專利，或藉助從德國取得的資料和人員，陸續發展了本國第一代渦輪噴氣發動機。其中，美國通用電氣公司的J47軸流式渦噴發動機和蘇聯克里莫夫設計局的RD-45離心式渦噴發動機的推力都在2650daN左右，推重比為2~3，它們分別在1949年和1948年裝在F-86和米格-15戰鬥機上服役。這兩種飛機在韓戰期間展開了你死我活的空戰。20世紀50年代初，加力燃燒室的採用使發動機在短時間內能夠大幅度提高推力，為飛機突破聲障提供足夠的推力。典型的發動機有美國的J57和蘇聯的RD-9B，它們的加力推力分別為7000daN和3250daN，推重比各為3.5和4.5。它們分別裝在超聲速的單發F-100和雙發米格-19戰鬥機上。
在50年代末和60年代初，各國研製了適合M2以上飛機的一批渦噴發動機，如J79、J75、埃汶、奧林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13，推重比已達5~6。在60年代中期還發展出用於M3一級飛機的J58和R-31渦噴發動機。到70年代初，用於"協和"超聲速客機的奧林帕斯593渦噴發動機定型，最大推力達到17000daN。從此再沒有重要的渦噴發動機問世。
渦扇發動機的發展源於第二次世界大戰。世界上第一台運轉的渦輪風扇發動機是德國戴姆勒-賓士研製的DB670(或109-007)，於1943年4月在實驗台上達到840千克推力，但因技術困難及戰爭原因沒能獲得進一步發展。世界上第一種批量生產的渦扇發動機是1959年定型的英國康維，推力為5730daN，用於VC-10、DC-8和波音707客機。涵道比有0.3和0.6兩種，耗油率比同時期的渦噴發動機低10%~20%。1960年，美國在JT3C渦噴發動機的基礎上改型研製成功JT3D渦扇發動機，推力超過7700daN，涵道比1.4，用於波音707和DC-8客機以及軍用運輸機。
以後，渦扇發動機向低涵道比的軍用加力發動機和高涵道比的民用發動機的兩個方向發展。在低涵道比軍用加力渦扇發動機方面，20世紀60年代，英、美在民用渦扇發動機的基礎上研製出斯貝-MK202和TF30，分別用於英國購買的"鬼怪"F-4M/K戰鬥機和美國的F111（後又用於F-14戰鬥機）。它們的推重比與同時期的渦噴發動機差不多，但中間耗油率低，使飛機航程大大增加。在70~80年代，各國研製出推重比8一級的渦扇發動機，如美國的F!00、F404、F110，西歐三國的RB199，前蘇聯的RD-33和AL-31F。它們裝備在一線的第三代戰鬥機，如F-15、F-16、F-18、"狂風"、米格-29和蘇-27。推重比10一級的渦扇發動機已研製成功，即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的"陣風"/M88。其中，F-22/F119具有第四代戰鬥機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動力裝置F136正在研製之中，於2010~2012年投入服役。
自20世紀70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比（4~6）渦扇發動機投入使用以來，開創了大型寬體客機的新時代。後來，又發展出推力小於20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發動機，廣泛用於各種幹線和支線客機。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產13000多台，並創造了機上壽命超過30000h的記錄。民用渦扇發動機依然投入使用以來，已使巡航耗油率降低一半，噪聲下降20dB,CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90年代中期裝備波音777投入使用的第二代高涵道比（6~9）渦扇發動機的推力超過35000daN。其中，通用電氣公司GE90-115B在2003年2月創造了56900daN的發動機推力世界紀錄。普•惠公司正在研製新一代渦扇發動機PW8000，這種齒輪傳動渦扇發動機，推力為11000~16000daN，涵道比11，耗油率下降9%。
