由于近两年年来美国政府对吸空气推进技术的研究和技术计划的投资锐减，2006年AIAA（美国航空航天学会）吸空气推进技术委员会经AIAA理事会的批准发表了一份关于VAATE计划的立场报告，呼吁政府从财政上支持VAATE计划。
现将此报告摘要如下。
1 背景和问题
1.1 涡轮发动机是一项关键的军事需求
以燃气涡轮为基础的喷气发动机已经存在50多年，并且仍将作为航空推进系统的主要形式存在下去。涡轮发动机是所有高性能作战飞机的动力，并且已经使得军民用航空运输发生了革命性变化。涡轮发动机的影响是如此之大，以致第二次世界大战以来在飞机能力上的几乎每一项突破都可以以某种形式归功于推进系统的进步。涡轮发动机也作为许多陆上车辆和海上舰船的动力，并且还驱动地面发电设施。在可见的未来，还没有别的推进系统可以取代燃气涡轮发动机。
在过去几十年中，美国的燃气涡轮发动机工业在发动机技术发展方面处于世界领先地位。飞机涡轮发动机多年来在美国武装部队建立和保持空中优势方面作出了卓越的贡献。未来的军事要求继续追求能力更强、更耐久、成本效益更好的飞机系统；然而这些系统只有在推进系统的能力继续提高时才能实现。为了以经济可承受和及时的方式实现这些进步，必须有一项健全的航空推进系统研究计划。这样的一项计划对国家安全利益是具有关键性的。
1.2 为了满足未来作战飞机的要求需要作出改进
美国武装部队的未来航空愿景是使作战飞机在任何时间和任何地方对任何事物能够预测、发现、锁定、跟踪、瞄准、交战和评估。为了实现这个愿景，需要这样武器系统，它们具有持久和快速反应的情报、监视和侦察（ISR）,极长续航时间和快速反应的打击，持久攻击，全球达到，多任务机动，以及快速反应的进入空间能力。
如果没有推进系统的进步，这些未来武器系统的许多任务要求简直就无法实现。例如，一种快速反应的打击飞机应该具有现有系统的两倍航程和一半的成本。一些无人作战飞行器（UCAV）概念要求有今天的有人飞行器2.5倍任务半径或3倍的任务持久（待机）时间。为了进入空间，需要一种速度达马赫数4以上的、燃油效率高的快速反应涡轮发动机加速器。这样的能力今天还没有。对于多任务机动，未来的飞机必须能够短距起飞垂直着陆（STOVL）,其任务半径比今天的常规起飞飞机多2~4倍。为了满足这些任务要求，未来的涡轮发动机必须既提高性能，又降低成本。
1.3 目前的涡轮发动机研究计划投资不足
在2004财年以前，美国国防部对涡轮发动机研究和发展的投资足以在能力方面取得重大进展。其中大部分来自空军。从2004才年开始，2005财年继续，空军对涡轮发动机技术计划的投资急剧减少。在这两年中投资减少了35%。国防部投资的减少导致公司自主投入的减少，因此更进一步影响了整个研究计划的进程。
按照目前的投资趋势，涡轮发动机的研究和发展将降低到这样一个水平，它将使美国在全球2000亿美元的涡轮发动机市场上丧失领导地位。虽然现在这个市场的大部分是民用发动机的，但在美国市场份额背后军用技术投资是一个重要的因素。自1970年以来，欧洲的市场份额大大增加，从12%增加到2002年的36%以上。空军对涡轮发动机技术投资的不断减少危及美国的发动机技术优势，威胁到美国的市场份额，使10万美国涡轮发动机从业人员承担丧失工作和关键技艺的风险。这种形势只有靠提高涡轮发动机研究和发展投资才能逆转。
1.4 美国必须保持国际技术领先地位
美国继续保持燃气涡轮发动机技术和制造的国际领导地位是重要的。这种需求由军事和商业两方面的考虑产生。为在未来的冲突中保持战场的空中优势，并使作战的经济和人力成本最低，需要推进技术的进步。发动机技术也处于实现雄心勃勃的噪声和排气发散目标的前沿，这些将掌控商业空运和平时军事运作。这些环境目标正通过国际协商在制定之中，并且，将对未来飞机的设计和使用带来巨大影响。
