高性能涡轮喷气发动机可以让战斗机达到2马赫以上的飞行速度，虽然超音速飞行能力可以让飞机快速穿越战区，提供重要的空中优势，但战斗机的发动机会快速消耗燃料并产生大量热量。
通用电气公司（GE）和普惠公司研制的自适应循环发动机可以改善燃料消耗率，增加航程并减少热量的产生。这不仅会大幅提高作战飞机的性能，还会推动第六代战斗机的发展。
本文为“简单飞行（Simple Flying）”网站发布的介绍文章，作者Christian P. Martin，本人翻译并编辑给大家分享。
对新一代作战发动机的需求
美国空军F-15战斗机。
21世纪初，美国空军官员认为，试图对第四代或传统涡扇发动机（例如F-15、F-16的发动机）进行渐进式改进，最终不会有利于他们追求的性能优势。他们确定，推进性能和能力的代际飞跃才是答案。
美国空军F-16战斗机和韩国FA-50轻型战斗机。
为此，2007年3月26日，美国空军研究实验室（AFRL）公布了其研制新型喷气发动机的计划。这种新型发动机的远期目标是让飞行员能够无缝地从高速作战机动切换到长途持续飞行模式。
为此，美国第六代战斗机配备的发动机必须比前代发动机性能有显著提升。此外，新一代发动机必须提供更大的推力、更高的燃油效率、更强的冷却能力和发电能力。与美国现役的发动机相比，这款新型发动机所用材料的寿命和可靠性必须更高。
美军地勤人员为F-16战斗机更换发动机。
这项雄心勃勃的计划被称为“多功能发动机技术（ADVENT）”，该计划旨在研制一种三涵道自适应循环发动机，以满足未来空战需求。
一旦能够产生1兆瓦的电能，它就可以为配备的激光武器提供动力。据信，激光武器库将是第六代战斗机配备的武器系统。
ADVENT计划可以追溯到2012年的“自适应多功能发动机技术（Adaptive Versatile Engine Technology）”，并在2016年演变为“自适应发动机过渡计划（AETP，Adaptive Engine Transition Program）”。在AETP框架下，通用电气公司和普惠公司都获得了合同，这为后来的全尺寸原型发动机研发的设计和实证测试奠定了坚实的基础。
自适应发动机的工作原理
自适应发动机就是在传统的涡扇发动机高压内涵道和低压外涵道之外，增加第三条辅助涵道，这第三条涵道可以根据飞行员遇到的飞行条件打开和关闭，从而优化发动机的性能。在起飞时，可以关闭第三条涵道以降低涵道比，将气流更多的引导至高压内涵道，从而实现推力最大化。
通用电气公司“自适应多功能发动机”。
另一方面，第三条涵道可以在巡航时打开，这将增加涵道比，大幅降低燃料消耗和飞机热负荷。此外，通过第三条涵道的气流可以驱动辅助动力装置发电。到目前为止，最多可以产生1兆瓦的电力，然后可用于为激光武器提供电源，据信激光武器是第六代战斗机配备的武器系统。
因此，自适应机制（打开和关闭第三条涵道）可以将发动机从高推力攻击模式转变为节省燃料的巡航模式。
通用电气公司“自适应多功能发动机”解剖图。
2024年，通用电气公司在自适应多功能发动机已经完成了数百小时的系统级性能和可操作性测试。
这种类型发动机将为第六代战斗机提供动力，并可能成为F-35“闪电II”的替代发动机。
据通用电气称，自适应发动机可以：“……将战斗机推力提高20%，燃油消耗降低25%，航程延长30%以上，并显著提高飞机的散热能力。”
自适应发动机项目的研发和测试
通用电气公司在ADVENT项目期间达到了发动机推进历史上最高的压气机和涡轮组合压力。
通用电气公司测试自适应循环发动机。
到2014年，通用电气公司测试了业界第一台也是唯一一台三涵道自适应循环发动机XA100。2015年，通用电气公司成功完成AETD初步设计审查。
此外，通用电气公司正在研制第二款自适应发动机XA102。该附加项目于2023年12月完成了主要设计审查，现在它将继续进行原型发动机测试。
通用电气公司测试自适应循环发动机。