渦槳/渦軸發動機
渦軸發動機第一台渦輪螺旋槳發動機為匈牙利於1937年設計、1940年試運轉的JendrassikCs-1。該機原計畫用於本國VargaRMI-1X/H型雙引擎偵察/轟炸機但該機項目被取消。1942年，英國開始研製本國第一台渦槳發動機羅爾斯-羅伊斯RB.50Trent。該機於1944年6月首次運轉，經過633小時試車後於1945年9月20日安裝在一台格羅斯特“流星”戰鬥機上，並做了298小時飛行實驗。以後，英國、美國和前蘇聯陸續研製出多種渦槳發動機，如達特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發動機的耗油率低，起飛推力大，裝備了一些重要的運輸機和轟炸機。美國在1956年服役的渦槳發動機T56/501，裝於C-130運輸機、P3-C偵察機和E-2C預警機。它的功率範圍為2580～4414kW，有多個軍民用系列，已生產了17000多台，出口到50多個國家和地區，是世界上生產數量最多的渦槳發動機之一，至今還在生產。前蘇聯的HK-12M的最達功率達11000kW,用於圖-95"熊"式轟炸機、安-22軍用運輸機和圖-114民用運輸機。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制，在大型飛機上渦輪螺旋槳發動機逐步被渦輪風扇發動機所取代，但在中小型運輸機和通用飛機上仍有一席之地。其中加拿大普•惠公司的PT6A發動機是典型代表，40年來，這個功率範圍為350~1100kW的發動機系列已發展出30多個改型，用於144個國家的近百種飛機，共生產了30000多台。美國在90年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機，功率範圍為2983～5966kW，其起飛耗油率特低，為0.249kg/（kW•h）。
在20世紀80年代後期，掀起了一陣性能上介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的槳扇發動機熱。一些著名的發動機公司都在不同程度上進行了預計和試驗，其中通用電氣公司的無涵道風扇（UDF）GE36曾進行了飛行試驗。
從1950年法國透博梅卡公司研製出206kW的阿都斯特Ⅰ型渦軸發動機並裝備美國的S52-5直升機上首飛成功以後，渦輪軸發動機在直升機領域逐步取代活塞式發動機而成為最主要的動力形式。半個世紀以來，渦軸發動機已成功低發展出四代，功重比已從2kW/daN提高到6.8~7.1kW/daN。第三代渦軸發動機是20世紀70年代設計，80年代投產的產品。主要代表機型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM，裝備AS322"超美洲豹"、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第四代渦軸發動機是20世紀80年代末90年代初開始研製的新一代發動機,代表機型有英、法聯合研製的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯合研製的MTR390和俄羅斯的TVD1500，用於NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66"科曼奇"、PAH-2/HAP/HAC"虎"和卡-52。世界上最大的渦輪軸發動機是烏克蘭的D-136，起飛功率為7500kW,裝兩台發動機的米-26直升機可運載20t的貨物。以T406渦輪軸發動機為動力的傾轉旋翼機V-22突破常規旋翼機400km/h的飛行速度上限，一下子提高到638km/h。
航空燃氣渦輪發動機問世以後的60年來在技術上取得的重大進步可用下列數字表明：