随着经济的全球化，国内发动机制造业面临日益激烈的销售竞争。一项健全的研究计划能使产品保持国际竞争力，因而保持市场份额和发动机工业的经济健康。一个健康的民用工业基础进而有利于军事工业，因为许多基础技术和往往发动机本身在军民两个领域是通用的。
1.5 推进系统的投资需要时间来回报
因为喷气发动机技术的复杂和精深，新技术要用10~15年才能从实验室转移到生产。例如，今天最新的战斗机，如F-22猛禽，直到现在才将在20世纪90年代初就构想的推进技术部署到战场上。
减少推进系统的科学和技术的投资是要冒风险的，因为痛苦也许不会马上感觉到。然而，如果今天的决定导致美国涡轮发动机领导地位的丧失，在下一个十年将会感到极其的痛苦。
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2 解决办法
2.1多用途、经济可承受的先进涡轮发动机（VAATE）计划提供满足未来涡轮发动机需求的框架
VAATE计划是一项旨在满足所有上述需求的技术研究和发展计划。该计划发起于1999年，是一项美国国防部、国家航空航天局（NASA）、能源部和工业界的联合计划，由一个政府和工业界的联合指导委员会领导。
VAATE计划的愿景宣言说明了计划的本质：发展和验证在经济可承受性方面提供革命性改善的先进多用途涡轮发动机技术，并将其应用到各种老的、新的和未来的军用推进和第二动力系统中，它具有明显的军民两用特性。VAATE计划的制定不仅是为了实现传统涡轮发动机部件的改进，而且是为了满足推进系统正在改变的要求，特别是向着更高的飞行高度和长的续航力的用途发展。
VAATE计划被赞誉为未来涡轮发动机研究的样板，并得到了美国航空航天工业未来委员会（CFUSAI）大力支持，它说，VAATE是公私合作的一个样板。
2.2 VAATE的单一目标是经济可承受能力改善到10倍
VAATE的目标是，到2017年，军方用户可以使涡轮发动机的经济可承受能力改善到10倍。经济可承受能力定义为推进系统能力与成本之比。推进系统能力为包括推力、重量和耗油率的技术性能参数的度量。成本包括研制成本、采办成本和寿命期内的维修成本。比较的基准是2000年的先进系统水平。
对于大型涡扇/涡喷发动机而言，此目标分解为：
o 发动机推重比提高200%；
o 发动机耗油率（和因此燃料成本）降低25%；
o发动机研制、采办和寿命期维修成本降低60%。
2.3 VAATE计划分为三个重点领域
VAATE计划分为三个重点领域。对每个领域都制定了详细的路线图。通过技术的高保真验证，最终使每项技术达到准备好向全尺寸发动机研制转移的成熟程度。这三个重点领域是：
o多用途核心机核心机是涡轮发动机最重要的部分，其压力、温度和转速以及因而气动热力和结构设计要求达到最大值。核心机是推进系统中最重、最复杂和成本最高的部件，因此也是技术进步收益最大的部件。除了在油耗、推力和排气发散方面的改善外，多用途核心机技术还通过围绕同样的核心机硬件研制不同用途发动机的方法降低发动机成本。
o智能发动机通过改进的发动机控制，先进的预测诊断和状态维修，以及发动机、飞机机体和第二动力管理分系统的集成，能够最大限度地利用发动机。还将研究利用脉冲爆震燃烧或混合燃气涡轮/燃料电池概念的先进发动机结构。
o耐久性通过使部件的的寿命翻番和同时使部件的高温工作时间大大延长的方法降低发动机维修和零件更换的成本。耐久性改进是广泛的，而且不仅有利于未来的系统，还往往能够用来改装老发动机。该领域的另外目的是防止部件失效、增加发动机寿命和可靠性、提高可修理性和改善系统的完好状态。
2.4综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）计划的成功为VAATE计划提供可信度