总体而言，截至2024年，通用电气公司已经记录了数百小时的强大系统级性能和可操作性测试，这大大超出了基线测试要求。
自适应发动机将采用尖端材料
自适应发动机中的许多零部件均采用陶瓷基复合材料（CMC）制造，这类材料具有更高的使用寿命。此外，它们还可以承受更高的温度，同时比标准航空级材料更轻。
陶瓷基复合材料测试照片。
所以，CMC可使自适应发动机在更高温度下运行，从而提高燃油效率，因为冷却发动机所需的空气减少了。此外，3D打印技术还用于制造CMC部件，这降低了生产成本并提高了可维护性，因此可以在维修车间复制替换零部件。
通用电气公司人员测试陶瓷发动机零部件。
关于通用电气公司对CMC的使用，美国传统基金会表示：
“……陶瓷基复合材料涡轮叶片可承受260℃以上的高温，比F135涡扇发动机可承受的温度更高。虽然通过AETP计划研制的发动机技术，对于下一代空中优势（NGAD）计划至关重要，但它可以很容易地应用到F-35系列的所有三种机型当中。”
关注中国
美国政府和军方都非常重视中国，关注中国的自信姿态以及中国对东亚的影响和美国在该地区的安全承诺意味着什么。F-35战斗机是在冷战结束后研制的，当时美国和盟国空军以北约为重点，拥有区域空中优势，并拥有一系列空军基地（近1000座）。这使得与俄罗斯发生潜在冲突变得非常直接。
美国空军F-35A战斗机。
而放眼亚洲，这一切都已经变了。虽然美国军方及其亚洲盟友确实可以使用亚太地区的机场，但他们现在面临着中国不断扩张的海军、空军以及庞大的中程和远程弹道导弹的压力。
在与中国的任何潜在冲突中，中国都拥有更接近战区的优势。不过，中国也能够瞄准、摧毁或削弱该地区的美国军事基础设施。
中国导弹攻击范围。
所以，美国海军，特别是其航空母舰，将被迫在远离战区的地方作战，否则就有被中国反舰导弹攻击的风险，这将迫使美国海军航空兵进一步后退。美国空军F-35、F-22战斗机被迫使用脆弱的加油机来延长航程，才能执行各种任务。
美国海军航母战斗群。
中国军事规划者清楚地意识到了这一点，他们将瞄准这些关键的连接点，试图削弱美国海军在台湾海峡冲突期间，协助中国台湾地区军队的能力。
第六代飞机、自适应发动机如何融入太平洋战略
正如我们所见，距离是一个问题，这是显而易见的。所以，有了自适应发动机，任何第六代战斗机，甚至F-35战斗机，如果配备了这种新型发动机，都将提高燃油效率，增加无空中加油支持的续航能力，从而使它们在有争议的环境中具有更大的可操作性。
F-35战斗机可以更换三涵道自适应发动机。
这将使航空母舰和加油机能够在远离敌对区域的地方作业，从而提高该地区的美国航母和加油机的生存能力。
此外，任何第六代战斗机，都与今天的F-35战斗机一样，都将配备大量传感器。它们将为第四代和第五代飞机提供先进的战区内情报、监视和侦察（ISR）中继能力，并具备执行电子战任务的能力。第六代飞机的另一个方面是它能够指挥、监督人工智能控制的“忠诚僚机”型无人机，以进一步完成任何作战任务。
第六代战斗机。
传感器和计算能力的提升，伴随着热信号的增强。幸运的是，如上所述，自适应发动机不仅会产生更多的电力，而且第三条涵道内的气流也会提供更好的冷却效果。这将进一步降低飞机的热信号，使其成为更强大的空中对手。
自适应发动机和美国战斗机的未来
自适应发动机似乎是美国军用航空业在战斗机和可能的轰炸机领域的新发展方向。制造商洛克希德·马丁公司表示，他们支持采用新型发动机，而非普惠公司提出的升级型发动机。
自适应发动机将带来许多好处，例如提高燃油效率、增强冷却效果和发电能力。新型发动机很可能用于F-35战斗机，当然也可以用于任何第六代战斗机。
第六代战斗机指挥“忠诚僚机”型无人机作战。
自适应发动机的优势将在与中国的潜在冲突，或任何需要空中力量的作战行动中体现出来。最大的问题之一仍然是这些发动机的研发完成情况以及何时投入批量生产和装备。
将这些发动机集成到F-35和第六代飞机中的愿望是存在的，但时间仍然是一个因素。
