渦輪風扇噴氣發動機

在20世紀50年代，為了改進燃料效率和提高推力，促使制造商研究出了發動機內的氣流分為涵道外流和核心流的新樣式發動機。羅爾斯•羅伊斯的康威(Conway)發動機是第一種涵道發動機，1960年在波音707上投入使用，但最成功的是普惠的JT3D發動機(見圖片)。通用電氣公司生產的CJ805-23B，通過將風扇級附加到軍用J79發動機衍生型的后端成為美國第一種渦輪風扇發動機，但它的成功有限，僅為康維爾990飛機使用。

可調靜子葉片

早期的噴氣發動機在低轉速，特別是在加速期間，容易發生壓氣機失速等運轉問題。在1954年，GE工程師格哈德•諾伊曼(Gerhard Neumann，圖中左，與J79的共同設計師尼爾•伯吉斯/Neil Burgess在一起)發明了一種新穎的解決方案，當發動機轉速上升時可以改變進口導向葉片和壓氣機靜子角度的一種自動系統。這項突破使得以馬赫2以上飛行成為可能，并奠定了現代高涵道渦輪風扇發動機的基礎。

所向無敵的J79發動機

30年間制造了各種作戰飛機使用的J79發動機超過17,000臺，從洛克希德公司的F-104“流星”戰斗機和F-4“鬼怪”戰斗機到康維爾公司的B-58“浪子”和以色列航宇工業公司的“幼獅”。

GE公司J79發動機剖面圖所示的關鍵組件：1)進氣口；2)前齒輪箱；3)第1號軸承座；4)可調導向葉片作動器；5)17級壓氣機；6)2號軸承座；7)三級渦輪；8)3號軸承座；9)加力燃燒室供油歧管；10)排氣噴口調節片作動器；11)尾噴管；12)主噴口調節片；13)輔助噴口調節片；14)尾噴管內襯壁；15)火焰穩定器；16)排氣錐；17)加力噴油桿；18)尾噴管溫度熱電偶；19)3級渦輪20)燃燒室；21)聯焰管；22)燃油噴嘴；23)水平附件傳動軸；24)傳輸齒輪箱；25)垂直傳動軸附件；26)可調進氣道導向葉片。

渦輪螺旋槳發動機和渦輪軸發動機

渦輪螺旋槳發動機利用燃氣輪機排氣流的能量，將其轉換成軸功率，或者通過齒輪箱直接與壓氣機相連，或由獨立的自由渦輪共軸傳遞給一個減速齒輪箱。渦輪軸發動機與渦輪螺旋槳發動機類似，但是將功率提供給連接轉子的傳動裝置，而不是螺旋槳。著名的渦輪螺旋槳發動機有羅爾斯•羅伊斯公司的達特發動機(Dart)。

材料與設計

通用電器公司(GE)成功確認了在F414渦輪風扇發動機上使用輕質陶瓷基復合材料(CMC)(圖中黃色部分)制造的低壓渦輪葉片的耐高溫性能和耐久性，打開了在未來第六代戰斗機用作戰發動機和其他應用中更多地采用先進的材料的大門。

高涵道比齒輪傳動渦輪風扇

普拉特•惠特尼公司開發出了一系列的齒輪傳動渦扇發動機，它是通過一個齒輪系統將低壓渦輪和風扇連接起來。這個概念此前在霍尼韋爾的TFE731和LF502系列較低推力的發動機上取得成功，通過允許風扇以較低轉速工作而低壓壓氣機和渦輪以較高轉速工作，使發動機達到更高的效率。普惠公司的PW1000G齒輪傳動風扇發動機(上圖)目前包括3個主要型別和5個用戶，但預計在數量和推力范圍方面都會增長。羅爾斯•羅伊斯公司也計劃采用這一概念發展未來的超高級風扇(UltraFan)高推力發動機。

先進的工作循環和概念

美國航空航天局(NASA)正在研究混合動力渦輪電動飛機。該機構預計，準備在10年內將兆瓦級的電動機作為50座飛機(turboelectric 50)的動力，并且在20年內誕生100座的支線飛機。NASA計劃試驗證明常規非低溫和低溫超導電動機，以及針對混合動力和分布式電推進系統的電動力。