VAATE计划的前身--IHPTET计划已经成功地完成了其雄心勃勃的目标。迄今，IHPTET计划已经证实了大量革命性的推进技术，其成果已用于新发动机研制和现有发动机改进，改善性能、可靠性和成本。IHPTET计划被认为是一项样板计划，因为它研究了关键的国防技术，发展了军民两用技术，制定了附有里程碑的正确目标，依靠了政府、工业界和学术界的密切合作，并且已分阶段的方式使技术不断地提供技术转移的机会，使现有的和未来的武器系统大大改善性能和任务能力。
VAATE计划继承了IHPTET计划的所有取得成功的特点。而且，还吸收联邦航空局和能源部参与，使团队成为全国范围的团队。VAATE计划还考虑了整个推进系统（包括飞机机体部件），而不仅是涡轮发动机。在这一点上，主要的飞机机体制造商也被包括在VAATE计划的团队内。
像IHPTET计划一样，VAATE计划将利用联合技术验证机来验证新技术，使技术转移的风险降低。
2.5 VAATE计划的结构比IHPTET计划更先进
虽然基于先前计划的成功，但是VAATE计划并非IHPTET计划的延续。IHPTET计划的重点是为实现发动机性能改善的自下而上的部件技术推动，而VAATE计划的投资重点在于强调自上而下的航空器系统级的需求牵引。这种途径在VAATE计划内由重点领域而不是部件来体现，并且用10倍的经济可承受能力目标来确保，该目标除了性能外还强调成本。最后，VAATE计划的团队扩展到包括飞机机体制造商。VAATE计划的一个主要强项是把涡轮发动机研制者、制造者和集成者统统收罗进来。
2.6 VAATE计划的军事收益
VAATE计划所规划的技术发展和向产品转移对于使美国武装部队能够有效地、及时地和经济可承受地并且以最低的人力成本遂行它们的任务是必不可少的。VAATE计划的收益将以远期和近期两种形式实现。远期的有在制图板上的新系统，近期的有现在已经部署的系统（例如F-16和F-18）、在生产中的系统（例如F-22）和在系统研制阶段的（例如F-35联合攻击机）。
各种各样的研究显示，推进技术的进步对未来空中军事力量的结构、能力和成本有巨大的影响。未来的战场设想了一支能快速反应的、有杀伤力的和有生存力的部队，它涉及各种各样的平台需求，如全球攻击、无人飞行器、先进隐身作战、高马赫数巡航、低成本进入空间和V/STOL。VAATE计划将为这些系统提供多种收益，包括增加航程，减小保障规模，提高战备完好率，降低噪声、排放和可探测性（隐身），以及高速续航力。对于未来的美国空军结构，VAATE计划的技术的具体收益（相对于2000年先进基准发动机）包括：
o 对于有人战斗机，航程增加100%；
o 对于全球到达运输机，单位成本的吨-公里数提高200%；
o 对于整个部队的寿命期成本，降低令人瞠目的2000多亿美元。
VAATE计划的收益也可以用对美国的纳税人更为实在的词汇来表达，这些纳税人正在变得对于为压制恐怖主义和维持本土安全所需的海外军事行动越来越敏感。航空燃料和发动机零件占这个总成本的一大部分。VAATE计划通过降低燃料消耗和因此所消耗的燃料成本来解决这个问题。降低战场上的消耗对减小保障系统的规模有倍增的影响。VAATE计划还将提高耐久性和减少所需的维修，因而减少发动机消耗、零件更换和全面的保障成本。最后，VAATE计划还将改善发动机可靠性和部件失效预测，因而提高驾驶员在战场的安全性。由于发动机的影响谝及整个部队，VAATE计划的收益可以改善几乎每一个航空平台的性能并降低其成本。
2.7 VAATE计划能使军用和民用领域配合，并将有助于推出新的民用产品
