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文章：《自适应循环发动机发展现状及性能设计方法研究进展》
期刊：推进与动力（Propulsion and Power Research），2025年第1期
作者：陈敏、邓力、张纪元、唐海龙
评荐：王占学（西北工业大学教授）
自适应循环发动机作为下一代宽域高效飞行器推进系统的候选方案，其核心优势主要体现在两方面：一是通过宽适应部件与多变量控制系统的智能协同，自主响应飞行器宽域范围内对动力系统的多样化性能需求；二是通过涵道比的大范围智能柔性调节，维持发动机在巡航节流时的进口流量恒定，以有效抑制进气道溢流阻力，从而提高推进系统的安装性能。文章系统梳理了以自适应循环发动机为代表的变循环发动机从概念提出到工程实践的发展历程，并总结了该类型发动机在总体设计领域的最新研究进展。
自适应循环发动机本质上属于变循环发动机的技术范畴。其技术发展主要历经三个标志性阶段：20世纪60年代，美国航空航天局（NASA）等研发机构通过发动机结构以及可调部件的创新设计实现了变循环技术在有限工况内的原理验证；20世纪90年代，美国通用电器公司依托YJ101、F120等验证机平台开展了变循环发动机技术的飞行演示验证，推动了变循环技术从理论向工程应用转换；2010年以后，随着GE公司XA100原型机的成功研制，标志着具有更宽变循环调节能力的自适应循环发动机等相关概念及技术进入蓬勃发展期。研究表明，相较于传统涡扇发动机，自适应循环发动机在宽域范围内的任务适应性具有显著优势，但高昂研发成本与潜在技术风险仍是制约其发展的主要瓶颈。
该文从构型分析、性能优化与数值仿真三个维度展开，系统论述了自适应循环发动机性能可靠性提升与成本控制的五个关键措施。第一，通过四类典型构型的对比研究，揭示了不同结构特征发动机整机与部件的性能匹配原理，为可行性评估与构型优选提供了理论基础；第二，以涵道比大范围柔性调节为核心目标，基于物理机理与人工智能协同驱动算法，优化多部件控制律，为实现发动机热力参数精准调控、提升推力和燃油经济性奠定方法基础；第三，非确定性设计框架的引入可有效量化研发过程部件性能偏差对整机性能的影响，为降低技术风险提供理论支撑；第四，变维度缩放仿真技术能够精确解析新部件与整机的匹配关系，明确部件工作边界，有效缩减迭代试错成本；第五，核心机派生设计理念通过成熟核心机的改进复用，可显著降低研发成本并提升效率。
自适应循环发动机通过整体创新以及宽适应部件设计展现出跨代的性能跃升优势，但其构型复杂也带来高研发成本与可靠性问题，未来需要在宽适应总体与部件技术研发、整机多学科协同稳健性设计与仿真、全工况测试验证体系建立等领域开展持续攻关，以推动该技术向实际工程应用转化。
专栏主持人：姜 靖
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