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操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

美国高性能涡轮发动机技术

IHPTET研究计划简介

1、综合高性能涡轮发动机技术计划

1988年，美国空军首先发起制订并实施高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计

划，空军、海军、陆军、国防部预研局、NASA和七家主要发动机制造商都参与

了这项计划。计划总的目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，即推重比

或功率重量比增加100%~120%，耗油率下降15%~30%。也就是说，要用15~20年

时间取得过去30~40年取得的成就，生产和维修成本降低35%~60%。可以说，

航空推进技术正呈现出一种加速发展的态势。

在欧洲，以英国为主，意大利和德国参与共同实施了先进核心军用发动机

计划的第二阶段(ACME-Ⅱ)，英国和法国又联合实施了先进军用发动机技术

(AMET)计划。ACME-Ⅱ的目标是在2005~2008年验证推重比18~20、耗油率降低

15%~30%、制造成本低30%和寿命期费用低25%的技术。俄罗斯也有类似的计划，

其目标是在2010~2015年验证的技术，与俄罗斯的第五代发动机相比，重量减

轻30~50%，耗油率减少15~30%，可靠性提高60%~80%，维修工作量减少

50%~65%。

美国的IHPTET计划，它采取变革性的技术途径，综合运用发动机气动热力

学、材料、结构设计和控制方面突破性的成就，大大提高涡轮前温度，简化结

构，减轻重量，实现最佳性能控制，最终达到预定的目标。计划投资50亿美元，

以1995、2000和2005财年分为三个阶段，分别达到总目标的30%、60%和100%。

目前，第二阶段的任务已经完成，第三阶段计划正在实施中，已进入核心机的

验证机试验阶段。

下面将以涡喷/涡扇发动机技术为例说明其进展。

●第一阶段ゾ方选普拉特惠特尼公司为主承包商，通用电气公司为备选

承包商。以普拉特惠特尼公司的XTE65/2验证机为代表，在1994年9月的试

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验中已经达到并超过了第一阶段的目标--推重比增加30%，涡轮进口温度比现

有先进发动机高222℃，超过目标55℃。在它上面验证的主要新技术有:小展弦

比后掠风扇、AlloyC阻燃钛合金压气机材料、双合金压气机盘、刷子封严、陶

瓷复合材料火焰筒浮壁、超冷涡轮叶片和球形收敛调节片矢量喷管(SCFN，原

定的第二阶段目标)。

●第二阶段ゾ方选通用电气公司/艾利逊预研公司联合组为主承包商，普拉

特惠特尼公司为备选承包商，以确保一家承包商失败时，技术仍能得到发展。

艾利逊预研公司于1991年底和1994年6月分别试验了针对IHPTET计划第二阶

段目标的XTC16/1A和XTC16/1B核心机，提前4年达到第二阶段核心机目标。

在这两台核心机上验证的新技术主要有:压气机整体叶环结构、铸冷

涡轮叶片、涡轮整体叶盘、耐温700~800°C的γ钛铝合金、周向分级燃烧室和

陶瓷轴承。

通用电气公司/艾利逊预研公司联合组在1995~1996年试验了一种合作的变

循环核心机XTC76/2。该核心机有5级压气机和1级涡轮。于1998年开始试验

在XTC76/2核心机的基础上组成的变循环验证机，该验证机上采用的新技术还

有:先进的2级弯掠风扇、无级间导向器对转涡轮、金属基复合材料低压涡轮轴

和镍铝合金涡轮部件。