飞机与发动机设计，不同时期呈现不同的特征。最初是飞机和发动机各自独立设计，以安装边为界面，双方根据安装关系和约定指标各自设计，设计指标留有一定裕度，使得飞机和发动机均难以发挥出最优的性能，无法实现最优的飞发匹配。特别是随着燃气涡轮发动机推力、速度的提高，以及分布式推进等非传统型动力的出现，发动机前后流场特性发生了很大的改变，使得飞机气动性能发生改变，又带来了发动机进气条件的改变，进而影响发动机本身性能。同时，由于飞机对发动机的需求不断提高，飞机与发动机之间以及发动机各部件之间的匹配问题变得日益突出，飞机性能很大程度上取决于飞机发动机一体化性能，飞发一体化设计逐步成为一项重要技术。

20世纪60年代中期，涡轮风扇发动机出现后，美国成立了专家机构处理飞发一体化问题。早期的飞发一体化设计，主要考虑的是发动机、进气道、喷管的类型与位置，以及发动机的安装方式、质量和体积对推进系统的安装性能的影响等。70～80年代，飞发一体化设计呈现边界联合的特点。2000年前后，飞发一体化设计出现边界局部融合的特点，如F-22战斗机采用了飞发一体化隐身设计、气动一体化综合设计，其中大弯曲S形进气道遮挡发动机，降低飞机前向雷达信号特性，并保持优良气动特性；喷管与飞机后体一体化综合设计，降低飞机后体阻力、遮挡发动机红外信号；飞发控制实现综合设计和推力矢量，降低超声速巡航油耗、提高大迎角控制精度，飞机实现高机动飞行和超声速巡航飞行。

飞发一体化设计的研究对象主要是飞机与发动机之间的能量、力、信息、电磁等的产生、传递、转换，涵盖系统学、信息学、航空航天工程学、控制学、计算机学等基础学科。按照飞机和发动机组成和功能，飞发一体化设计从学科上可主要分为气动一体化、结构一体化、控制一体化和能源与热管理一体化等方面。①飞发气动一体化设计。主要围绕耦合流动、流量匹配、隐身等问题，开展复杂流动现象机理、气动布局与推进系统一体化、流动控制策略、可调进排气系统设计等研究，涉及内外流复杂流动耦合机理预测与分析、前体/进气道一体化设计、后体/喷管一体化设计、全流道一体化设计与分析、内外流综合流动控制等技术。②飞发结构一体化设计。主要围绕结构综合减重、隐身等问题，开展发动机布局及安装、可变几何及作动机构、结构附件、壁面冷却及热防护等研究，涉及轻质高效结构与防热一体化设计与分析技术、可调结构/机构功能一体化设计技术、冷热结构匹配设计技术等。③飞发控制一体化设计。主要围绕高精度自适应控制，开展飞控系统与进气道/发动机/喷管的控制系统的最大程度协调整合等研究，涉及飞发高保真度一体化建模技术、多变量自适应控制策略技术、飞发安全保护综合控制技术。④能源与热管理一体化设计。主要围绕高速飞行、能量机动、定向能武器、大功率作动、超远距探测等对能源和散热需求急剧增加等问题，开展能源的生成、传递、储存、分配及使用方法研究，主动热管理、新型冷却工质及冷却方法研究，涉及大功率/轻质新型能源生成技术、相变蓄热/制冷控温技术、飞发能量系统协同管理技术。从组成部件上看，可包括：进气道/机体的一体化设计、进气道/发动机/尾喷口的一体化设计、喷管/机体的一体化设计、机体/推进系统一体化设计、飞机/推进/火控一体化综合控制设计等。

飞发一体化设计主要应用在军用战斗机及发动机的设计中，而在民用飞机领域，除热管理外，应用不多。在经历了独立设计、联合设计、综合设计后，飞发一体化设计未来将朝飞发深度融合发展。多专业融合紧密，技术难度大，综合性强，将是未来军用作战飞机、民用飞机的核心技术。深度融合的一体化设计将带来巨大的技术优势，实现未来军用作战飞机在大空域、宽速域下，高隐身、高机动、高能量作战需求，满足未来民用飞机在大载荷、低油耗、环境友好等市场需求。