巨大的军民两用收益是VAATE计划的一个主要回报。虽然VAATE计划的投资主要是针对军用飞机的发动机的，但是部件和子部件技术与IHPTET计划一样将被用于许多民用发动机。反过来，VAATE计划将通过利用NASA在噪声和污染排放方面的工作从民用领域吸取成果，这样国防部的装备可以在全世界运行，而不会超过民间的环境和噪声条例限制。VAATE计划利用了军民用发动机在许多方面有共用技术的优势。例如，VAATE计划在军用发动机减轻重量、缩短维修时间和减少零件数量方面的工作对民用产品有借鉴作用，可以使运行成本降低。同样，在发动机热管理方面的进步有助于民用发动机循环在热管理上更为优化。从而降低耗油率和因此燃料成本和污染排放。
X-43Ａ 资料图片
VAATE计划不仅将为目前的民用产品提供收益，而且还有助于新的和革命性的空运产品和进入空间的产品的出现。近来对声爆降低技术的成功验证将使可在陆地上空飞行的有生命力的超声速民用飞机成为可能，这将产生一个全新的优质空运市场。因为对它们有高的单位功率要求，遂行此任务的涡轮发动机将从相关的军用发动机和VAATE计划发展的技术产生。类似的发动机技术对于产生有生命力的城市间垂直起落固定翼飞机是必须的。随着X-43项目的成功验证，人们现在在可重复使用高超声速飞行器和经济可承受的民间进入空间方面又上了一个台阶。为VAATE计划建议的大量技术对于这样一类突破性的飞行器是必不可少的基础。
右翼下悬挂了一架X-43A极速飞机（白色）的B-52轰炸机从美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地起飞。长度仅为3米的X-43A极速飞机装有冲压喷气发动机。由B-52带到空中的极速飞机先由火箭推进器作为动力达到7倍音速，此后推进器分离脱落，X-43A将启动冲压喷气发动机保持极速飞行。这种飞行器的试验成功，意味着人类开始可以使用火箭和航天飞机以外的工具将物资运抵太空，而成本却大为降低。同时，使在2个小时内到达地球上任何地点的商务飞行梦想成为可能。新华社/法新
这是美国宇航局3月27日公布的卫星图片，图片上显示悬挂在B-52轰炸机右翼下的一架X-43A极速飞机已经脱离B-52飞行。新华社/法新
这是美国宇航局3月27日公布的卫星图片，图片上显示着悬挂在B-52轰炸机右翼下的一架X-43A极速飞机。新华社/法新
这是美国宇航局公布的卫星图片，图片上显示X-43A极速飞机已经脱离B-52，在太平洋上方1.3万米高空高速飞行。
VAATE计划的两用收益不仅在于军民领域的配合，而且在火箭、海上、地面运输和其他非飞机用途方面还有回报。以叶轮机为基础的火箭燃料泵与喷气发动机分享许多技术。与在IHPTET计划中所发生的一样，从VAATE计划来的涡轮和压气机技术将转移到传统的和混合的火箭发动机上。地面发电的涡轮发动机将从为VAATE计划所建议的先进燃烧室设计的固有低排放特性获益。
VAATE计划还将研究制造工艺和和运行程序、分析设计工具、智能发动机控制系统和高温的耐久材料，这些将有益于不管何种用途的涡轮发动机终端用户。
2.8 VAATE计划所需的投资
AIAA吸空气推进技术委员会认为，为了成功地实现VAATE计划和相关的验证计划的目标，需要三军武装部队每年投资1.75亿美元，其中包括空军的1.45亿美元。这个投资水平与VAATE技术计划相符，也与2003年前的IHPTET计划的投资水平相符。
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3 建议
现在必须给予VAATE计划充分投资。
既然认识到了VAATE计划对于保持美国国防安全和美国在燃气涡轮推进系统方面的技术领导地位是必不可少的，那就必须对该计划予以充分的支持。因此，AIAA建议采取下列措施：
o 国会和国防部应该为VAATE计划确立一个投资水平，保证该计划有机会成功地实现其目标 。