服役的戰鬥機發動機推重比從2提高到7~9，已經定型並即將投入使用的達9~10。民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過50000daN，巡航耗油率從50年代渦噴發動機1.0kg/(daN•h)下降到0.55kg/(daN•h),噪聲已下降20dB，CO、UHC和NOx分別下降70%、90%和45%。
服役的直升機用渦軸發動機的功重比從2kW/daN提高到4.6~6.1kW/daN，已經定型並即將投入使用的達6.8~7.1kW/daN。
發動機可靠性和耐久性倍增，軍用發動機空中停車率一般為0.2~0.4/1000發動機飛行小時，民用發動機為0.002~0.02/1000發動機飛行小時。戰鬥機發動機整機定型要求通過4300~6000TAC循環試驗，相當於平時使用10多年，熱端零件壽命達到2000h；民用發動機熱端部件壽命，為7000~10000h，整機的機上壽命達到15000~20000h，也相當使用10年左右。
總之，航空渦輪發動機已經發展得相當成熟，為各種航空器的發展作出了重要貢獻，其中包M3一級的戰鬥/偵察機，具有超聲速巡航、隱身、短距起落和超機動能力的戰鬥機、亞聲速垂直起落戰鬥機、滿足180min雙發乾線客機延長航程（ETOPS）要求的寬體客機、有效載重大20t的巨型直升機和速度超過600km/h的傾轉旋翼機。同時，還為各種航空改型輕型地面燃氣輪機打下基礎。
功能類型
航空發動機活塞式航空發動機
是早期在飛機或直升機上套用的航空發動機，用於帶動螺旋槳或旋翼。大型活塞式航空發動機的功率可達2500千瓦。後來為功率大、高速性能好的燃氣渦輪發動機所取代。但小功率的活塞式航空發動機仍廣泛地用於輕型飛機、直升機及超輕型飛機。
燃氣渦輪發動機
這種發動機套用最廣。包括渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機，都具有壓氣機、燃燒室和燃氣渦輪。渦輪螺旋槳發動機主要用於時速小於800千米的飛機；渦輪軸發動機主要用作直升機的動力；渦輪風扇發動機主要用於速度更高的飛機；渦輪噴氣發動機主要用於超聲速飛機。
衝壓發動機
其特點是無壓氣機和燃氣渦輪，進入燃燒室的空氣利用高速飛行時的衝壓作用增壓。它構造簡單、推力大，特別適用於高速高空飛行。由於不能自行起動和低速下性能欠佳，限制了套用範圍，僅用在飛彈和空中發射的靶彈上。
其他
上述發動機均由大氣中吸取空氣作為燃料燃燒的氧化劑，故又稱吸空氣發動機。其他還有火箭發動機、脈衝發動機和航空電動機。火箭發動機的推進劑（氧化劑和燃燒劑）全部由自身攜帶，燃料消耗太大，不適於長時間工作，一般作為運載火箭的發動機，在飛機上僅用於短時間加速（如起動加速器）。脈衝發動機主要用於低速靶機和航空模型飛機。由太陽電池驅動的航空電動機僅用於輕型飛機，尚處在試驗階段。
控制系統
航空發動機的控制系統是航空發動機重要組成部分，它依據發動機的狀態和發動機外界環境的變化控制發動機的各調節參數，保證發動機工作穩定和提高發動機性能。其主要實現的控制有：輸出參數（推力或功率）控制；燃油流量控制；壓氣機可調靜子葉片控制；可調放氣活門控制；渦輪間隙主動控制；高壓壓氣機、渦輪冷卻空氣流量控制；發動機滑油和燃油溫度管理；發動機安全保護；啟動和點火控制；反推控制等。
從控制系統實現的方式上區分，航空發動機的控制系統可分為：機械液壓式控制（或機械氣動式控制）；監控型電子控制；全許可權電子控制。
行業分析
航空發動機航空發動機行業具有高技術，高投入、高風險、高壁壘的特性。研發普通單台發動機的投入在10-30億美元，時間周期10-15年。從60年代開始，全球主要製造商和供應商不超過25家，全球航空發動機製造主要集中在歐美已開發國家的公司，美國的通用和普惠、法國的斯奈馬克和英國的羅羅是目前全球最大四家航空發動機巨頭。前瞻網統計數據顯示，2011年，全球航空發動機市場規模約750億美元。其中中國航空發動機市場產值僅為200億元人民幣(約合30.76億美元)。
