美國通用電氣公司宣佈，全球第一臺第六代渦扇發動機，正式進入驗證機整機測試狀態。
這也是全球首臺已經透過高空臺臺架測試的，XA100變迴圈發動機。
該發動機本質上仍是實驗性質濃厚且尚未裝機試飛的驗證機，但是其他國家尚未正式裝備自主研發的五代渦扇發動機，這顯然標誌著美國在航空發動機技術上又一次領先了全世界20年的水平。
今天就和大家聊一聊航空發動機的事兒
目前常用的航空發動機分成兩大類
一類是渦輪噴氣發動機
還有一類是渦輪風扇發動機
渦噴發動機分為離心式與軸流式兩種，當今的渦噴發動機大多為軸流式。
渦輪風扇發動機，就是在渦輪噴氣發動機的前面再加了一組風扇，然後再在風扇外面套了一個外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度400到1000公里時使用，因此現在大多數飛機均使用渦扇發動機。
美國新測試的這款XA100變迴圈發動機就是渦扇發動機，具有三流道設計，除傳統內外涵道外還有第三個流道，根據情況調整涵道比和風扇壓力，以提高燃油效率或推力。
這個變迴圈又是什麼意思呢？
迴圈指的是熱力迴圈，以渦噴發動機為例，其熱力迴圈分為四個階段：壓縮-加熱-膨脹-放熱，這是理想狀態下的熱力迴圈。渦噴發動機工作原理很簡單，但是由於進入發動機的空氣全部需要燃料混合加熱，所以渦噴發動機的油耗很高，燃油經濟性很差，低速效能也不好，但是高空高速效能很好。
為了解決渦噴發動機的這些缺點，研究人員有設計了渦扇發動機。渦扇發動機的熱力迴圈和渦噴發動機是一樣的，但是它與渦噴發動機不同的是，它多了一個風扇和一個外涵道。
渦輪會帶動風扇消耗掉一部分發動機的燃氣排氣動能，從而進一步降低燃氣排出速度。風扇吸入的氣流一部分如普通噴氣發動機一樣，送進內涵道，另一部分則直接從渦噴發動機殼外圍向外排出外涵道。
所以渦扇發動機的燃氣能量，被分配到了風扇和燃燒室分別產生的兩種排氣氣流上，熱效率和推進效率取得了平衡，發動機的效率得到極大提高。
效率高就意味著油耗低，飛機航程變得更遠。
總結下來，
渦扇發動機的優點就是推力大、推進效率高、噪音低、燃油消耗率低，飛機航程遠
。缺點也不少，
風扇直徑大，迎風面積大，因而阻力大，發動機結構複雜，設計難度大
。
但是渦扇的燃油價效比非常高，民用飛機並不需要太快的飛行速度，所以民航客機會採用渦扇發動機。但是軍用飛機就不行了，於是設計出了帶加力燃燒室的軍用渦扇發動機。
然而即便是帶加力燃燒室的渦扇發動機，也沒有辦法兼顧到高功率和低油耗。聰明的人就想到了，為何不把渦噴和渦扇結合起來呢？所以就有了變迴圈發動機！
變迴圈發動機，有時又稱為組合迴圈發動機，或者是自適應迴圈發動機。
比如一架飛機在飛亞音速的時候使用渦輪風扇；在超音速的時候封閉外風扇，使用渦輪噴氣狀態；在高超音速的時候封閉渦輪使用衝壓狀態，那麼這架飛機的發動機就叫做變迴圈發動機。
其實變迴圈發動機並不是新鮮概念，美國早在上世紀50年代就提出了變迴圈發動機這一概念，由於當時的航空技術和材料科學十分侷限，所以變迴圈發動機還處於低階階段。
比如SR-71“黑鳥”偵察機，搭載的就是渦輪衝壓組合式變迴圈發動機，在高超音速巡航的時候封閉渦輪讓高速空氣直接進入飛機尾部後面的燃燒室。
上個世紀60年代，美蘇冷戰對抗達到頂峰，雙方大力進行軍備競賽。在此背景下，美國計劃設計一款能夠在2萬米高空進行高速攔截的戰鬥機，美國空軍和洛克希德·馬丁公司合作了這一計劃。
在當時來講，黑鳥偵察機的發動機技術是最先進的，直到現在仍然不失其先進性。
該機是第一種成功突破熱障的實用型噴氣式飛機，實戰記錄中沒有任何一架曾被敵機或防空導彈擊落過 。它保持著所有人駕駛戰鬥機的最快速度，以每小時3000公里的速度巡航。
在上世紀六、七十年代地空導彈都追不上SR71，誰也拿它無可奈何，所以黑鳥在亞洲天空到處亂飛。
但是受限於技術條件，黑鳥的發動機是二重組合迴圈發動機，飛亞音速時效率相當低。而且造價極其昂貴，美國僅僅製造了32架黑鳥，加上各國反導武器換代升級，以及美國的國防開支調整，黑鳥在90年代後無奈退役，如今在美國各大展覽館可以參觀。
20世紀70年代後，美國開始加大力度研究軍用變迴圈發動機，如今美國已經研製成功最新的三重變迴圈發動機，在高超音速的時候可以使用衝壓原理，在超音速的時候使用渦輪噴氣，在亞音速的時候使用渦輪風扇。
那麼作為最先進的發動機，XA100變迴圈發動機有哪些技術創新呢？
XA100採用三級風扇七級高壓壓氣機兩級低壓渦輪兩級高壓渦輪，一共十四級，比上一代F119發動機多了3級轉子，而且是有靜子葉片的設計。
既可以提供最大推力，也可以提供最佳的燃油經濟性和最長的飛行時間。
XA100的三流道架構還增強了熱管理系統，具備更高效率的熱管理能力，在使用過程中可以回收其中60%的熱能將其轉換為其他任務系統所需的能量，比如為定向能量武器提供能源等。
而最核心的創新是XA100應用了陶瓷複合材料，具有
耐高溫、高強度和剛度、相對重量較輕、抗腐蝕等優異效能
，可以讓發動機最為複雜的核心部件承受比以往更高的溫度和更大的壓力。
這些突破性的創新將發動機推力提高了10%，燃油效率提高了25%，併為飛機提供了更大的散熱能力。
根據美國空軍的計劃，XA100將配備於第六代戰機，還可以直接換到F35戰鬥機上，和上一代發動機相比，搭載XA100的F35飛行航程將增加35%，減少25%的油耗，飛機系統的散熱量增加60%。
按照之前的航空發動機水平，美國至少領先世界10年的水平。
如今美國率先完成了三重變迴圈發動機的測試，又拉大了與其他國家的差距。
據專業人士表示，
美國的航空發動機技術至少領先了20年
。