o武装部队和参众两院拨款委员会应该坚定地和实在地支持VAATE计划，直到其在2017年实现其目标。只有这样做，才算是认识到任何严肃的航空航天事业所固有的相对长期性，超越了可能的短期政治考虑，确实把国家利益放在首位。
o美国燃气涡轮工业界应该加强其对技术发展的投资，并重申其承诺：雇佣和保护技术人才，加强教育投入，追求相应的全球市场份额，对国家经济作出无可估量的贡献。
o负责采办的国防部副部长办公室、NASA和能源部应该重新确立其对VAATE计划的强有力的领导和监督作用，并倡导其要重点发展和验证高回报的涡轮发动机技术。
从国会应该发出领导们清晰的声音：阐明VAATE是一项有生命力的计划，是对实质性挑战的接受；明确支持成功地实现其目标的途径；肯定其对国防部和民用航空航天能力的未来收益。
4 编后话
1998~2002财年IHPTET计划的总投资为16.8亿美元，每年平均3.36亿美元，其中空军、海军、陆军和NASA每年平均分别为1.360亿、0.315亿、0.102亿和0.62亿美元，工业部门按销售额的一定比例搭配。但是，2004和2005财年，计划的主要出资人空军对涡轮发动机技术计划的投资缩减了35%，NASA的航空研究经费也有一定的缩减，这引起了美国涡轮发动机学术界的担心。于是，AIAA吸空气推进技术委员会发表了经过AIAA理事会批准的关于VAATE计划的立场报告，呼吁国会和政府加强对涡轮发动机技术发展和验证计划支持和投资。
从这个报告可以看出涡轮发动机对国家国防安全和经济至关重要的作用以及其技术发展计划的长期高额回报，国会、政府和工业界对制定和实施相关技术发展计划应持的支持态度，以及一项综合的涡轮发动机技术计划应具备的组织结构、目标、途径和路线图。这对我国加快航空涡轮发动机发展的决策、机制和措施无疑有一定的参考价值。（作者：中国航空工业发展研究中心航空技术所方昌德）（责编洪山）
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小资料：Ｘ－43Ａ
Ｘ－43Ａ原型机长3.65米，形如冲浪板。按照原计划，在加州爱德华兹空军基地的试验时，一架Ｂ－52发射飞机把携带Ｘ－43Ａ的“神马”火箭送到8000多米的高空，然后将其释放；接着，火箭点火将飞机加速到它的试验速度并送到2.9万米的飞行高度。飞机随后与推进火箭分离，向西飞向太平洋。在首次试飞中，飞机原计划飞行27.2公里后坠落在太平洋。这种飞机的设计时速是音速的7至10倍。在首飞之后，另外两架同样的原型飞机预定每隔6个月进行一次试飞。目前的飞行速度纪录由Ｘ－15飞机在1967年10月创下，为6.7马赫（马赫是速度与音速的比值）。Ｘ－15以火箭作动力，自身带有燃料和氧化剂。而Ｘ－43Ａ的发动机属于吸气型。它携带了氢燃料，但必须吸进大气中的氧以支持燃烧。目前最快的吸气型飞机是ＳＲ－71“黑鸟”侦察机，速度为3马赫多。属于实验性质的Ｘ－43Ａ飞机耗资1.85亿美元。工程师们将通过这一研究收集建造未来飞机所需要的飞行数据。最初设计的有人驾驶原型飞机长约67米，预计在2025年首次飞行。美国宇航局爱德华兹空军基地的科学家说，按照计划，携带Ｘ43－Ａ飞机的“神马”火箭随一架Ｂ－52发射飞机升空。而后，火箭在太平洋上空点燃其推进引擎，使它和飞机与Ｂ－52分离。“神马”火箭将Ｘ43－Ａ送到2.9万米的高空，然后飞机点燃它的高超音速发动机，与火箭分离并在引擎驱动下以7倍于音速的速度飞行，进而成为第一个达到这一速度的喷气式飞机。引擎将为飞机提供11秒的动力，并计划在飞行10分钟后坠落在太平洋。但在2日的试飞中，宇航局科学家在高超音速引擎点燃前就被迫在半空中炸毁了飞机。