实际上，就燃气涡轮发动机设计而言，并不存在绝对标准的设计流程，每个设计者头脑中发动机的设计过程都是有差异的。航空发动机设计过程所包含的步骤取决于各发动机公司和有关设计人员的经验，以及项目自身的特点。一项全新发动机的设计相比于一个现有发动机的改型将需要更多的分析和迭代。
然而，设计过程的一般性规则还是存在的，这种规则可提供有用的相关设计信息。图4－1 所示为对整个研制过程的一种设计流程，它表示一个具有代表性的全新发动机的设计流程（可参见 Mattingly J D.［9］）。
图4-1 典型的航空发动机设计流程
航空发动机设计流程的基本要素一般包括：
1）设计过程始于确定的需求，并受其约束。
2）在设计一个系统时，如飞机（直升机）和发动机总会存在许多合理的解，但没有一个可以被认为是唯一的或最优的。为确定最期望的解，必须找出系统的方法，最终方案的选择总是取决于设计者的判断和折中。
3）发动机的设计过程本来就是一个迭代过程。当发现预先的假设不成立时，经常需要返回到前面的步骤。
4）航空发动机的许多技术和专业是交叉的，燃气涡轮发动机设计至少涉及热力学、空气动力学、传热学、燃烧学、结构强度、材料、制造工艺、仪表测试和控制，等等。
5）航空发动机这种复杂系统的设计需要每一位参加者的积极参与和跨专业的交流。由于系统中的每个部分都影响所有其他部分，所以只有当参与者能清楚、定期（经常）地共享研究成果时，才能找到最佳的解（避免重大的问题和矛盾）。
6）存在新研制的飞机选用货架发动机的情况。但是在军用发动机领域，这种情况越来越罕见，特别是开发具有全新能力的飞行器时，必定需要开发全新能力的动力；民用飞行器由于对经济性、舒适性的兴趣往往大于对新技术的兴趣，所以还存在新飞机选用成熟发动机的情况。但是，如果想得到革命性的进步，新型发动机的研制就是必需的。
7）即使飞机是选用货架发动机，也要根据飞机的具体需求进行相应的改进改型，完全的移植是不存在的，也需要用本书介绍的流程来考虑，只是许多工作可以大大简化了，可能只需要对发动机的参数进行必要的调整、接口进行适应性的改进。
8）需要指出的是，航空发动机在进入设计前，有关的基础研究和关键技术已经取得突破，并已具备进行型号研制的基础。
方案设计阶段的目标：
依据产品需求文档进行产品级多方案设计，通过多方案筛选，确定最佳总体方案，同时对部件/系统提出详细要求，形成支撑总体方案的初步部件/系统方案，并开展关键的部件/系统级验证。
主要工作：
1）进行发动机循环参数的选择，确定发动机设计状态和设计点，进行设计点热力计算。
2）协调部件气动参数和基本结构，根据气动和强度的要求，确定发动机流路尺寸、发动机转速、发动机流路图和特征截面的气流参数及其变化范围；提出主要部件方案要求（部件性能指标、部件特性、部件流路及结构型式、尺寸和重量范围等）。
3）发动机主要部件方案设计，在满足总体性能、结构和强度要求的前提下，开展以下工作：
①主要部件气动性能参数选择、设计点和其他工作状态性能参数计算；
②高温部件冷却方案设计；
③部件特性预估；
④部件结构方案设计，进行主要零件材料的选择和强度估算，以及重量、中心和惯性矩估算；(www.xing528.com)
⑤选定主要配套成附件。
4）发动机总体方案设计
与部件方案设计同步开展并进行相互协调。
开展发动机总体性能方案设计，具体包括：
①发动机热力性能计算，确定不同状态下发动机热力循环参数、部件效率、总压损失、冷却和封严用空气量、主要特征截面的气动参数以及发动机总体性能参数。
②按照发动机使用特点确定发动机调节方案和控制规律。
③进行发动机特性计算，主要包括共同工作线、转速特性、高度速度特性、温度特性。
开展发动机总体结构方案设计，具体包括：
①在部件结构方案图的基础上，开展发动机承力机匣和安装节的结构及轴承、联轴节和支承结构设计。
②进行发动机内部气路和油路设计及封严装置设计。
③确定发动机定位基准，各零部件特征定位面与定位基准的名义尺寸。
④确定部件和主要零组件相互连接部分结构、连接要求和发动机装配、分解程度与技术要求。
开展发动机关键零部件强度计算和分析：
①初步选定主要零件强度计算点和发动机的载荷状态。
②开展发动机主要承力部件的载荷计算。
③轴向力的估算和调整。
④转子临界转速的计算与分析。
⑤盘、轴齿轮和承力机匣等重要零件强度估算。
5）发动机系统方案设计
发动机系统方案设计主要包括燃油、控制、滑油、电气和传动等系统方案设计，制定系统的原理方块图，完成附件的选择和设计。对于特别重要的数控系统，由于其与典型机载航电系统具有很多共同的特色，故需要参照机载系统的研发程序。具体流程可参见 Ian Moir［10］［11］的相关著作。
6）提出技术设计要求
发动机设计点性能、稳定工作范围和过渡态要求；发动机装配和分解要求，与相邻零部件连接部分的结构和尺寸、形位公差要求；发动机规定的零件强度设计点和校核点；发动机的重量和尺寸限制；发动机系统技术设计要求；发动机的轮廓图和安装要求。
采用设计工具：总体性能计算软件或程序；压气机一维方案设计及特性计算程序，二维气动性能计算程序；涡轮一维方案设计及特性计算程序，二维气动性能计算程序；燃烧室零维/一维设计程序；二次空气系统计算及分析软件；转子动力学特性计算及分析软件；有限元计算及分析软件。
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