通過預(yù)先研究取得技術(shù)突破，進而推出滿足作戰(zhàn)需求的新型裝備是美軍長期以來維持作戰(zhàn)能力優(yōu)勢的重要途徑。美國在軍用直升機發(fā)動機領(lǐng)域的研究工作也完全遵循了上述原則。為順利研制出滿足未來作戰(zhàn)需求的全新動力系統(tǒng)，近些年美軍相繼啟動了多項先進渦軸發(fā)動機技術(shù)預(yù)研計劃。這些計劃將為未來渦軸發(fā)動機的型號研制打下堅實的基礎(chǔ)，進而全面提升美軍的作戰(zhàn)能力，強化美國在軍用直升機領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。
AATE計劃/ITEP項目——T700替代發(fā)動機技術(shù)預(yù)研計劃/型號研制項目
經(jīng)過多年的伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭，美軍已經(jīng)感到“黑鷹”和“阿帕奇”直升機作戰(zhàn)能力的不足，但其配裝的T700發(fā)動機已基本挖掘出最大的性能潛力，要繼續(xù)提高直升機的性能只能研制全新的動力系統(tǒng)。因此，美國陸軍于2007年啟動了先進經(jīng)濟可承受渦輪發(fā)動機（Advanced Affordable Turbine Engine，AATE）技術(shù)預(yù)研計劃。該計劃隸屬于通用經(jīng)濟可承受先進渦輪發(fā)動機（VAATE）計劃，美國政府投入了3475萬美元，目標是在保持T700重量的基礎(chǔ)上將油耗降低25%、功率提高50%（達到2205千瓦級別）、成本降低35%。AATE計劃共有兩個演示驗證發(fā)動機，分別是先進渦輪發(fā)動機公司（ATEC，霍尼韋爾和普惠的合資公司）的HPW3000和GE公司的GE3000。這項計劃在2012年成功完成耐久性和性能試驗之后順利結(jié)束。
隨后，美軍啟動了改進渦輪發(fā)動機項目（Improved Turbine Engine Program，ITEP）。該項目承接了AATE計劃的工作，目的是把預(yù)研的先進技術(shù)帶到型號研制階段，為“黑鷹”和“阿帕奇”研制全新發(fā)動機，并為未來中型FVL旋翼機的渦軸發(fā)動機研制打好基礎(chǔ)。ITEP 項目在2012年10月通過了裝備開發(fā)決策，標志著型號研制工作的正式開始。同年11月16日，ITEP進入了裝備方案分析階段。該項目計劃在2013年底達到階段性目標A，之后在2014年年中發(fā)布需求征詢書（RFP），使HPW3000和GE3000進入競爭性的技術(shù)開發(fā)階段。在該階段這兩型發(fā)動機將進行初步設(shè)計評審（PDR），然后通過階段性目標B進入工程與制造研制階段（EMD）。然而，在EMD階段，陸軍將只選出一型發(fā)動機進行研制、地面試驗和飛行試驗，另一型發(fā)動機則被淘汰。在上述工作完成后，首批低速初始生產(chǎn)發(fā)動機將在2022～2023年下線。改進渦輪發(fā)動機項目的成本估計為5億美元，目前兩家承包商都已得到1.09億美元的合同，繼續(xù)開發(fā)HPW3000和GE3000。2011年，ATEC公司的HPW3000發(fā)動機完成了雙軸核心機的演示驗證試驗，2013年7月在首臺HPW3000整機上完成了耐久性試驗，9月開始在第二臺整機上進行性能和吸沙試驗。另一家承包商GE公司也試驗了首臺GE3000整機，第二臺整機試驗將在年底進行。
FATE計劃——T55替代發(fā)動機的技術(shù)預(yù)研計劃