而據相關統計數據，美國通用、美國普惠、法國斯奈馬克及英國的RR這四家航空發動機製造廠商占據全球84%的市場份額，美國通用公司處於市場絕對老大地位，占有40%市場份額，其次是英國羅•羅公司，占據22%市場份額，法國斯奈馬克公司和美國普惠公司分別以13%和9%的市場份額分列三四位。
在世界航空發動機市場格局中，雖然中國的飛機發動機製造水平和市場份額均遠遠落後於歐美已開發國家，中國航空工業快速發展，各種先進戰鬥機不斷研製出來，如殲20隱形戰鬥機成功試飛。但同時必須看到，我國航空發動機製造落後嚴重製約著各種新戰機裝備，長期依賴於國外航空發動機對中國的國家戰略安全形成巨大的威脅，航空發動機成為中國迫切需要解決的難題之一。
此外，相比歐美已開發國家，我國在航空發動機預研上規劃和投入還存在較大的差距，歐美已開發國家長期以來始終高度重視航空發動機技術的研究和發展，投入大量資金，通過連續不斷地實施先進航空發動機技術的研究與驗證計畫，為其占據當今世界航空發動機領域的領先地位奠定了堅實的基礎。
《2013-2017年中國航空發動機行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》統計數據顯示，2011年，中航發動機公司的航空產業營收約200億元，僅是國內年均千億航空發動機市場需求的1/5，未來仍有廣闊成長空間。從市場結構來看，中國生產的幾乎全部是戰鬥機發動機，乾支線運輸機，而相關的民用發動機市場空間廣闊，且尚未涉及。[3]
發展計畫
航空發動機階段計畫
1988年，美國空軍首先發起制訂並實施高性能渦輪發動機技術（IHPTET）計畫，空軍、海軍、陸軍、國防部預研局、NASA和七家主要發動機製造商都參與了這項計畫。計畫總的目標是到2005年使航空推進系統能力翻一番，即推重比或功率重量比增加100%~120%，耗油率下降15%~30%。也就是說，要用15~20年時間取得過去30~40年取得的成就，生產和維修成本降低35%~60%。可以說，航空推進技術正呈現出一種加速發展的態勢。
在歐洲，以英國為主，義大利和德國參與共同實施了先進核心軍用發動機計畫的第二階段（ACME-Ⅱ），英國和法國又聯合實施了先進軍用發動機技術（AMET）計畫。ACME-Ⅱ的目標是在2005~2008年驗證推重比18~20、耗油率降低15%~30%、製造成本低30%和壽命期費用低25%的技術。俄羅斯也有類似的計畫，其目標是在2010~2015年驗證的技術，與俄羅斯的第五代發動機相比，重量減輕30~50%，耗油率減少15~30%，可靠性提高60%~80%，維修工作量減少50%~65%。
第一階段
軍方選普拉特•惠特尼公司為主承包商，通用電氣公司為備選承包商。以普拉特•惠特尼公司的XTE65/2驗證機為代表，在1994年9月的試驗中已經達到並超過了第一階段的目標--推重比增加30%，渦輪進口溫度比現有先進發動機高222℃，超過目標55℃。在它上面驗證的主要新技術有：小展弦比後掠風扇、AlloyC阻燃鈦合金壓氣機材料、雙合金壓氣機盤、刷子封嚴、陶瓷複合材料火焰筒浮壁、"超冷"渦輪葉片和球形收斂調節片矢量噴管（SCFN，原定的第二階段目標）。
第二階段
航空發動機軍方選通用電氣公司/艾利遜預研公司聯合組為主承包商，普拉特•惠特尼公司為備選承包商，以確保一家承包商失敗時，技術仍能得到發展。艾利遜預研公司於1991年底和1994年6月分別試驗了針對IHPTET計畫第二階段目標的XTC16/1A和XTC16/1B核心機，提前4年達到第二階段核心機目標。在這兩台核心機上驗證的新技術主要有：壓氣機整體葉環結構、Lamilloy"鑄冷"渦輪葉片、渦輪整體葉盤、耐溫700~800°C的γ鈦鋁合金、周向分級燃燒室和陶瓷軸承。
通用電氣公司/艾利遜預研公司聯合組在1995～1996年試驗了一種合作的變循環核心機XTC76/2。該核心機有5級壓氣機和1級渦輪。於1998年開始試驗在XTC76/2核心機的基礎上組成的變循環驗證機，該驗證機上採用的新技術還有：先進的2級彎掠風扇、無級間導向器對轉渦輪、金屬基複合材料低壓渦輪軸和鎳鋁合金渦輪部件。
