類型
![飛機發動機](/img/c/c01/nBnauM3XwUzM2QTO3QTNyMTMyQTM4AjM5ADMzQTNwAzMxAzL0UzLwMzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
航空發動機結構
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,用於帶動螺鏇槳或鏇翼。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、渦輪螺鏇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。渦輪螺鏇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音速飛機。
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。
發展史
活塞式發動機時期
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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的木製螺鏇槳。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鏇轉汽缸氣冷星型發動機曾風行一時。這種曲軸固定而汽缸鏇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;變距螺鏇槳可增加螺鏇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。
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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鏇槳,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"飛機看作螺鏇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,以它為動力的螺鏇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。
噴氣時代的活塞式發動機
![飛機發動機](/img/9/8f2/nBnauM3XwIDO0YDM4UTNyMTMyQTM4AjM5ADMzQTNwAzMxAzL1UzL2czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
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、渦輪螺鏇槳發動機、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
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。
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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,預計將於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
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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鏇翼機V-22突破常規鏇翼機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的傾轉鏇翼機。同時,還為各種航空改型輕型地面燃氣輪機打下基礎。
生產商
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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使用的發動機和中國武直-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。
行業分析
![飛機發動機](/img/4/c69/nBnauM3X1UjM1gDMzgDM4kzM0MTMwYDN1IDMwADMwAjMxAzL4AzLwczLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
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,中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,中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。
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。
發展計畫
發動機研究和發展工作的特點是技術難度大、耗資多、周期長,發動機對飛機的性能以及飛機研製的成敗和進度有著決定性的影響,而且發動機技術具有良好的軍民兩用特性,對國防和國民經濟有重要意義。因此,世界上幾個能獨立研製先進航空發動機的國家無不將優先發展航空發動機作為國策,將發動機技術列為國家和國防關鍵技術,給予大量的投資,保證發動機相對獨立地領先發展,並嚴格禁止關鍵技術出口。一些航空發動機後起工業國家也已制訂了重大的技術發展計畫,試圖建立獨立研製或參與國際合作研製先進航空發動機的能力。為滿足21世紀各種航空器發展的要求,航空已開發國家從二十世紀80年代末開始實施新的渦輪發動機技術發展計畫,其目標是到2005~2008年掌握使發動機能力翻番的技術。所取得的階段成果已經成功地用於一些在役發動機的改進改型和新型號研製,目前正處於最終目標的驗證階段。鑒於計畫的成功實施和發動機對航空發展產生的重要作用,有的國家已經擬訂了進一步的發動機技術發展計畫。新計畫在繼續提高能力的同時更強調降低成本,其目標是從2006年到2015年使以發動機能力(推重比/耗油率)與全壽命期成本之比來度量的經濟承受性提高到10倍。在高超聲速推進方面,重點發展超聲速燃燒衝壓發動機和脈衝爆震波發動機。其他一些新概念發動機和新能源發動機也在探索之中,如以微機電技術為基礎的微型無人機用超微型渦輪發動機和多電發動機,以及液氫燃料、燃料電池、太陽能和微波能等新能源動力。
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
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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、鏇流加力燃燒室、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。