除了中型直升機，美軍現(xiàn)役的重型直升機也需要換發(fā)以大幅提升性能。為此美軍啟動了未來經(jīng)濟可承受渦輪發(fā)動機（Future Affordable Turbine Engine，F(xiàn)ATE）技術(shù)預(yù)研計劃。該計劃同樣隸屬于VAATE，目的是通過預(yù)研3675～7350千瓦的先進大功率渦軸發(fā)動機技術(shù)，為替代T55發(fā)動機的研制打好基礎(chǔ)，提升“支奴干”等機型的作戰(zhàn)能力，并為未來垂直起降旋翼機（FVL）的渦軸發(fā)動機搭建前期的技術(shù)儲備。FATE計劃的指標相比2000年的技術(shù)水平，油耗降低35%、功重比提高80%（達到9.7）、壽命延長20%、生產(chǎn)和維護成本降低45%、研制成本降低20%。該計劃于2009財年開始進行應(yīng)用研究，2012財年初進入先期技術(shù)驗證階段并將在2016財年結(jié)束，屆時將完成全尺寸地面樣機的驗證，技術(shù)成熟度等級達到6。2011年11月，GE公司宣布獲得超過4500萬美元的FATE計劃合同，其將從正在研制的5513千瓦等級的GE38渦軸發(fā)動機上吸取相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，而FATE計劃的研究成果也將反過來應(yīng)用到GE38發(fā)動機的后續(xù)改進型號上。
ACE計劃——未來FVL旋翼機渦軸發(fā)動機的技術(shù)預(yù)研計劃
2013年3月，美國陸軍航空應(yīng)用技術(shù)理事會要求工業(yè)界提供一份替代發(fā)動機概念設(shè)計和分析（Alternative Engine Conceptual Design and Analysis）研究發(fā)展任務(wù)的方案，該方案將為之后的替代概念發(fā)動機（Alternative Concept Engine，ACE）計劃奠定基礎(chǔ)。ACE計劃是美軍最新的一項渦軸發(fā)動機技術(shù)預(yù)研計劃，目的是預(yù)研未來各型垂直起降旋翼機所需的發(fā)動機技術(shù)，以滿足其超高的性能指標。ACE預(yù)研計劃的功率范圍覆蓋29～7350千瓦，功重比將提高90%、耗油率降低40%、生產(chǎn)和維護成本均降低50%。該計劃可能包括多項潛在的研究途徑，比如變速動力渦輪技術(shù)和自適應(yīng)渦軸發(fā)動機技術(shù)等。ACE計劃將在2014財年進行應(yīng)用研究工作，2017財年啟動先期技術(shù)驗證，2021財年結(jié)束時完成全尺寸地面樣機驗證，技術(shù)成熟度等級達到6，為型號研制做好技術(shù)儲備。
AVSPOT計劃——先進渦輪部件的技術(shù)預(yù)研計劃
先進變速動力渦輪（Advanced Variable Speed Power Turbine，AVSPOT）計劃由美國陸軍航空應(yīng)用理事會與NASA合作發(fā)起，是針對變速動力渦輪技術(shù)開展的最新預(yù)研工作。其將作為VAATE計劃的主要子計劃，為渦軸發(fā)動機研制能夠提升性能、效率和經(jīng)濟可承受性的變速動力渦輪技術(shù)，并使這些技術(shù)在2016年進入到實驗室狀態(tài)。AVSPOT計劃可使用陸軍其他渦軸發(fā)動機計劃（比如AATE和FATE計劃）的研究成果，在綜合優(yōu)化動力渦輪的成本、重量和耐久性后，達到效率和壽命的性能指標。AVSPOT計劃的執(zhí)行時間總共為43個月，將使先進變速動力渦輪的技術(shù)成熟度等級（TRL）從2級提高到4級。美國政府對該計劃投入160萬美元，其中，2012～2013財年50萬美元、2014財年50萬美元、2015財年60萬美元。2012年11月，美國陸軍授予了普惠公司一份AVSPOT計劃合同，標志著該計劃進入到實質(zhì)性的研究階段。
