北京航空航天大学能源与动力工程学院依托七十余年航空动力领域的深厚积淀，面向国家航空发动机重大战略需求和绿色航空发展前沿，形成了涡轮机航空动力、航空能源、航空电推进三大核心科研方向，构建了从基础研究到工程应用的全链条创新体系。

一、涡轮机航空动力方向

该方向是学院的传统优势领域，围绕航空发动机全生命周期与多学科耦合需求，在流体机械、气动声学、结构强度与振动、热防护、数字化仿真、适航验证及人工智能辅助设计等方面形成系统研究能力。

在流体机械方面，聚焦压气机、涡轮等核心部件的气动设计与优化，开展非定常流动机理、流动稳定性及先进气动布局研究，为发动机整机性能提升提供基础支撑。在气动声学方面，针对发动机噪声控制这一民机适航关键指标，研究风扇/压气机宽频噪声、涡轮高温高速气动噪声的产生机理与抑制方法，发展低噪声设计技术。在结构强度与振动方面，面向高温、高压、高转速极端服役环境，研究叶片、轮盘等关键件的疲劳、蠕变、振动特性及寿命预测方法，建立一体化可靠性评估体系，支撑发动机长寿命设计。在航空发动机热防护方面，围绕涡轮叶片、涡轮盘等航空发动机高温关键件开展冷却机理与冷却结构智能化设计研究，建立了基于喷墨打印的高温部件关键参数原位测量新方法。在全数字化航空发动机仿真方面，建设航空发动机数值仿真中心，发展高保真多物理场耦合仿真技术，实现从部件到整机的性能预测与优化迭代。在航空发动机适航方面，开展安全性分析、失效模式评估及符合性验证方法研究，支撑国产民用航空发动机适航取证。在人工智能辅助设计方面，探索将机器学习、代理模型、优化算法与传统气动热力设计流程融合，发展智能优化设计方法，提升发动机设计效率与性能边界。

该方向拥有航空发动机气动热力创新教师团队（全国高校黄大年式教师团队）等国家级创新群体，与中国航发集团建设重点型号支撑团队、联合设计团队、联合研究中心9个，承担两机重大专项、工信部民机科研等国家级重点项目50余项，成果已广泛应用于多型航空发动机研制。

二、航空能源方向

该方向面向可持续航空与碳中和目标，聚焦可持续航空燃料（SAF）、航空氢能、氢燃料电池、储能系统、氢能混合动力等清洁能源技术在航空领域的应用，构建从能源生产、存储到动力转换的完整技术链条。

在可持续航空燃料（SAF）方面，研究生物航煤、合成燃料等替代燃料的燃烧特性、与现有发动机的兼容性及其对排放性能的影响，评估不同工艺路径的SAF在航空发动机中的适用性，为绿色航空燃料标准制定与工程应用提供数据支撑。在航空氢能方面，探索氢燃料在燃气涡轮中的燃烧组织与热管理问题，解决氢脆、氢泄漏等安全挑战。在氢燃料电池方面，研究质子交换膜燃料电池（PEMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）在航空环境下的性能退化机理、水热管理及系统集成技术，开发适用于航空场景的轻量化、高功率密度燃料电池系统。在储能方面，围绕电推进系统的能源需求，研究高能量密度电池、超级电容及混合储能系统的热管理、安全监控与能量优化策略。在氢能混合动力方面，开展氢燃料电池与燃气涡轮、锂电池与电推进系统的混合架构设计与能量管理研究，优化不同飞行阶段的功率分配与系统效率，支撑混合动力飞机概念方案论证。

三、航空电推进方向

该方向是学院面向航空动力电动化、智能化转型重点布局的新兴领域，在微型静电驱动、微型机器人等方面取得国际领先成果。

在航空推进新原理方面，研制的静电飞行器“CoulombFly”（库仑飞）首次实现纯自然光供能下的持续飞行，成果发表于《Nature》正刊并获Nature、Science首页共同推荐，该成果为微型飞行器的能源与推进问题提供了颠覆性解决方案。在微型机器人相关工作方面，聚焦微型动力系统与仿生推进研究，研制出快速机动、高载重、无线可控的微型机器昆虫，实现了昆虫尺寸机器人的自主运动与复杂环境适应。此外，学院自主研发的“北航氢动一号”全电航空发动机是该方向的代表性成果。该发动机采用推进/冷却融合设计方案，将氢燃料电池、电推进系统与热管理技术进行一体化集成，实现了氢能到电能再到推进动力的高效转换，并成功完成首飞验证。

学院三大方向相互支撑、协同发展：涡轮机航空动力方向夯实传统优势，航空能源方向拓展动力来源与可持续性，航空电推进方向引领未来变革，共同服务于航空强国建设和绿色航空发展战略。