普•惠公司在1999年也試驗了下一代戰鬥機發動機PW7000的初始原型，XTE-66，屬於第二階段技術驗證機，其推重比將比F119提高50%，達15~16。IHPTET計畫第二階段的變循環發動機可以在不帶加力的條件下達到F100-229和F110-129的帶加力單位推力，它與F100-229相比有以下改進：轉子級數減少5~6級；長度縮短40%；推重比從8提高到16；典型任務油耗下降1/3；成本降低20%~30%；改進隱身能力。
第三階段
第三階段已經通過了套用基礎研究和部件研究階段，在氣動熱力、結構和材料方面已經取得了階段性成果，在2001年和2002年分別進入核心機和驗證機驗證。待驗證的技術有：帶核心驅動風扇級的變循環發動機、壓比相當於F100-200發動機3級風扇的單級分隔式葉片風扇、高級壓比的金屬基複合材料整體葉環結構的高壓壓氣機（4級達到F100發動機10級的壓比）、鈦鋁壓氣機轉子和靜子葉片、駐渦穩定燃燒室、燃燒室主動溫度場控制、陶瓷基複合材料火焰筒、陶瓷基複合材料渦輪導向葉片、無導向器葉片的對轉低壓渦輪、雙輻板渦輪盤、旋流加力燃燒室、流體控制矢量噴管（可分別降低重量和成本60%和25%）、磁性軸承、氣膜軸承、內裝式整體起動/發電機和模型基分散式主動穩定控制系統。
IHPTET計畫實施以來，其成果已套用到許多軍民用發動機的新型號研製和現有型號的改進改型上。在民用發動機方面有GE90、PW4084、CFM56-7、AE3007和FJ44,在軍用發動機方面有F117、F118、F119、F135、F136、F404、F414、F100和F110。
先進計畫
IHPTET計畫
由於IHPTET計畫在取得空中優勢和商業競爭優勢中的重要作用和已經取得的巨大成功，美國準備從2006年開始實施IHPTET計畫的後繼計畫--VAATE計畫，其指導思想是在提高性能的同時，更加強調降低成本。VAATE的總目標是，在2017年達到的技術水平使經濟可承受性提高到F119發動機的10倍。技術驗證將分兩個階段進行。第一階段到2010年，使經濟可承受性提高到6倍；第二階段到2017年使經濟可承受性提高到10倍。
VAATE計畫
VAATE計畫的服務對象不僅包括有人駕駛航空器的發動機，而且還涉及無人機的發動機以及船用和地面燃氣輪機。與IHPTET計畫一樣，VAATE計畫仍由國防部主持，NASA、能源部和六家發動機製造商參與。其投資水平也與IHPTET計畫相當，每年3億多美元，由政府和發動機製造商均攤。VAATE計畫將通過三個重點研究領域的相互配合來實現。
生產廠商
美國通用電氣logo世界三大航空發動機生產商分別是美國通用電氣、英國羅爾斯•羅伊斯和美國普拉特•惠特尼。
通用電氣，英文簡寫GE，是世界上最大的綜合性動力和設備製造商，像世界上單台引擎推力最強的民航發動機GE90、最優越的民用引擎CF6-80C/E、最強大的渦輪軸發動機CT7-8系列都是GE的傑作，使用廣泛的波音737使用的CFM56發動機也是GE牽頭研發的；
羅爾斯•羅伊斯，也叫勞斯萊斯，英文簡寫RR，是渦扇發動機領域裡僅次於GE的品牌，英國主導的國際型企業。它的發動機市場占有率與GE相當，最有名的當屬RB-211型發動機，其餘包括像波音787使用的低噪音發動機“遄達”1000系列、空客A380使用的Trent900發動機，世界上噪音最小的客機產品A330/340系列使用的“遄達”500/700系列都是RR的傑作，號稱世界最先進中型直升機的AW101使用的RTM332也是RR的產品；大有超越GE的優勢。
普拉特•惠特尼，簡稱普•惠，英文簡寫PW，是世界知名的軍用渦槳/渦扇發動機製造商、直升機用渦輪軸發動機及民航製造商，其生產的發動機以軍用為主，例如F-15、F-16的標配動力之一F100就是PW的，同時F-22的標配動力F119也是pw的。目前世界上最領先的6噸級中型直升機AW139使用的發動機和我國武直-10目前使用的PT6C-67C都是PW的產品，中國最先進的支線客機新舟600的引擎也是普惠的技術。
