20世纪60年代,美国提出了核心机概念,并开始实施一系列的核心机研究计划。随后,英国、法国等国家也相继实施了核心机研究计划。这些核心机的研究有效地解决了航空发动机预先研究和系列化发展问题。
当独立进行核心机试验时,需要在高压压气机、燃烧室和高压涡轮的基础上,安装进气机匣、中央传动系统、涡轮后机匣、喷管、附件机匣等部件,以及启动系统、点火系统、燃油控制系统、润滑系统、电气系统、测试系统等。
核心机的作用是提供具有一定能量的高温燃气。气流进入高压压气机后,经过压缩,气流温度和压力逐渐升高,随后进入燃烧室,喷入燃油后燃烧,形成高温燃气。高温燃气在高压涡轮中膨胀做功,驱动同轴的高压压气机工作。气流经过核心机后,继续在低压涡轮中膨胀做功以驱动低压部件或直接驱动动力涡轮产生输出功率。描述核心机性能典型的指标有核心机压比、温比、单位循环功和单位循环功耗油率。在役发动机核心机压比在2.0左右,温比在3.0左右。
核心机的研制已经逐渐成为先进航空发动机研制的必要阶段和重要途径。在航空发动机研制过程中,通过核心机的研制,可完成关键技术的验证和改进,提高技术成熟度,减少后续研制风险,缩短研制周期,降低研制成本。核心机还能系列化派生发展,即在一型核心机的基础上经过一定的适应性修改后,再匹配相应的风扇、低压涡轮、加力燃烧室、控制系统和传动系统等低压部件和系统,就能以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范围,满足不同用途的系列发动机。
核心机未来将向着更高压比、更长寿命和更高可靠性的方向发展,同时也出现了核心机驱动风扇等新的结构形式。在核心机派生发展思路上,正在从以核心机为基础派生发展的设计概念,跨越到多用途核心机的设计概念,实现核心机在更宽广使用范围内的派生发展。