从用户的角度来说,采用两种不同的发动机也有后勤支援上的问题,需要两套平行的采购、备件、维修和训练体系。这个问题对于美国海军和海军陆战队来说尤为重要,航母和两栖攻击舰上空间有限,同时支持两套不同的发动机保障体系几乎是不可能的。F136 的优点在于可以同时在涡喷和涡扇之间灵活转换,但侧重点在超音速性能,而超音速性能对 F-35 并不重要,F136 性能再好,F-35 粗短的气动外形造成的超音速阻力也将扼杀超音速飞行性能,F136 增加的机械复杂性并不一定能带来可以实现的性能改善。正是用户的冷漠,最终使得通用电气和罗尔斯·罗伊斯决定中止自费研发,尽管通用电气对 F136 的技术风险控制、进度控制和预算控制有十足的信心。(也有资料说 F136 并不是变循环发动机,核心机来自 YF120)

  但变循环发动机的故事并没有完。AFRL 正在推动 AETD 计划。AETD 采用很特别的三涵道结构。AETD 和 ADVENT 的技术细节还在保密之中,从有限的 ACE 资料来看,内涵道相当于传统的核心发动机,在涡喷状态下,所有推力来自内涵道;中涵道相当于传统的涡扇外涵道,由低压风扇和高压风扇供气,具有活门控制;外涵道则是独特的,常规涡扇发动机没有相应的结构。另外,ACE 的尾喷管也采用了喷气发动机上很少见的两层环道加中心锥的结构。

GE 的早期变循环方案

ACE 方案。图中左上方第一方块中的文字是:Fan-on-blade fan in outer bypass duct(外涵道叶片上风扇);上方中间方块中的文字是:Variable stators modulare outer bypass flow(外涵道可变距叶片模块);上方右侧方块中的文字是:Outer bypass flow passes through struts to central nozzle(外涵道气流通过支撑柱进入中心喷口);下方左侧文字:Bypass duct with shut-off valve(中涵道活门处于关闭状态);下方中间文字:Core-driven fan stage in inner bypass duct(处于内涵道的高压转子风扇);下方右侧文字:Variable area bypass injector (VABI)(可变截面旁路隐射器 VABI)

  如果不考虑外涵道,只考虑中涵道和内涵道的话,在前旁通活门打开时,ACE 的前一半和典型的低涵道比涡扇没有太大的不同。后旁通活门打开使得中涵道气流和核心发动机的喷气混合后喷出,不过是从尾喷管的外环道喷出。外层喷管的外壁像传统可调喷口一样,可以收缩、扩张以控制流道面积,实现收敛-扩张控制。内层喷管的外壁也是外层喷管的内壁,同样是可以收缩、扩张的,所以外喷管的收敛-扩张控制要和内喷管协调进行。

  ACE 最独特的地方在于外涵道和内层喷管。外涵道包络在中涵道之外,但和传统涡扇发动机外涵道后端开放、直接和核心发动机喷流混合的做法不同,ACE 的外涵道后端封闭,但支撑发动机外壁的厚叶片形支柱径向是空心的,外涵道气流通过支柱内部的通道,穿过核心发动机和中涵道的喷流,汇入内层喷管,从内侧向外和核心发动机的喷流混合。如前所述,内层喷管的外壁是可调的,用于内层喷管的收敛-扩张控制。温度较低的外涵道排气反而从内层喷管排出,这似乎舍近求远,但这使得温度较高的核心发动机排气呈环形,不仅和较冷的环境空气混合,还和内层喷管的较冷空气混合,有助于迅速降低喷气温度,改善红外隐身。如果深究的话,叶片形支柱实际上相当于热交换器,外涵道冷空气穿越核心发动机喷流时,已经带走一部分热量,降低排气温度,而外涵道气流升温后在内层喷管中形成更高压力,起到增推作用。另外,中心尾锥和内层喷管有效地遮挡了涡轮,使得发动机的后向雷达隐身大有改善。

ACE 的两级低压转子风扇——单级高压转子风扇——五级高压压气机——单级高压涡轮——两级低压涡轮。其中两级低压转子风扇的第二级风扇伸出了中涵道和内涵道而进入外涵道

  这只是外涵道奥秘的一半。ACE 不仅有常规的低压风扇,还有高压风扇,中涵道和内涵道在高压风扇后分家,在这之前是共享的。但两级的低压风扇中,第一级在内涵道/中涵道工作,第二级风扇不仅在内涵道/中涵道工作,还通过环形密封圈的连接,延伸到外涵道工作。这一圈低压风扇叶片的功用和暴露的叶片长度不成比例,对于旋转的叶轮,叶尖附近的叶片段的线速度最高,推进效率也最高。相反,圆心处的线速度为零,实际上没有推进作用,如果没有转轴的存在,甚至会造成气流倒流。和 YF120 不同的是,外涵道和内涵道/中涵道是不相通的。外涵道内低压风扇的“叶片环”之前有一圈可调的导流片,用于控制外涵道流量。增大开度可以增大外涵道流量,提高涵道比,改善中低速推力和油耗;降低开度则可以减小外涵道流量。这个能力使得 ACE 的外涵道的作用超过了发动机本身,甚至解决了进气道设计的两个传统难题。

进气道设计及与发动机的匹配是一个复杂的问题,F-15 曾有严重的进气道匹配问题,加上早期普拉特·惠特尼 F100 发动机的可靠性问题,曾是早期 F-15 大面积趴窝。超音速战斗机的进气道需要做三件事:1、把进气速度降低到 M0.5-0.6;2、分离边界层;3、控制进气流量。超音速飞机的发动机进气依然是亚音速的,这是因为进气速度超过音速的话,风扇、压气机的叶片也要受到音障的影响,阻力急剧增加。进气道把进气有效地减速增压,相当于预压缩,对发动机的有效工作十分关键。这对 ACE 也一样。边界层则是空气的粘度造成的。空气的粘度在高速飞行的时候变得显著,粘度造成的摩擦阻力使得贴近机体表面的气流速度较低,形成所谓的边界层。对于进气道来说,就是中间的进气速度高于贴近管壁的进气速度,不均匀的气流速度影响风扇的有效工作,需要在空气进入进气道之前,把边界层分离排泄掉。ACE 的外涵道在低压风扇低功率运转时,正好可以把边界层拉动起来,使的进气的速度分布平直化,改善总压恢复。另一方面,起飞和加速时,进气流量需要很大;巡航时,进气流量需求较低。常规进气道设计中,需要在进气口后开设放气门或者孔阵,使过剩空气流量有一个出路。对于 ACE 来说,合理匹配低压风扇的转速和可调导流片的话,有望通过外涵道的旁通流量来补偿进气流量要求的变化,降低泄放过剩空气造成的阻力和开口或者孔阵造成的隐身损失。ACE 的外涵道可以和进气道内壁边界层排放所需要的流量相匹配。这使得进气口设计可以专注于总压恢复,极大地简化了进气口设计,降低阻力,提高进气口-发动机的体系效率,也取消了排放过剩进气所需要的机体表面开口,改善隐身。