宇航局两架Ｆ－18追逐飞机的摄象显示，“神马”火箭在与Ｂ－52发射飞机分离后偏离了轨道，在空中翻转，控制人员随后启动了火箭上的炸药，在太平洋上空将火箭和飞机摧毁。科学家说，事故确切原因尚不清楚，但看上去不在飞机本身，而在于推进火箭。Ｘ43－Ａ项目耗资1.85亿美元，是美国宇航局在航空飞行领域的希望。宇航局的最终目标是开发出适用于商业性飞行的高超音速飞机，使美国东西部之间的商业性飞行时间从目前的5个小时缩短到30分钟。长为3.65米的Ｘ43－Ａ原型机原定进行三次试飞，另外两次试飞计划在2002年前完成。首次试飞失败对美国宇航局来说是个巨大打击。美国国家航空航天局（NASA）飞机X-43A在今年早些时候一次位于太平洋上空的飞行实验中，创下了6.83马赫的飞行速度，即是8000千米每小时，或5000英里每小时的惊人高速，成为世界上飞的最快的空气动力学飞机。这一时速被收入将在2006年出版的吉尼斯世界纪录大全。然而NASA却希望在这本书付印之前能再次打破这个纪录，NASA计划于今年10月再次进行X-43A的飞行，按照NASA的期望，如果一切顺利，X-43A将达到10马赫的高速。北约将在波罗的海举行大规模军事演习军事 新 闻 快递X－43A试飞成功创造历史美国为何热衷于极速飞机美国宇航局研制的X－43A极速飞机27日在美国西海岸试飞成功，并以每小时约8000公里的速度创造了飞行时速的世界新纪录。美国宇航局说，当天一架经过改装的B－52轰炸机搭载着X－43A无人驾驶飞机，从加利福尼亚州的爱德华兹空军基地起飞。在大约4万英尺的高空，B－52轰炸机与X－43A分离。接下来，与X－43A捆绑在一起的“飞马”火箭点火，将X－43A推至大约3万米的高空。此时，X－43A启动自身发动机与火箭分离，以约8000公里的时速开始独立飞行。约6分钟后，飞机按预定程序坠入加州附近的太平洋海域。阅读全文》》》美将再试飞X-43A无人机时速1万多公里(组图)千龙网讯：据美国《每日航宇》9月1日报道，美国宇航局(NASA)官员8月31日称，美国宇航局的X-43A无人机将于10月份在美国加利福尼亚德莱登飞行研究中心进行10马赫的超音速飞行测试。阅读全文》》》美宇航局将搞X-43A飞行试验目标10倍音速目标10倍音速———20分钟横穿美国据《华盛顿邮报》报道，他们把它称为“超音速冲压喷射装置”，它是一种速度快得令人难以相信的发动机，使用这种发动机的飞机从旧金山飞到华盛顿只需要20分钟，甚至更少的时间！它的速度是如此之快，甚至可以用它将卫星发射到太空，把它用在巡航导弹上，那么，向敌人目标发射导弹就会像举枪射击一样迅速。阅读全文》》》美X-43A极速飞机试飞成功7倍音速创世界纪录新华网消息美国宇航局27日宣布，一架X—43A试验飞机当天在加州爱德华兹空军基地进行的试飞中时速达到近8000公里（约7倍音速），从而打破了喷气式飞机的飞行速度纪录。美国宇航局可能于今年年底前测试时速可达10倍音速的飞行器。阅读全文》》》美X－43A极速飞机试飞成功时速8000公里新华网洛杉矶3月27日电（记者颜亮）美国宇航局研制的Ｘ－43Ａ极速飞机27日在美国西海岸试飞成功，并以每小时8000公里的速度创造了飞机时速的世界新纪录。阅读全文》》》太行发动机总师:我国战机发动机不再受制于人11月2日，记者采访了太行涡扇发动机总设计师张恩和。张恩和介绍了“太行”发动机研制成功的重要性及取得的经验。并透露主将继续研制更新一代发动机。以下为专访内容：阅读全文》》》航天运输：新型战略投送方式在崛起美军打造空战X档案“X战机”高度机密组图：美军打造X空战计划(上)美国高超音速计划美研制超级巡航导弹向10倍音速发起冲击美军开发太空战机快速打击全球任何地方(组图)
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