下一代作战机对发动机提出了更高要求,除了更高的推重比,还要具有更大的推力以及更小的耗油率的特征,以满足宽包线内的飞行要求。研究表明变循环发动机不仅可以在超声速和亚声速飞行时保持优良特性,还可以减小溢流阻力以及后体阻力增加安装推力,减低安装耗油率,提高航空发动机安装性能。本文建立变循环发动机和超声速进气道一体化研究模型,进行变循环安装推力性能、进气总压畸变研究、控制规律研究等。包括下面内容:鉴于在变循环发动机安装特性或外流阻力特性研究方面的不足,提出了一种基于变循环发动机与超声速进气道一体化仿真与调节的研究方案,建立了系统的一体化数学模型,通过两者匹配工作的模拟,研究了变几何调节对发动机安装性能的影响规律。在亚声速飞行状态下,分析了变几何调节对进气道溢流阻力、安装推力、安装耗油率等安装性能的影响,并与常规涡扇发动机进行了对比。结果表明,采用变几何优化调节的变循环发动机在亚音速巡航阶段的溢流阻力降低约12%,安装耗油率降低约4-6%,显著改善了安装性能。在飞机加速与超声速飞行时,变循环发动机处于单外涵模式,更易于实现与进气道的流量匹配。通过速度特性仿真表明,变循环发动机进气溢流阻力降低约20%,安装推力提高约20%,安装耗油率降低约19%,,也同样可以大幅改善其安装性能。畸变研究是飞机进气道/发动机研究不可缺少的一个重要部分。在上述模型基础上通过对发动机进气总压畸变的研究添加进气总压畸变的相关程序,并在地面和高空仿真研究进气总压畸变对发动机性能,尤其是喘振裕度的影响,研究表明随着畸变的加深,发动机稳定裕度收到较大影响。畸变发生时发挥变循环发动机优点,通过调节几何部件尺寸,较明显提高发动机稳定裕度。最后进行了发动机控制研究,分别研究了相似理论自适应PI控制和专家PID控制,并进行相关计算得到较理想控制方案。研究了在单外涵模式下发动机全包线调节计划包括低压转速、涡轮膨胀比闭环控制方案,计算结果表明满足飞行控制要求。最后进行了变循环发动机两种模式切换研究,可以实现平稳切换。